軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術(shù)及其應(yīng)用分析

梁海衛(wèi)

（承德鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北 承德 067002）

在軋鋼生產(chǎn)中，只有保障該系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其精度，才能讓軋鋼作業(yè)得到良好控制，以保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

1 軋鋼電氣自動化技術(shù)

時(shí)代在不斷的發(fā)展過程中，人們漸漸提高了對鋼材生產(chǎn)的需求，現(xiàn)代化社會對鋼鐵的需要數(shù)量很大以至于傳統(tǒng)的鋼材生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能充足的提供。并且隨著引入自動化的控制技術(shù)，軋鋼生產(chǎn)明顯提升了效率，也在不斷的完善與優(yōu)化自動化的控制技術(shù)。并且提高了連軋機(jī)的生產(chǎn)效率，控制起來更便捷，從而鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益出現(xiàn)了明顯的提升。當(dāng)前，我國在軋鋼電氣自動化技術(shù)方面有了新的研究方向，第一，一直采用新型技術(shù)與工藝，其特點(diǎn)是流程短、投資少、能耗低、效益高、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)境污染??；第二，提高內(nèi)部質(zhì)量等相關(guān)技術(shù)開始備受關(guān)注，提升產(chǎn)品形狀的尺寸精度及外觀的改良；第三，生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備的規(guī)模化、現(xiàn)代化、連續(xù)化也開始顯現(xiàn)出來。企業(yè)越來越重視在信息化方面的建設(shè)，自動化軋鋼技術(shù)也在不斷的發(fā)展中，企業(yè)必須可以充分了解自身的發(fā)展需求，努力借鑒吸取國內(nèi)外的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，深入研究并強(qiáng)化自動化的技術(shù)，而且要嚴(yán)格掌控軋鋼生產(chǎn)工藝，冶金裝備的日常維護(hù)與保養(yǎng)意識要增強(qiáng)，因此能很大的提升產(chǎn)品質(zhì)量，滿足其生產(chǎn)管理精細(xì)化的需要。

2 軋鋼電氣自動化技術(shù)應(yīng)用

就目前而言，工業(yè)制造領(lǐng)域和工程領(lǐng)域的不斷向前發(fā)展，社會不斷提高對鋼材的需求數(shù)量，這就很大方面的提高了軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的要求。自從軋鋼領(lǐng)域中采用自動化控制技術(shù)以來，軋鋼生產(chǎn)顯現(xiàn)出了進(jìn)一步的提升在質(zhì)量和效率等方面，并且軋鋼生產(chǎn)企業(yè)還呈現(xiàn)出來十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)如今軋鋼生產(chǎn)中的電氣自動化技術(shù)而言，主要的發(fā)展方向有三方面，第一方面是經(jīng)過工藝技術(shù)的新型式來縮短流程、減少投資、降低消耗能量、提高生產(chǎn)效益，并且使新型工藝技術(shù)的適應(yīng)性和環(huán)保效果得到進(jìn)一步的提升。第二方面是要提高其內(nèi)部質(zhì)量，讓產(chǎn)品在精度上通過相應(yīng)的技術(shù)得到進(jìn)一步的提高，加強(qiáng)其外觀上的提升和改善。第三方面是使得生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)變得更加現(xiàn)代化、模糊化以及連續(xù)化。軋鋼企業(yè)在不斷的發(fā)展過程中，并得到了越來越的高的重視對于信息化建設(shè)，這樣一來推進(jìn)了軋鋼生產(chǎn)中使用自動化技術(shù)的程度。在這樣的背景下，軋鋼企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格把控軋鋼工藝這一技術(shù)，而且要對軋鋼機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù)、更新與升級，可以使電氣自動化技術(shù)在應(yīng)用方面有充分的基礎(chǔ)，以保障軋鋼產(chǎn)品在生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率上有非常大的提高。

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

3.1 檢測設(shè)備

在生產(chǎn)過程中首先應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品的檢驗(yàn)，才能保證成品鋼的質(zhì)量。在這一道程序中，隨處都可見電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用。使得鋼材質(zhì)量應(yīng)該按照全過程控制原則，就是從原材料檢測到最終產(chǎn)品檢驗(yàn)的全過程監(jiān)督。鋼材在鑄造成型的過程中，使用紅外溫度自動化檢測儀紅外線掃描鋼材成品，并采取計(jì)算機(jī)成像，進(jìn)而分析出鋼材產(chǎn)品的精度尺寸。

3.2 可編程邏輯控制器

PLC 是當(dāng)下工業(yè)電氣自動化控制中經(jīng)常會用到的并且很重要的技術(shù)就是編程邏輯控制器,他不單單具有特別好的穩(wěn)定性,而且也比較容易操作其難度很小,可以控制使用在各式各樣的復(fù)雜工藝當(dāng)中。另外它的使用成本也很低,不會輕易受到外界環(huán)境的影響,有較強(qiáng)的抗干擾能力。在現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)中,PLC 控制技術(shù)會被使用到轉(zhuǎn)爐卸料、貼水脫硫等環(huán)節(jié)當(dāng)中,在使用該項(xiàng)技術(shù)之后,不單單進(jìn)一步提升了整個(gè)生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,而且人們的工作量也大大的降低了。

3.3 電氣元件

軋鋼生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)過程中，到處可以看見傳感器、斷路器、繼電器、變頻器等電氣元件。可以利用大部分電氣元件，全方位有效監(jiān)控軋鋼生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)會并做到實(shí)處，因此能夠保障鋼材的整體成品質(zhì)量。其中，整個(gè)生產(chǎn)線的大多數(shù)環(huán)節(jié)都使用傳感器，承擔(dān)著接收、傳導(dǎo)生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的職責(zé)，這類電氣元件的代表就是溫度傳感器和壓力傳感器。每種電氣元器件在使用時(shí)，不但提升了軋鋼工藝的產(chǎn)品質(zhì)量和精度，并且有利地保護(hù)了生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行，還減少了維修成本。

4 軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術(shù)

4.1 軟件系統(tǒng)的改造

軋鋼自動化控制系統(tǒng)在進(jìn)行軟件系統(tǒng)的改進(jìn)過程中，一定要對軟件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行改進(jìn)。在具體改進(jìn)過程中，應(yīng)首先根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要，進(jìn)行合理的改造各個(gè)軟件的模塊，接著再進(jìn)一步調(diào)整軟件結(jié)構(gòu)要結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)工藝而來。調(diào)整進(jìn)程中，可以按照不同個(gè)執(zhí)行單元進(jìn)行劃分整體的軟件結(jié)構(gòu)，讓每一個(gè)執(zhí)行單元有序的進(jìn)行運(yùn)作。并且，也必須要與企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)目標(biāo)相聯(lián)系，在相應(yīng)軟件控制模塊內(nèi)進(jìn)行重點(diǎn)的優(yōu)化改造。合理優(yōu)化軟件的程序，要保證相當(dāng)科學(xué)合理的運(yùn)行每一項(xiàng)軟件指令，并且進(jìn)行深入研究各個(gè)軟件的設(shè)計(jì)。在這個(gè)進(jìn)程中，應(yīng)該要合理應(yīng)用先進(jìn)的自動化控制技術(shù)PLC，以便實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)整體運(yùn)行效果得到更大的一個(gè)提高。

4.2 硬件系統(tǒng)的優(yōu)化

（1）抗干擾優(yōu)化。因?yàn)檎麄€(gè)軋鋼生產(chǎn)環(huán)境相對來說很惡劣,再有就是電氣線路和電氣元件彼此之間也會產(chǎn)生被打擾的情況,因而所需要優(yōu)化并做好相關(guān)抗干擾的一系列措施。相比可能含有阻礙的線路以及元器件,都必須含有相對應(yīng)的屏蔽材料;需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置變壓器;對各相關(guān)設(shè)備設(shè)施的接地和防靜電處理需要提前做好準(zhǔn)備。

（2）優(yōu)化輸入電路。進(jìn)一步優(yōu)化輸入電路需要結(jié)合軋鋼工藝來進(jìn)行,例如需要經(jīng)過凈化元件的設(shè)置,發(fā)揮輔助中性點(diǎn)接地的作用,來減少電脈沖干擾。

（3）優(yōu)化輸出的電路。為了使輸出電路減少產(chǎn)生故障的可能性,線路的負(fù)荷均勻性受到影響,輸出效率有所減低,為了降低相關(guān)電路干擾的影響，必須要經(jīng)過二極管來完成對電路浪涌的吸收。

5 軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1 具體控制要求的滿足

軋鋼生產(chǎn)進(jìn)行的過程中，連軋機(jī)組使用的是直流電控制裝置，在使用該項(xiàng)裝置的進(jìn)程中，必須通過可逆的方法來掌控其反正，并讓它能夠維持在低速運(yùn)行的狀態(tài)。與此同時(shí)，電氣自動化在具體的控制過程中，也需要采用全數(shù)字形式的直流調(diào)速系統(tǒng)針對于整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制雙閉環(huán)形式的調(diào)速。如果在調(diào)速系統(tǒng)中是采用CBP 通信板進(jìn)行工作的，則需要配合使用與其他裝置之間，并需要進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞通信網(wǎng)絡(luò)對故障信息以及相關(guān)指令。相對應(yīng)的檢測儀表控制系統(tǒng)，也需要進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)化改造，可以保障它的測量精度，并提高軋鋼生產(chǎn)的質(zhì)量。

5.2 控制系統(tǒng)

（1）軋線的兩級自動化控制。每個(gè)互相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)需要利用監(jiān)控網(wǎng)、傳動網(wǎng)和I/O 網(wǎng)來完成對相關(guān)信息的交換傳遞,接著再使用3 級通訊網(wǎng)串聯(lián)起來,從而通過完成對計(jì)算、集中分散管控和資源實(shí)時(shí)共享來構(gòu)建出一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（2）互動仿真人機(jī)界面。人機(jī)系統(tǒng)可以全方位的實(shí)行掌控相關(guān)設(shè)備設(shè)施通過管控人員專業(yè)的操作,它主要分為兩層,第一是人機(jī)接口與PLC 以及的遠(yuǎn)程I/O 站的連接,實(shí)際運(yùn)行過程中,PLC 參數(shù)完成設(shè)置后,各相應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)就會迅速通過網(wǎng)絡(luò)傳輸收到,并且CRT 也將收到調(diào)速系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)的各相關(guān)參數(shù)會由人機(jī)接口傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

（3）PLC 的速度級聯(lián)控制。我們必須要提高PLC 的CPU 的運(yùn)算能力,只有這樣才可以實(shí)時(shí)的控制好各項(xiàng)電氣的線路設(shè)備。

（4）微張力控制,是通過轉(zhuǎn)矩記憶來進(jìn)行控制,實(shí)際在運(yùn)行中能夠?qū)崟r(shí)采集直流傳動裝置的輸出量,軋機(jī)使用弱磁調(diào)速,因而點(diǎn)數(shù)電流和轉(zhuǎn)矩之間不會有比例關(guān)聯(lián),所以不能采取電流記憶法的。

5.3 改善計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配置

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配置進(jìn)行改良后，可以保障計(jì)算機(jī)各項(xiàng)性能的極大提升，就是安全性、高效性、可靠性等。自動化控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)擁有至關(guān)重要的基礎(chǔ)位置，軋鋼若想一直很穩(wěn)定性的發(fā)展下去，它的系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)時(shí)代進(jìn)步而改進(jìn)，緊隨計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的創(chuàng)新步伐，一定要聯(lián)合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展，因而保證分級集成控制系統(tǒng)可以有序的進(jìn)行。

5.4 明確軋制數(shù)學(xué)模式

所說的數(shù)學(xué)計(jì)算問題其實(shí)就是摩擦力分布、張力計(jì)算、計(jì)算精度等這些問題，現(xiàn)在來看還沒有解決方法。其中重要因素是利用實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)踐數(shù)據(jù)信息，并且一點(diǎn)點(diǎn)修正，才可以獲得最好的軋鋼控制模型。除此之外，軋制的調(diào)整主要依賴于自行張力，可以新建造的工廠沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際參數(shù)與軋鋼數(shù)值的設(shè)定之間誤差比較大。盡管新規(guī)格與新種類的軋制經(jīng)常會處在嘗試的環(huán)節(jié)，也是不可避免的會出現(xiàn)一些偏差，可是，理論模型在不斷的健全，也可以保障參數(shù)誤差逐漸減少，因而減低試軋的次數(shù)。

6 結(jié)語

總而言之，在電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術(shù)探究與創(chuàng)新中，不僅要注重各工藝階段中電氣自動化設(shè)備的個(gè)性與共性，還要注重健全工藝流程的集中性控制系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。