冷軋自動化過程控制的研究綜述

車占平（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧　本溪　117000）

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冷軋自動化過程控制的研究綜述

車占平
（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧本溪117000）

摘要：現代生產制造行業中，采用相應的數學模型、計算機控制系統及相應編制程序等進行了合理利用，實現預定變量的控制，協調整個軋制過程自動化操作的進程。現階段，隨著制造業對冷軋鋼板的質量要求越來越高，相應的計算機控制系統建設要求越來越高。本文對冷軋過程的自動化控制、軟件系統等進行了分析，并對操作維護相關注意事項進行了概述，旨在為相關制造生產提供一定了理論基礎。

關鍵詞：冷軋自動化；過程控制；研究綜述

0　引言

冷軋過程一般在室溫下進行操作，對鋼材進行軋制的一個制造加工流程，原材料一般是4mm以下的熱軋薄板，經過自動化加工軋制成為所需厚度的鋼板，屬于生產制造行業中的高端材料，由于現階段對軋制成品的要求越來越高。因此，冷軋自動化過程的要求越來越高、技術工藝相應成為關鍵問題，是冶金制造業中的重要加工工藝。現階段，冷軋生產線的精度、效率、操作穩定性等諸多要求使得相應的計算機控制技術需要進一步提升。

1　冷軋自動化部分

冷軋生產控制系統根據功能屬性不同，大體分為兩級控制系統，一級控制為設備控制，二級控制為過程控制，俗稱過程控制自動化，二者通過系統之間的網絡實現數據傳輸，具體介紹如下：其一、一級控制，也是基礎控制階段，通過對過程變量進行維持給定數值控制、協調整體工藝流程、實現自動化操作的控制。該階段對設備的速度、位置等進行信息采集并控制，保證整個工藝流程的出入口可以實現自動控制，從而保證成品材料的尺寸大小、物理性能等符合要求。該系統的設計需要符合液壓系統控制要求、數據通信傳輸功能及物料跟蹤效益。其二、二級控制，該過程通過對物料的跟蹤實現工藝流程正常運行，通過數學模型得出相應的控制壓力，根據需要對產品質量進行控制，形成工藝流程的生產報表、質量報表等數據，完成操作流程的監控任務，該過程控制在鋼卷稱重后脫離生產線即完成。

2　一級控制系統

基礎自動化系統的主要功能如下：在線生產各模塊之間的傳動控制、相關儀表的開閉環設置、采集信息、向二級系統輸入信息等，現代自動化過程具有人性化的特點。一般可以實現操作界面一體化、簡潔化的特點，對流程的操作、維護十分方便。同時系統中自帶相應的數據庫、圖形庫、相關屬性模型等，是建立在現有理論基礎之上的計算機操作控制系統。

3　二級控制系統

（1）軟件系統。該系統通過相應模塊功能，完成協調整體、數據傳輸、進程間通信的任務，控制生產線完成各種指令操作，由于兩級系統的數據形式不一致，一級數據傳輸至二級時，需要在緩沖區進行單位換算，二級機觸發工藝流程的事件監控，實現對一級機信號的監控，向分配器傳輸所得信息，應用程序完成后響應并返回。

（2）應用軟件。其一、位置跟蹤子系統，功能體現在對鋼材在工藝流程中的位置進行實時監控，響應一級機的斷帶信號，并對操作人員進行第一時間提醒；其二、換輥管理，更換工作輥、支撐輥時，將相關數據進行收集、錄入操作；其三、計劃管理，根據主管人員在二級機中錄入的生產計劃進行相應的操作施工；其四、停機，對相關停機操作進行監控、記錄、管理；其五、報表，軋機正常工作過程中，根據需要進行質量、產量等相關報表；其六、畫面，操作管理人員根據操作界面進行數據錄入、材料位置跟蹤、設定、斷帶故障處理等相關操作，實現便捷方便的操作控制。

（3）二級控制機的規程計算。根據信息指令，軋制進程可對入口鋼卷的材料進行原始數據檢索，在成品技術、工藝規范基礎之上，對扎輥直徑、模型參數等進行相關計算，實現自動得出結果并進行保存的目的，通過過程控制向分配器發送相應指令信息，具體分析如下：其一、給定預設值，自動化控制過程中對軋制規程的相關計算數據進行錄入，構成相關控制參數，根據接收信息，對相應的各項技術指標進行預設定，預設定檢索出當前軋輥數據、軋機限制和模型參數。根據標志來判斷是否在穿帶；其二、收集模型，鋼卷進入軋機后，根據過程控制，實現監視分配器的信息采集，對穿帶的實時速度進行數據采集，并分析后進行保存，建立相應數據模型；其三、自學習，為了得到功率、軋制力和前滑的校正因子，需對收集到的帶鋼厚度、寬度、速度、張力、軋制力等數據，利用數學模型重新進行計算，對在線采集數據和理論模型數據進行對比分析，找出校正偏差因子，鋼軋制過程的每一次完成都可以保證相應采集信息激活自學習因子，對相關數據進行校正。

（4）二級控制機的維護。現階段，隨著冶金行業對加工材料質量的要求越來越高，為了保證生產效率不受影響，保證生產自動化過程正常操作、穩定運行，提高整體產品的質量、產量，需要對二級控制機定期進行維護操作，具體相關人員的維護要點分析如下：其一、增加每日巡回點檢，根據生產設備運行年限、產量、工藝運行規律等，增加日常檢查的強度，對潛在故障、安全隱患等問題及時進行上報處理，并進行維修檢測，最大程度的避免斷帶現象發生，維持生產線正常運行；其二、加大定期維護工作，對于大型生產設備，必須定期進行維護工作，保證主要運行部件、相關程序控制等正常，對生產操作監控、數據庫的數據更新等進行定期檢查，保證正常運行；其三、硬件維護工作，根據現場情況，及時對現場的二級電能、服務器等進行定期清理；其四、軟件維護工作，二級機的相關數據備份及時導出，對過期失效數據定期進行刪除處理，保證計算機運行狀態最佳、運行速度滿足自動控制需要。

4　結語

現階段，隨著冶金行業、生產制造相關工藝設備的水平越來越高，用戶對冷軋鋼板的質量要求也隨之提高。為了提高產品性能，軋鋼相關企業對自動化控制系統的重視越來越多，旨在提高企業的競爭力，對關鍵設備、核心專利技術進行了充分的開發利用，提高生產線的自動化控制水平，如西門子相關系列產品在冷軋工藝自動化控制中得到了較好的應用，其開發的監控、Profbus-DP現場總線等綜合性控制系統現已經得到應用普及。

參考文獻：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.020