軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造技術(shù)探討

龍志剛

摘 要：隨著近幾年自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善，在軋鋼領(lǐng)域也有了應(yīng)用。隨著工業(yè)用微機(jī)的控制水平不斷提高，交直流的調(diào)速系統(tǒng)及可編程技術(shù)控制日臻完善，同時(shí)也得到了廣泛的應(yīng)用。軋鋼連續(xù)生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)自動(dòng)化及過程控制自動(dòng)化的使用，為企業(yè)的優(yōu)質(zhì)、低耗能高效率奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，企業(yè)內(nèi)部將各個(gè)生產(chǎn)流程通過網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)完善的整體。預(yù)設(shè)定自動(dòng)控制技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)中比較重要的方式之一，在軋鋼過程中APC設(shè)定是很多環(huán)節(jié)中處于較為重要的地位，很多過程都用到了APC系統(tǒng)來完成。文章將對(duì)軋鋼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步探討。

關(guān)鍵詞：軋鋼控制；自動(dòng)控制技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)控制過程

1 軋鋼自動(dòng)化進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)該注意的問題

連軋機(jī)是現(xiàn)在軋鋼普遍使用的一種機(jī)器，因?yàn)樗纳a(chǎn)效率高，質(zhì)量也易于控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化的結(jié)合，這樣軋鋼的產(chǎn)量就大，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益就能達(dá)到。許多的先進(jìn)科學(xué)成果都應(yīng)用于連軋過程，這樣就促進(jìn)了軋鋼自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在軋鋼的運(yùn)用已經(jīng)趨于成熟。隨著社會(huì)技術(shù)的發(fā)展，為了適應(yīng)軋鋼自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展的要求，所以我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來加重認(rèn)識(shí)：第一，軋制過程中數(shù)學(xué)模式的把握和確定。在軋制過程中目前還存在著一些數(shù)學(xué)上的計(jì)算問題，比如摩擦力的分布、張力的計(jì)算等，還有對(duì)軋機(jī)的動(dòng)態(tài)特性活套的支撐響應(yīng)特性等也存在計(jì)算精度上的問題。軋制主要依靠自行的張力調(diào)整，新廠的連軋實(shí)際過程參數(shù)與設(shè)定偏差也較大，所以最終的控制模型是來至大量的生產(chǎn)實(shí)際，通過學(xué)習(xí)來不斷修正。剛開始新的規(guī)格和新的鋼種的軋制難免是是處于嘗試性的，會(huì)出現(xiàn)尺寸上的差量，現(xiàn)在完善的理論模型可以更加接近實(shí)際設(shè)定的參數(shù)，能夠減少試軋的次數(shù)。第二，要進(jìn)一步完善檢測(cè)儀表和相關(guān)變換系統(tǒng)的性能。現(xiàn)在軋鋼的速度越來越快，產(chǎn)品的范圍也越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，所以軋鋼檢測(cè)儀表的性能以及功能要求需要進(jìn)一步增強(qiáng)和完善。比如，有些要求的進(jìn)度極高，因?yàn)檫@些軋機(jī)則要求的在線檢測(cè)殘余應(yīng)力和組織能力較強(qiáng)。第三，進(jìn)一步改進(jìn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的配置，這樣對(duì)計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)性能上都有所提高，比如可靠性、穩(wěn)定性、快速性和維修檢測(cè)的便利性等。緊跟著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，不斷改進(jìn)計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，軋鋼系統(tǒng)要求在不斷發(fā)展過程系統(tǒng)的同時(shí)，也要配合管理機(jī)制的發(fā)展系統(tǒng)，這樣才能保證管理機(jī)與控制機(jī)的控制系統(tǒng)穩(wěn)定的結(jié)合起來，從而形成分級(jí)集成控制系統(tǒng)。第四，使控制系統(tǒng)不斷優(yōu)化。最優(yōu)控制是指全面考慮到機(jī)電設(shè)備、控制系統(tǒng)和工藝的互相條件，全面考慮各項(xiàng)條件，就能最終達(dá)到生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)和高效。這是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，因?yàn)闉榇诉^程中受到客觀和主管等各種變化因素的影響，有些因素還沒有能夠達(dá)到量化的水平，能夠量化的因素也要不斷的完善和改進(jìn)，這樣才有可能達(dá)到最好的生產(chǎn)效率。

總之，現(xiàn)代的軋鋼生產(chǎn)正在向著高效化、大型化、連續(xù)化和自動(dòng)化方向快速的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)要求軋鋼技術(shù)越來越高，所以為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，要時(shí)刻關(guān)注軋鋼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)然更多的專業(yè)型人才是必不可少的。

2 軋鋼技術(shù)改進(jìn)的工藝流程

2.1 工藝流程

原材料——加熱——軋機(jī)開坯——切頭——立平交替連軋——橫移——鋸切——冷卻——整理

2.2 軋鋼對(duì)電控系統(tǒng)的技術(shù)要求

第一，連軋機(jī)組直流電的電控裝置應(yīng)該采取磁場(chǎng)可逆方式實(shí)現(xiàn)低速和正反方向的運(yùn)行過程。第二，直流調(diào)速系統(tǒng)使用全數(shù)字直流調(diào)速裝置來控制，最終形成雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)。第三，對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)的控制需要通過CBP通訊板，配合其他的裝置，通過網(wǎng)絡(luò)來傳遞控制信息和故障的信號(hào)。第四，軋機(jī)控制的指標(biāo)歸結(jié)為以下：調(diào)速范圍定位1：20；靜態(tài)速降為不大于0.02%；動(dòng)態(tài)速降不大于1.0%；調(diào)節(jié)精度不小于0.01%；動(dòng)態(tài)速降的恢復(fù)時(shí)間不大于300ms。

2.3 軋鋼對(duì)自動(dòng)化部分的要求

采用網(wǎng)絡(luò)控制，可以減少連接電纜的消耗；單機(jī)架的調(diào)節(jié)應(yīng)該改選用手動(dòng)微調(diào)實(shí)現(xiàn)；機(jī)架間的控制使用級(jí)聯(lián)調(diào)控制；軋制表要進(jìn)行不斷的重新設(shè)定和修改；機(jī)架之間采用微張力來實(shí)現(xiàn)控制。軋機(jī)的正反控制使用正反爬行控制的方法；在潤(rùn)滑、液壓和冷卻水等的聯(lián)鎖控制中，應(yīng)該設(shè)定綜合的故障報(bào)警系統(tǒng)；注意軋機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)以及緊急停車的控制。

3 控制系統(tǒng)

3.1 軋線的兩級(jí)自動(dòng)化控制

軋線自動(dòng)化控制采用兩級(jí)自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，對(duì)于一些控制信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息都要通過各自的監(jiān)控網(wǎng)、傳動(dòng)網(wǎng)和分布的I/O網(wǎng)交換，這樣通過3級(jí)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)接，最終形成并行運(yùn)算、集中管理機(jī)制、分散控制和資源共享的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3.2 人機(jī)界面對(duì)連軋?jiān)O(shè)備控制的實(shí)現(xiàn)及仿真

監(jiān)控組態(tài)軟件可以提供友好的人機(jī)交互界面，現(xiàn)在強(qiáng)大的通訊功能為軋鋼的人機(jī)系統(tǒng)提供了有力的保障，適合開發(fā)上位機(jī)的控制系統(tǒng)。現(xiàn)代的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以分為兩層，分別為：人機(jī)接口與PLC之間的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)彼此間的信息交換；PLC與各自的遠(yuǎn)程I/O站之間和調(diào)速傳動(dòng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，這一層主要完成PLC把設(shè)定參數(shù)和控制指令傳送到各調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，最終達(dá)到收集各調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)和電氣參數(shù)送到人機(jī)接口的CRT上顯示。

3.3 PLC實(shí)現(xiàn)速度級(jí)聯(lián)控制及微張力控制

軋鋼主要的PLC的CPU要有強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算功能，運(yùn)算速度快，并且運(yùn)算的周期短，這樣才能達(dá)到控制系統(tǒng)需要的快速性，通過PLC編程，就能將速度級(jí)聯(lián)控制的數(shù)據(jù)快速的傳入控制系統(tǒng)，這種方式能夠被控制的進(jìn)度和速度，并且穩(wěn)定性較好。微張力控制采用的是轉(zhuǎn)矩記憶的方法。此過程中所使用的的直流傳動(dòng)裝置輸出量可以被采集，傳統(tǒng)的軋機(jī)組都是弱磁調(diào)速，點(diǎn)數(shù)電流和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系在弱磁區(qū)域不成比例關(guān)系，所以采用的是轉(zhuǎn)矩記憶法，此種情況電流記憶法是不能完成的。

3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真觀測(cè)

3.4.1 單機(jī)仿真觀測(cè)

運(yùn)用監(jiān)控仿真軟件對(duì)每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行親陸昂進(jìn)行在線的仿真檢測(cè)，通過觀測(cè)，對(duì)相關(guān)不恰當(dāng)?shù)膮?shù)進(jìn)行修改和調(diào)試，這樣電機(jī)就能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行和工作。

3.4.2 軋機(jī)仿真觀測(cè)

軋機(jī)的仿真觀測(cè)是利用網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)與PLC的通訊。

4 結(jié)束語(yǔ)

軋鋼自動(dòng)化就是指對(duì)軋鋼的過程使用自動(dòng)化進(jìn)行控制，這種自動(dòng)化的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高速和高精度的軋制。當(dāng)然也需要計(jì)算機(jī)來配合完成高速準(zhǔn)確的控制過程。此過程的自動(dòng)控制室設(shè)計(jì)員按照需要進(jìn)行安排和設(shè)計(jì)的。傳統(tǒng)的軋鋼過程有很短缺點(diǎn)，不能完成現(xiàn)代社會(huì)對(duì)軋鋼的要求，在軋鋼過程加入了自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，克服了軋鋼技術(shù)中要求的高精度、高效率和穩(wěn)定生產(chǎn)的要求，但是自動(dòng)化控制過程是需要有專業(yè)的人才才能達(dá)到既定的效果，自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)具有很大的聯(lián)系性，所以也需要軋鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)時(shí)更新。

參考文獻(xiàn)

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