軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造技術(shù)及其應(yīng)用

王紅

摘要：本文探討了電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造中的關(guān)鍵點(diǎn)，研究了軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化，以及技術(shù)改進(jìn)工藝流程。

關(guān)鍵詞：軋鋼;電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）05-000%02

0引言

軋鋼生產(chǎn)是通過各種各樣的加工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼坯或鋼錠的加工，將其扎制成相應(yīng)的形狀，在軋鋼生產(chǎn)中對(duì)于最終軋鋼產(chǎn)品的質(zhì)量、尺寸、形狀等都有著極高的精度要求。因此作為用于控制生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也必須具備極高的精度和穩(wěn)定度，只有這樣才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軋鋼生產(chǎn)過程的精確管控，保證各個(gè)工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確有序，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量高水準(zhǔn)的軋鋼產(chǎn)品。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器也就是PLC是當(dāng)下工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中最為常用和重要的技術(shù)，其不僅具備非常好的穩(wěn)定性，且在操作難度方面也相對(duì)較低，能夠適用于各種各樣復(fù)雜工藝的控制。此外其成本也相對(duì)較低，不容易被外界環(huán)境所影響，抗干擾能力較強(qiáng)。在當(dāng)下軋鋼生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)爐卸料、貼水脫硫等環(huán)節(jié)都會(huì)應(yīng)用到PLC：控制技術(shù)，在應(yīng)用該技術(shù)后，不僅整個(gè)生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，并且人工工作量也得到了進(jìn)一步降低。

1.2電氣元件

在軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中會(huì)應(yīng)用到各種各樣的電氣元件，比如變頻器、斷路器、傳感器、繼電氣等等，這些電氣元件的有效使用能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)軋鋼生產(chǎn)各個(gè)工藝過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有效保護(hù)，從而保證軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的合格達(dá)標(biāo)。比如在軋鋼生產(chǎn)中就會(huì)利用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)條件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保整個(gè)生產(chǎn)過程都處于可控之中，最常用的就是壓力、溫度傳感器。

1.3檢測(cè)設(shè)備

對(duì)于軋鋼生產(chǎn)來(lái)說(shuō)最為重要的就是保證產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要通過相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。比如在當(dāng)下就會(huì)利用紅外檢測(cè)儀來(lái)對(duì)軋鋼產(chǎn)品進(jìn)行紅外掃描，然后再通過計(jì)算機(jī)成效，從而就能夠準(zhǔn)確完成對(duì)所測(cè)產(chǎn)品尺寸的檢測(cè)，及時(shí)識(shí)別出不合格的產(chǎn)品質(zhì)量。

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

（1）準(zhǔn)確把握軋制過程中數(shù)學(xué)模式。在軋鋼生產(chǎn)中會(huì)涉及許多方面的數(shù)學(xué)問題，比如鋼坯在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的摩擦力、張力等等，但是在當(dāng)下這些方面的計(jì)算并沒有得到全面解決。這是由于在軋鋼生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生非常多的實(shí)踐數(shù)據(jù)，必須通過不斷的調(diào)整修正，才可以得到最為精確的控制模型。（2）重視對(duì)檢測(cè)儀表以及變換系統(tǒng)的創(chuàng)新和完善。隨著當(dāng)下軋鋼生產(chǎn)工藝的復(fù)雜以及軋鋼生產(chǎn)設(shè)備種類的增多，用于檢測(cè)的相關(guān)儀表和變換控制系統(tǒng)也必須不斷進(jìn)行更新優(yōu)化和創(chuàng)新，這樣才能夠滿足不斷變化的軋鋼生產(chǎn)趨勢(shì)。（3）提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以為了更好促進(jìn)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制效率的提升，就需要不斷完善優(yōu)化和提高計(jì)算機(jī)配置，為電氣自動(dòng)化控制奠定良好基礎(chǔ)。（4）優(yōu)化控制系統(tǒng)。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)軋鋼生產(chǎn)過程的高效穩(wěn)定控制，就必須實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)控制。但是最優(yōu)控制既需要全方位考慮主客觀方面因素的影響，同時(shí)還需要對(duì)量化和不能量化因素的考慮，只有及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)變化來(lái)不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)，才能夠持續(xù)保證控制系統(tǒng)與生產(chǎn)發(fā)展的相匹配。

3軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1軟件系統(tǒng)的優(yōu)化

（1）對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。軟件結(jié)構(gòu)直接決定著軟件系統(tǒng)在運(yùn)行控制中的效果，因此需要先結(jié)合軋鋼生產(chǎn)中的各個(gè)模塊特點(diǎn)來(lái)對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，然后再與具體軋鋼生產(chǎn)工藝來(lái)進(jìn)一步對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于軟件結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)說(shuō)，必須結(jié)合具體操作要求，合理劃分軟件結(jié)構(gòu)，將其分為各個(gè)不同執(zhí)行單元，保證各執(zhí)行單元的有序運(yùn)行。此外還需要結(jié)合生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化相應(yīng)的軟件控制模塊。（2）對(duì)軟件程序進(jìn)行優(yōu)化。做好軟件程序優(yōu)化，能夠進(jìn)一步提高自動(dòng)化軟件程序在運(yùn)行控制中的效率和性能。在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，不僅必須保證各項(xiàng)指令的合理科學(xué)，同時(shí)還需要做好對(duì)軟件的設(shè)計(jì)研究，合理利用PLC來(lái)提升整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3.2硬件系統(tǒng)的優(yōu)化

（1）抗干擾優(yōu)化。由于整個(gè)軋鋼生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)比較惡劣，再加上電氣線路以及電氣元件彼此之間也會(huì)存在干擾影響，因此所需要做好相關(guān)抗干擾措施的優(yōu)化。對(duì)于可能存在干擾的線路以及元器件，都需要包括相應(yīng)的屏蔽材料;變壓器必須進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置;做好對(duì)各相關(guān)設(shè)備設(shè)施的接地和防靜電處理。（2）輸入電路的優(yōu)化。結(jié)合軋鋼工藝來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化輸入電路，比如可以通過凈化元件的設(shè)置，來(lái)輔助中性點(diǎn)接地作用的發(fā)揮，降低電脈沖干擾。（3）輸出電路的優(yōu)化。為了避免輸出電路產(chǎn)生故障，影響線路的負(fù)荷均勻性，降低輸出效率，需要通過二極管來(lái)完成對(duì)電路浪涌的吸收，以此來(lái)降低相關(guān)電路干擾的影響。

4軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)工藝流程

4.1軋鋼對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求

在軋鋼生產(chǎn)時(shí)，連軋機(jī)組所采用的直流電電控裝置應(yīng)采用磁場(chǎng)可逆的方式來(lái)完成正反控制和低速運(yùn)行。同時(shí)，還需要通過全數(shù)字直流調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)軋鋼生產(chǎn)的雙閉環(huán)調(diào)速。如果調(diào)速系統(tǒng)采用的是CBP通訊板，則需要做好與其他裝置的配合使用，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳遞相關(guān)指令和故障信息。

4.2軋鋼對(duì)自動(dòng)化方面的需求

（1）需要從控制網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行改進(jìn)，改為網(wǎng)絡(luò)控制，并且還需要改單機(jī)價(jià)調(diào)節(jié)為手動(dòng)調(diào)節(jié)，利用鏈條控制來(lái)實(shí)現(xiàn)低價(jià)簡(jiǎn)單控制。（2）結(jié)合具體運(yùn)行情況，定期調(diào)整更新軋制表。（3）采用正反爬行來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)的軋機(jī)控制，并做好相關(guān)控制系統(tǒng)的故障報(bào)警設(shè)計(jì)，更好保障系統(tǒng)在運(yùn)行中的穩(wěn)定性。

4.3控制系統(tǒng)

（1）軋線的兩級(jí)自動(dòng)化控制。各相關(guān)控制系統(tǒng)需要利用監(jiān)控網(wǎng)、傳動(dòng)網(wǎng)和I/O網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的傳遞交換，然后再利用3級(jí)通訊網(wǎng)串聯(lián)到一起，進(jìn)而完成對(duì)計(jì)算、集中分散管控和資源實(shí)時(shí)共享的一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建。（2）人機(jī)界面互動(dòng)仿真。人機(jī)系統(tǒng)能夠更加有助于管控人員實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備設(shè)施的全面實(shí)施控制，其具體分為兩層，即人機(jī)接口與PLC以及的遠(yuǎn)程I/O站的連接，在具體運(yùn)行中，在完腳PLC參數(shù)設(shè)置后，就會(huì)迅速通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁飨鄳?yīng)調(diào)速系統(tǒng)，同時(shí)調(diào)速系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)的各相關(guān)參數(shù)也會(huì)通過人機(jī)接口傳輸?shù)紺RT。（3）PLC的速度級(jí)聯(lián)控制。只有不斷提高PLC的CPU的運(yùn)算能力，這樣才能夠做好對(duì)各項(xiàng)電氣線路設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。（4）微張力控制，其以轉(zhuǎn)矩記憶來(lái)開展控制，在具體運(yùn)行中可以實(shí)時(shí)采集直流傳動(dòng)裝置的輸出量，軋機(jī)采用弱磁調(diào)速，所以點(diǎn)數(shù)電流和轉(zhuǎn)矩之間沒有比例關(guān)系，因此無(wú)法采用電流記憶法的。

5結(jié)語(yǔ)

為了進(jìn)一步促進(jìn)軋鋼生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，在當(dāng)下需要結(jié)合軋鋼生產(chǎn)實(shí)際情況做好對(duì)軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的持續(xù)改造，不斷提高系統(tǒng)穩(wěn)定性控制效率，為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。