熱連軋無(wú)縫鋼管軋線過程自動(dòng)化系統(tǒng)研究

王海珍(新余學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 江西 新余 338000)

前言:近年來(lái)，我國(guó)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)不管從數(shù)量上，還是質(zhì)量上都有了大步的提升，但與其他的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)相比，我國(guó)的無(wú)縫鋼管在生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備方面依舊存在著一定的差距，甚至在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上依舊需要依靠進(jìn)口高附加值和優(yōu)質(zhì)的無(wú)縫鋼管，因此我國(guó)必須充分利用現(xiàn)代化的技術(shù)，加大投入，積極升級(jí)和改造無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)線，不斷提高無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。

1 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝流程

無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)工藝主要是指其軋制的技術(shù)流程，其主要包括了鋸切鋼坯以及對(duì)管坯進(jìn)行加熱、軋制、定徑矯直、檢測(cè)和噴砂等步驟，生產(chǎn)設(shè)備非常繁雜，控制程序雖然較為復(fù)雜但順序卻非常的清晰。無(wú)縫鋼管在軋制的時(shí)候，所使用的是長(zhǎng)圓柱坯，因此需要將其鋸切成1米左右的坯料，再放入加熱爐中加熱，當(dāng)加熱完成后，就可以將其送入穿孔機(jī)中進(jìn)行穿孔，從而形成毛管。在進(jìn)行穿孔之前，需要在鋼坯的后端中心處打一個(gè)小孔，從而保證穿孔機(jī)能夠順利地咬入鋼坯，并確保穿孔時(shí)的穩(wěn)定性。而依據(jù)工藝的不同，可以分為冷定心和熱定心兩種方式，前者主要是在鋸切鋼坯后以及加熱前進(jìn)行，而后者則是在加熱后以及穿孔前進(jìn)行，這兩種方式都能夠有效保證鋼坯穿孔的穩(wěn)定性，并使軋制的毛管壁更加均勻。整個(gè)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)流程主要分為了8個(gè)區(qū)域，即加熱區(qū)、穿孔去、軋管區(qū)、定徑區(qū)、冷床區(qū)、矯直區(qū)、精整區(qū)以及探傷區(qū)。

2 熱連軋無(wú)縫鋼管軋線過程自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)。熱連軋無(wú)縫鋼管軋線過程自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由服務(wù)器、操作終端、工程師站、打印機(jī)以及若干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成的典型服務(wù)器和客戶機(jī)結(jié)構(gòu)硬件系統(tǒng)，選用的是部門級(jí)的容錯(cuò)服務(wù)器，這種服務(wù)器使用的是全冗余組件設(shè)計(jì)，因此能夠有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性。

2．2熱連軋無(wú)縫鋼管軋線過程自動(dòng)化系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。

(1)作業(yè)計(jì)劃處理。該模塊主要負(fù)責(zé)接收上級(jí)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軋制命令和原料數(shù)據(jù)，也被稱之為車間制造執(zhí)行系統(tǒng)，即L3。在未投入使用之前，該系統(tǒng)不僅保留了人工錄入和管理軋制計(jì)劃的功能，還與生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)線軋制規(guī)程以及工藝要求的編制作業(yè)計(jì)劃信息相結(jié)合，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供必要的作業(yè)計(jì)劃和管理數(shù)據(jù)，如修改、刪除和狀態(tài)設(shè)定等，還能夠指導(dǎo)主要的機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。

(2)物料跟蹤。物料跟蹤主要是指在熱軋生產(chǎn)線中使用單支跟蹤的機(jī)制，不僅在生產(chǎn)時(shí)需要給每一支物料進(jìn)行編碼標(biāo)識(shí)，還需要依據(jù)工藝的需求將其分為若干個(gè)跟蹤點(diǎn)，并通過各類的檢測(cè)原件記錄物料的跟蹤位移，并在計(jì)算機(jī)中建立起邏輯影響。這種跟蹤機(jī)制不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和記錄單支物料的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)、工藝和電氣參數(shù)等，還能夠以此為依據(jù)使得操作人員更加有效地把握生產(chǎn)實(shí)際，使工藝人員能夠通過分析這些數(shù)據(jù)并結(jié)合主要機(jī)組的工藝數(shù)模，更加順利地設(shè)定參數(shù)，從而有效提高物料的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，即使跟蹤過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤也能夠及時(shí)地進(jìn)行修改。

(3)作業(yè)規(guī)程管理。該步驟主要的任務(wù)是將生產(chǎn)規(guī)程信息錄入進(jìn)行系統(tǒng)中，并對(duì)其進(jìn)行顯示、維護(hù)以及傳輸，這類數(shù)據(jù)主要包含了生產(chǎn)過程中各個(gè)產(chǎn)品的物料變形參數(shù)、機(jī)組調(diào)整參數(shù)以及特殊要求的數(shù)據(jù)等。尤其是在穿孔、定徑機(jī)組中，即使生產(chǎn)變化了規(guī)格時(shí)，也能夠利用查詢功能快速地尋找到適宜的機(jī)組設(shè)定參數(shù)，在經(jīng)過人工確認(rèn)后，就能立刻運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中，從而確保了生產(chǎn)的穩(wěn)定性以及產(chǎn)品的質(zhì)量。確保生產(chǎn)正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于要建立起工藝庫(kù)并重視日常的維護(hù)，重視起兩方面的內(nèi)容，才能夠使生產(chǎn)順利運(yùn)行，工藝人員才能夠不斷優(yōu)化工藝庫(kù)中的信息，從而保證生產(chǎn)規(guī)程數(shù)據(jù)的有效性。

(4)數(shù)據(jù)收集。該模塊主要負(fù)責(zé)接收、測(cè)量和保存系統(tǒng)中的生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)等，這類數(shù)據(jù)不僅能夠優(yōu)化生產(chǎn)過程以及工藝參數(shù)，在當(dāng)前批次結(jié)束后，還能夠自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)批次的產(chǎn)品質(zhì)量和過程數(shù)據(jù)。

(5)報(bào)表打印。報(bào)表主要是指系統(tǒng)中的報(bào)警記錄、停機(jī)記錄和工程記錄等，其中工程記錄主要是指系統(tǒng)能依據(jù)生產(chǎn)工藝報(bào)表和產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，自動(dòng)選擇和生產(chǎn)報(bào)表的類型，如能夠依據(jù)所選的產(chǎn)品報(bào)表選擇對(duì)應(yīng)額計(jì)劃號(hào)和扎批號(hào);能夠依據(jù)班報(bào)表的要求選擇班次和日期;能夠依據(jù)日?qǐng)?bào)表的要求選擇生產(chǎn)日期等。

3 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)投入實(shí)際應(yīng)用后，大大提高了無(wú)縫鋼管軋線的生產(chǎn)效果，特別是該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常好，使得無(wú)縫鋼管軋線過程生產(chǎn)線的自動(dòng)化和精度化都提升了一個(gè)臺(tái)階。