孫慧林

（北京首鋼股份有限公司，河北 遷安 064404）

在軋鋼實(shí)際制造過程中，主要是利用一定的工法對(duì)鋼錠與鋼坯進(jìn)行加工，對(duì)其形狀進(jìn)行固定。因而在實(shí)際加工中，要求產(chǎn)品形狀、規(guī)格尺寸以及生產(chǎn)質(zhì)量等每個(gè)方面都必須做到準(zhǔn)確無誤。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)于軋鋼生產(chǎn)具有舉足輕重的作用，唯有確保此系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及精準(zhǔn)度滿足相應(yīng)要求，才能促使軋鋼生產(chǎn)制造處于可控范圍內(nèi)，以此來保障產(chǎn)品質(zhì)量與實(shí)際生產(chǎn)效率。

1 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

近年來，無論是國內(nèi)市場(chǎng)還是國外市場(chǎng)對(duì)于鋼材的需求量都在逐步增加，傳統(tǒng)鋼材的生產(chǎn)制造技術(shù)無法滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)鋼鐵實(shí)際需求。并且伴隨軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，軋鋼生產(chǎn)效率得到了顯著提升，自動(dòng)化控制技術(shù)也不斷得到完善與優(yōu)化。并且軋鋼機(jī)具有生產(chǎn)效率比高、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，在很大程度上為鋼鐵行業(yè)提供了更多的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段，國內(nèi)對(duì)于軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究與創(chuàng)新分為三個(gè)方向，首先，是持續(xù)使用流程短、投入少、耗能少、效益高、環(huán)保效果好的新型技術(shù)和工藝；其次，是對(duì)形狀規(guī)格尺寸的精確度進(jìn)行提高，同時(shí)對(duì)外觀進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，提升內(nèi)部質(zhì)量等相應(yīng)技術(shù)受到人們的格外重視；最后生產(chǎn)設(shè)備組件趨于規(guī)?；?、現(xiàn)代化與連續(xù)化。由于企業(yè)對(duì)信息化建設(shè)越來越重視，軋鋼技術(shù)也得到了高速發(fā)展，這就要求相關(guān)企業(yè)結(jié)合自身發(fā)展需要，積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)軋鋼自動(dòng)化技術(shù)的研究，并對(duì)軋鋼生產(chǎn)工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)冶金裝備加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，從而達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量提高與精細(xì)化管理等要求[1]。

2 改造軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 精準(zhǔn)把控軋鋼生產(chǎn)中的數(shù)學(xué)模式

在軋鋼實(shí)際制作生產(chǎn)當(dāng)中，會(huì)遇到許許多多有數(shù)學(xué)相關(guān)聯(lián)的問題，比如說轉(zhuǎn)運(yùn)鋼坯的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)張力還有一定的摩擦力等。但是從控制系統(tǒng)的立場(chǎng)上去觀察，有些與數(shù)學(xué)計(jì)算相關(guān)的問題還沒有得到徹底解決。追究其根源在于軋鋼在實(shí)際制造生產(chǎn)過程中涉及到的實(shí)踐數(shù)據(jù)相對(duì)較多，為此應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行不間斷的調(diào)整與改正，以便得到精確化與理想化程度更高的控制模型。

2.2 對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的有關(guān)配置實(shí)行全面提升

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一直被認(rèn)為是軋鋼控制系統(tǒng)的重要組成部分，為了促使該系統(tǒng)能夠在軋鋼實(shí)際生產(chǎn)制造中發(fā)揮出更加理想的控制效果，需要全面提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置，以此種方式方法，期望可以為控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供更加牢靠的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3 優(yōu)化控制系統(tǒng)

在對(duì)軋鋼企業(yè)生產(chǎn)制造中的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際利用的時(shí)候，如果想讓系統(tǒng)的控制效果有所提高，就必須要對(duì)電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)展開必要的改進(jìn)與完善。在實(shí)現(xiàn)這一進(jìn)程中，還應(yīng)該將所有會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不良影響的要素進(jìn)行綜合全面分析研究。主要可以從以下幾個(gè)大的方面進(jìn)行入手：主觀因素方面、客觀影響要素方面、可量化要素方面以及不可量化要素方面。然后在此基礎(chǔ)上對(duì)控制系統(tǒng)不斷進(jìn)行改進(jìn)與完善，促使其與軋鋼生產(chǎn)制作的實(shí)際需要相符合。

3 軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在改造過程中用到的相應(yīng)技術(shù)分析

3.1 對(duì)軟件部分進(jìn)行優(yōu)化

3.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

軟件在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，對(duì)軋鋼工藝具有直接控制作用，對(duì)軋鋼設(shè)施設(shè)備具有指揮作用，對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化有利于幫助系統(tǒng)滿足軋鋼工藝需求[2]。然而對(duì)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)實(shí)行改進(jìn)操作的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到模塊化設(shè)計(jì)思路，幫助模塊完成對(duì)相應(yīng)操作功能的有效控制，同時(shí)擁有熱加工功和切削加工，達(dá)到軟件結(jié)構(gòu)的目的。進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持從實(shí)際狀況出發(fā)，將軋鋼自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)劃分為多項(xiàng)執(zhí)行單元，并以生產(chǎn)控制為基準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部軟件模塊的相應(yīng)控制程序?qū)崿F(xiàn)更好的優(yōu)化。

3.1.2 程序優(yōu)化

程序在軟件運(yùn)行中扮演主導(dǎo)角色，對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)起著決定作用，為此，優(yōu)化程序和自動(dòng)化軟件的運(yùn)行情況、運(yùn)行水平緊密相關(guān)。對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過程中，應(yīng)該保證指令合理性與可行性不受影響，與此同時(shí)對(duì)軟件設(shè)計(jì)方式進(jìn)行重點(diǎn)研究，加強(qiáng)程序?qū)堜撾姎庾詣?dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)生的科學(xué)性與合理性[3]。除此之外，對(duì)軟件程序進(jìn)行優(yōu)化的過程當(dāng)中，還需要使用PLC。

3.2 對(duì)硬件部分進(jìn)行優(yōu)化

3.2.1 對(duì)輸入電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

在對(duì)軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)展開優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)軋鋼工藝中輸入電路的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仔細(xì)研究，然后以此為準(zhǔn)則再對(duì)輸入電路執(zhí)行優(yōu)化操作。在鋼材生產(chǎn)制造過程中，需要消耗大量電能，這時(shí)為了保障供電的穩(wěn)定性，還需要在軋鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電路中加裝凈化元件，確保其中性點(diǎn)接地狀態(tài)良好，達(dá)到減弱電脈沖對(duì)系統(tǒng)電路運(yùn)行產(chǎn)生的干擾的程度[4]。

3.2.2 對(duì)輸出電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

以鋼材制造生產(chǎn)的視角上看，有必要從設(shè)計(jì)方面對(duì)軋鋼輸出電路實(shí)行優(yōu)化，參照電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，對(duì)輸出電路進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)軋鋼輸出電路發(fā)生異常情況時(shí)，會(huì)給線路負(fù)荷的均衡性造成一定影響，從而降低電能輸出效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生浪涌并對(duì)現(xiàn)狀產(chǎn)生不良影響。為此，應(yīng)該在該系統(tǒng)的輸出電路中，依靠吸收電路浪涌的模式，及時(shí)解除干擾。

3.2.3 防干擾措施優(yōu)化

防干擾設(shè)計(jì)是系統(tǒng)硬件優(yōu)化的重要組成部分，應(yīng)該對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的周邊環(huán)境所產(chǎn)生的干擾進(jìn)行充分考慮，避免系統(tǒng)因受到外界因素干擾而無法實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。系統(tǒng)防干擾模式主要有三種：①對(duì)同頻線路進(jìn)行分開排列，對(duì)所有可能會(huì)造成干擾的線路進(jìn)行分離安放，同時(shí)還應(yīng)該在線路外部配備相適應(yīng)的、高效的屏蔽材料；②將控制系統(tǒng)所用的變壓器進(jìn)行單獨(dú)放置，并讓每個(gè)變壓器都處于獨(dú)立狀態(tài)；③對(duì)電磁屏等硬件設(shè)施進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使用質(zhì)量比較好的外殼進(jìn)行接地，同時(shí)采取有效的防靜電措施[5]。

4 軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造的注意事項(xiàng)

4.1 優(yōu)化控制系統(tǒng)

對(duì)機(jī)電設(shè)施、控制系統(tǒng)以及工藝流程之間的相互作用進(jìn)行細(xì)致思考，也是實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制的基礎(chǔ)，也只有在最優(yōu)控制的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。由于最優(yōu)化控制的實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較大，根源在于實(shí)行過程中，不僅需要對(duì)主客觀影響因素進(jìn)行考慮，而且還應(yīng)該對(duì)量化與不能量化等因素的重要影響進(jìn)行綜合分析，并在落實(shí)過程中，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而將高效生產(chǎn)變成現(xiàn)實(shí)。

4.2 對(duì)軋制數(shù)學(xué)模式進(jìn)行確定

數(shù)學(xué)計(jì)算問題，實(shí)際上指的是摩擦力分布、張力計(jì)算以及計(jì)算精度等有關(guān)問題，現(xiàn)階段還沒有得到完全解決。歸根結(jié)底是使用生產(chǎn)過程中的時(shí)間數(shù)據(jù)信息，并且不斷進(jìn)行修正，以此來得到最理想的軋鋼控制模型。除此之外，對(duì)軋制進(jìn)行調(diào)整時(shí)主要是根據(jù)自行張力來進(jìn)行的，但是由于剛建成的工廠沒有相應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，軋鋼設(shè)定的數(shù)值和實(shí)際參數(shù)之間存在很大偏差。盡管全新的規(guī)格和新一類的軋制通常處于嘗試環(huán)節(jié)，無法避免發(fā)生誤差，但是趨于完整的理論模型，可以保證參數(shù)誤差不斷減小，進(jìn)而減少試軋的次數(shù)。

4.3 對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的有關(guān)配置進(jìn)行提高

對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的相應(yīng)配置進(jìn)行改進(jìn)，能夠保證計(jì)算機(jī)的每項(xiàng)功能都能得到有效提高，這里所指的功能有安全性、穩(wěn)定性以及有效性等。在該控制系統(tǒng)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)是基礎(chǔ)組成部分，若想保證軋鋼得以穩(wěn)定發(fā)展，其系統(tǒng)也應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的前進(jìn)步伐相一致，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展緊密結(jié)合，繼而為分級(jí)集成控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利有序工作奠定基礎(chǔ)。

5 軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造技術(shù)的應(yīng)用分析

5.1 達(dá)到控制有關(guān)要求

生產(chǎn)軋鋼的時(shí)候，軋機(jī)組應(yīng)用的全部是直流電控制設(shè)施，在使用的時(shí)候，可以借助可逆法控制正反，并促使其一直處于低速運(yùn)行中。同時(shí)，在對(duì)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制操作時(shí)，還可以借助全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)軋鋼的整個(gè)生產(chǎn)執(zhí)行雙閉環(huán)速度調(diào)節(jié)。如果將CBP通信板應(yīng)用到調(diào)速系統(tǒng)中，那么最好再另外輔助其它裝置進(jìn)行使用，并借助通信網(wǎng)實(shí)時(shí)傳送故障信息與相應(yīng)指令。進(jìn)一步對(duì)與檢測(cè)儀表息息相關(guān)的控制系統(tǒng)執(zhí)行優(yōu)化改造，準(zhǔn)確測(cè)量，繼而使得軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量得到切實(shí)保證。

5.2 符合自動(dòng)化控制標(biāo)準(zhǔn)

首先，對(duì)實(shí)行控制的通信網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)行優(yōu)化與革新，把所有控制裝置全部打造成網(wǎng)絡(luò)控制模式，同時(shí)優(yōu)化單機(jī)調(diào)節(jié)，再增添一項(xiàng)手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，通過鏈條完成手動(dòng)控制操作，以免因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題而發(fā)生控制故障。其次，依照實(shí)際運(yùn)行情況按時(shí)對(duì)軋制表進(jìn)行調(diào)整、更新，降低因大量數(shù)據(jù)堆積而對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算產(chǎn)生影響。最終，還可以借助正反爬行的方式對(duì)軋鋼機(jī)械實(shí)現(xiàn)控制。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行問題，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)相應(yīng)的故障報(bào)警模塊，并促使其能夠得到及時(shí)修正，從而保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)運(yùn)行。

5.3 滿足控制系統(tǒng)自動(dòng)化改造要求

首先，做好軋線兩級(jí)改造工作。促使控制系統(tǒng)所需的傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及I/O網(wǎng)絡(luò)具備信息輸送與交換能力，此后利用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)所有通信網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到數(shù)據(jù)資源實(shí)時(shí)共享的目的，并且建立一體化程度比較高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[6]。

其次，仿真改人際交互界面。通過對(duì)人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行有效利用，安排專門的管理人員、控制人員對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全方位監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在改造時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)人機(jī)交互界面改造工作進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。要想實(shí)現(xiàn)這一過程，還需要從以下兩個(gè)方面對(duì)人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)施劃分，一方面是人機(jī)交互端口與PLC，另一方面為I/O站的遠(yuǎn)程連接。當(dāng)系統(tǒng)工作過程中，必須要對(duì)PLC有關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。

設(shè)定完P(guān)LC參數(shù)后，可以借助通信網(wǎng)絡(luò)的快速傳輸功能迅速進(jìn)入調(diào)速系統(tǒng)中去，然后再借助人機(jī)接口將調(diào)速系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)輸送至CRT。

對(duì)PLC速度聯(lián)級(jí)口進(jìn)行有效控制，以達(dá)到CPU計(jì)算功能提升的目的，從而使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全部電氣設(shè)備及其相應(yīng)的線路都能滿足實(shí)時(shí)控制要求。

合理控制微張力，在執(zhí)行控制操作的進(jìn)程中，應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)矩記憶的前提下對(duì)其發(fā)送控制指令，同時(shí)還能對(duì)系統(tǒng)中的直流傳動(dòng)裝置實(shí)行輸出量收集操作?；谲堜摍C(jī)械設(shè)備是為弱磁調(diào)速，由此可見電樞電流跟轉(zhuǎn)矩之間不存在聯(lián)系，簡(jiǎn)言之電流記憶法在此過程中無法實(shí)施控制功能。

6 結(jié)語

總之，軋鋼企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)該對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，因?yàn)樗軐?duì)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)方式進(jìn)行有效轉(zhuǎn)變，能對(duì)工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，還能讓工藝流程與技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)能在實(shí)際生產(chǎn)過程中得到充分發(fā)揮，以此來滿足軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量和效率提升的需要。但是最近幾年軋鋼行業(yè)不斷向前發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。利用此種方式，才能對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)用中存在的相應(yīng)問題進(jìn)行妥善處理，讓系統(tǒng)的控制效果更明顯。這樣做有利于提高軋鋼生產(chǎn)效果，并且能夠幫助軋鋼企業(yè)收獲更多的經(jīng)濟(jì)效益。