軋鋼電氣自動化控制中關(guān)于優(yōu)化設(shè)備可靠性的辦法

張巍 趙昆

（河北鋼鐵集團邯鋼公司，河北 邯鄲 056000）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化設(shè)備在軋鋼生產(chǎn)中得以迅速發(fā)展，電氣自動化設(shè)備的融入，使我國的鋼鐵企業(yè)得以迅速地轉(zhuǎn)型發(fā)展。電子自動化控制系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用，使得整個軋鋼生產(chǎn)過程能夠確保產(chǎn)品的精確度，保障軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量，提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率[1]。電子化設(shè)備控制設(shè)備在整個軋鋼廠的生產(chǎn)過程中具有重大意義，優(yōu)化電氣自動化控制設(shè)備，提高電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)備的可靠性，有助于提高軋鋼廠的生產(chǎn)效率，促進軋鋼廠的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

一、提升軋鋼電氣自動化控制設(shè)備可靠性的意義

在整個軋鋼廠的生產(chǎn)過程中，提升電氣自動化設(shè)備的可靠性，有助于幫助軋鋼企業(yè)提高市場的占有率，可以幫助軋鋼企業(yè)提高自身的生產(chǎn)效能。電子自動化控制設(shè)備可靠性的提高，可以提高整個軋鋼生產(chǎn)過程中的規(guī)范性，確保生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的精度，提升產(chǎn)品質(zhì)量[2]。其次，電子自動化控制設(shè)備可靠性的提高還可以幫助軋鋼企業(yè)從根源上降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，提升企業(yè)的市場競爭能力，使得企業(yè)能夠占據(jù)更多的市場份額，給企業(yè)帶來更多的實質(zhì)性收益。因此，在軋鋼生產(chǎn)過程中需要不斷地對生產(chǎn)設(shè)備進行更新優(yōu)化，以此提升自身的生產(chǎn)能力，依靠設(shè)備不斷生產(chǎn)更多的高質(zhì)量產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的競爭能力，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。還可以通過提升設(shè)備的可靠性來對市場產(chǎn)品的總體質(zhì)量以及合格界限有著一定的管控作用，有利于構(gòu)建一個良好的市場競爭氛圍。

二、提升軋鋼電氣自動化控制設(shè)備可靠性的方法策略

（一）內(nèi)部系統(tǒng)軟件優(yōu)化

要優(yōu)化軋鋼電子自動化控制設(shè)備，首先需要從內(nèi)部系統(tǒng)軟件進行優(yōu)化，其又分為結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)部程序優(yōu)化。

1.結(jié)構(gòu)優(yōu)化。工程技術(shù)人員在進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時，首先要對整個軋鋼設(shè)備系統(tǒng)進行一個全方位的分析，結(jié)合到具體的軋鋼工藝流程來采取精細化的優(yōu)化措施，保證整個系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的精密性。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，工程技術(shù)人員要注重理論與實際的結(jié)合，結(jié)合生產(chǎn)過程中所應(yīng)用的電氣自動化設(shè)備以及具體的生產(chǎn)流程來優(yōu)化控制系統(tǒng)內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的生產(chǎn)單元采取不同的優(yōu)化措施，實現(xiàn)整個生產(chǎn)流程中控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。為提高程序的標準化結(jié)構(gòu)，還可以通過模塊化編程的方式實現(xiàn)多人共同完成一個項目，避免優(yōu)化過程出現(xiàn)重復(fù)性工作等問題。在具體到每個生產(chǎn)單元的優(yōu)化過程中，可通過對相關(guān)區(qū)域的單元程序進行系統(tǒng)化，對所存在的問題進行優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)控制系統(tǒng)內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)合理化[3]。

2.內(nèi)部程序優(yōu)化。在進行系統(tǒng)內(nèi)部程序的優(yōu)化過程中，要合理分配系統(tǒng)外部I/O 地址，使得程序地址編制分配合理化，在此同時也要注意合理分配系統(tǒng)內(nèi)部PLC 資源，促使電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展水平的提高。在進行系統(tǒng)內(nèi)部程序優(yōu)化過程中，還需要對系統(tǒng)內(nèi)部程序的優(yōu)化有一個清晰的認知，重視系統(tǒng)內(nèi)部程序的日常優(yōu)化。如此一來，通過對電氣自動化設(shè)備的內(nèi)部系統(tǒng)軟件進行優(yōu)化，提升設(shè)備的可靠性，給企業(yè)的生產(chǎn)帶來更高的經(jīng)濟效益。

（二）電氣自動化系統(tǒng)硬件優(yōu)化

電氣自動化系統(tǒng)的硬件優(yōu)化又分為輸入、輸出電路設(shè)計優(yōu)化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、防干擾設(shè)計優(yōu)化。

1.輸入、輸出電路設(shè)計優(yōu)化。在優(yōu)化電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)備時，首先要對整個系統(tǒng)輸入、輸出的電路設(shè)計進行優(yōu)化。通過結(jié)合整個生產(chǎn)流程來對整個電路設(shè)計進行系統(tǒng)的布局，避免因為某一條電路出現(xiàn)問題而導(dǎo)致整個生產(chǎn)流程中止。所以在進行電路優(yōu)化的過程中首先需要將整個凈化元件安裝到輸入電路當中，利用信號隔離器對輸入信號進行隔離，隨后再將系統(tǒng)中性點連接大地，減少輸入電路在工作中所產(chǎn)生的諧波分量。而輸出電路在設(shè)計過程中則需要將現(xiàn)場的檢測元件分成采用前、采用后的兩段供電設(shè)計，避免因為單個檢測元件出現(xiàn)問題而導(dǎo)致生產(chǎn)過程中供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障。在此基礎(chǔ)上，還可通過使用二極管來促進輸出電路穩(wěn)定性的提高，確保整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

2.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中，可通過對當前工業(yè)現(xiàn)場的PROFIBUS-DP 以及PROFINET 進行優(yōu)化，提升整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性[4]。避免因為I/O 掉線、網(wǎng)絡(luò)堵塞等現(xiàn)象導(dǎo)致控制系統(tǒng)中斷。在優(yōu)化過程中還可采用總線型以及星型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多樣化，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的要求實現(xiàn)對不同網(wǎng)段的實時設(shè)置，實現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

3.防干擾設(shè)計優(yōu)化。在軋鋼生產(chǎn)過程中，電氣自動化控制系統(tǒng)很容易受到來自外界因素干擾。所以，做好系統(tǒng)硬件的防干擾設(shè)計，在很大程度上優(yōu)化了設(shè)備的可靠性。在優(yōu)化防干擾設(shè)計的過程中，需要對控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)進行一個深入地了解，將控制系統(tǒng)中的線路進行一次整體的檢查，將整個系統(tǒng)中的線路做好分隔處理。其次在設(shè)計過程中對電源元件進行一定的隔離設(shè)計，避免兩個相鄰的電源元件出現(xiàn)系統(tǒng)干擾的現(xiàn)象。

（三）電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化

在優(yōu)化軋鋼電氣自動化設(shè)備可靠性的過程中，電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化是最為重要的一步，其中涉及PLC、I/O 設(shè)備的優(yōu)化。PLC、I/O 設(shè)備優(yōu)化。想要提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性需要從根源下手，通過對PLC 設(shè)備的優(yōu)化升級實現(xiàn)電氣自動化控制設(shè)備可靠性的提高。PLC 設(shè)備是軋鋼整個生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)的重要組成部分，隨時科學技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，所以在生產(chǎn)過程中，需要對PLC 設(shè)備進行不斷的升級優(yōu)化。此外，還需要對設(shè)備的I/O 地址進行科學合理分配，根據(jù)實際生產(chǎn)情況將I/O 點合理利用。其次，借助人機交互技術(shù)，實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備設(shè)施的全面性監(jiān)控，實現(xiàn)I/O 站的遠程對接技術(shù)，提高設(shè)備的可靠性，提高企業(yè)的核心競爭力。在邯鋼邯寶冷軋廠酸軋機組生產(chǎn)過程中，其生產(chǎn)設(shè)備主要選用德國SMS 公司的酸洗-軋機聯(lián)合機組。電氣控制采用德國Siemens 自動化公司S7-400 以及SIMATIC TDC 控制器。在生產(chǎn)過程中可達到軋機最大軋制速度為1400m/min，預(yù)計年生產(chǎn)能力210 萬噸。所以，在優(yōu)化設(shè)備的可靠性過程中需要隨著時代的發(fā)展進行PLC 設(shè)備的選擇，以此滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要，給企業(yè)帶來更多的市場份額。

（四）優(yōu)化電氣自動化控制設(shè)備的防熱散熱

電氣自動化控制設(shè)備在運行過程中往往會由于受到其內(nèi)部電能做工的影響導(dǎo)致其內(nèi)能不斷增加，導(dǎo)致在生產(chǎn)運行過程中不斷產(chǎn)生大量的熱能，機械內(nèi)部溫度不斷增加造成擊穿系統(tǒng)元件等問題。因此，在優(yōu)化設(shè)備可靠性的過程中，首先需要優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部元件的散熱問題，通過在大功率的系統(tǒng)元部件上安裝散熱結(jié)構(gòu)、涂抹導(dǎo)熱膏等措施，盡可能地解決設(shè)備的散熱問題。

結(jié)語

隨著社會市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，不斷優(yōu)化電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，有助于提高企業(yè)的市場競爭力，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以在工業(yè)化高速發(fā)展的今天，需要不斷地對生產(chǎn)設(shè)備的可靠性進行優(yōu)化，結(jié)合企業(yè)的實際生產(chǎn)流程對自動化控制設(shè)備運行中存在的問題進行合理解決，提高控制設(shè)備的科學性與合理性，促進企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。