熱連軋無縫鋼管軋線過程自動化系統研究

王海珍(新余學院機電工程學院 江西 新余 338000)

前言:近年來，我國無縫鋼管的生產不管從數量上，還是質量上都有了大步的提升，但與其他的無縫鋼管生產強國相比，我國的無縫鋼管在生產技術和設備方面依舊存在著一定的差距，甚至在國內的市場上依舊需要依靠進口高附加值和優質的無縫鋼管，因此我國必須充分利用現代化的技術，加大投入，積極升級和改造無縫鋼管的生產線，不斷提高無縫鋼管的生產效率和質量，從而在激烈的市場競爭中更加具有競爭力。

1 無縫鋼管生產工藝流程

無縫鋼管的生產工藝主要是指其軋制的技術流程，其主要包括了鋸切鋼坯以及對管坯進行加熱、軋制、定徑矯直、檢測和噴砂等步驟，生產設備非常繁雜，控制程序雖然較為復雜但順序卻非常的清晰。無縫鋼管在軋制的時候，所使用的是長圓柱坯，因此需要將其鋸切成1米左右的坯料，再放入加熱爐中加熱，當加熱完成后，就可以將其送入穿孔機中進行穿孔，從而形成毛管。在進行穿孔之前，需要在鋼坯的后端中心處打一個小孔，從而保證穿孔機能夠順利地咬入鋼坯，并確保穿孔時的穩定性。而依據工藝的不同，可以分為冷定心和熱定心兩種方式，前者主要是在鋸切鋼坯后以及加熱前進行，而后者則是在加熱后以及穿孔前進行，這兩種方式都能夠有效保證鋼坯穿孔的穩定性，并使軋制的毛管壁更加均勻。整個無縫鋼管生產流程主要分為了8個區域，即加熱區、穿孔去、軋管區、定徑區、冷床區、矯直區、精整區以及探傷區。

2 熱連軋無縫鋼管軋線過程自動化系統設計

2．1系統設計。熱連軋無縫鋼管軋線過程自動化系統主要是由服務器、操作終端、工程師站、打印機以及若干網絡設備組成的典型服務器和客戶機結構硬件系統，選用的是部門級的容錯服務器，這種服務器使用的是全冗余組件設計，因此能夠有效提高系統的運行可靠性以及存儲數據的安全性。

2．2熱連軋無縫鋼管軋線過程自動化系統詳細設計。

(1)作業計劃處理。該模塊主要負責接收上級管理計算機系統的軋制命令和原料數據，也被稱之為車間制造執行系統，即L3。在未投入使用之前，該系統不僅保留了人工錄入和管理軋制計劃的功能，還與生產計劃、生產線軋制規程以及工藝要求的編制作業計劃信息相結合，能夠為系統提供必要的作業計劃和管理數據，如修改、刪除和狀態設定等，還能夠指導主要的機組進行生產。

(2)物料跟蹤。物料跟蹤主要是指在熱軋生產線中使用單支跟蹤的機制，不僅在生產時需要給每一支物料進行編碼標識，還需要依據工藝的需求將其分為若干個跟蹤點，并通過各類的檢測原件記錄物料的跟蹤位移，并在計算機中建立起邏輯影響。這種跟蹤機制不僅能夠實時監控和記錄單支物料的生產過程數據，如生產、工藝和電氣參數等，還能夠以此為依據使得操作人員更加有效地把握生產實際，使工藝人員能夠通過分析這些數據并結合主要機組的工藝數模，更加順利地設定參數，從而有效提高物料的質量以及生產效率，即使跟蹤過程中出現錯誤也能夠及時地進行修改。

(3)作業規程管理。該步驟主要的任務是將生產規程信息錄入進行系統中，并對其進行顯示、維護以及傳輸，這類數據主要包含了生產過程中各個產品的物料變形參數、機組調整參數以及特殊要求的數據等。尤其是在穿孔、定徑機組中，即使生產變化了規格時，也能夠利用查詢功能快速地尋找到適宜的機組設定參數，在經過人工確認后，就能立刻運用于實際生產中，從而確保了生產的穩定性以及產品的質量。確保生產正常運行的關鍵在于要建立起工藝庫并重視日常的維護，重視起兩方面的內容，才能夠使生產順利運行，工藝人員才能夠不斷優化工藝庫中的信息，從而保證生產規程數據的有效性。

(4)數據收集。該模塊主要負責接收、測量和保存系統中的生產狀態數據以及現場數據等，這類數據不僅能夠優化生產過程以及工藝參數，在當前批次結束后，還能夠自動生成對應批次的產品質量和過程數據。

(5)報表打印。報表主要是指系統中的報警記錄、停機記錄和工程記錄等，其中工程記錄主要是指系統能依據生產工藝報表和產品的統計報表，自動選擇和生產報表的類型，如能夠依據所選的產品報表選擇對應額計劃號和扎批號;能夠依據班報表的要求選擇班次和日期;能夠依據日報表的要求選擇生產日期等。

3 結語

該系統投入實際應用后，大大提高了無縫鋼管軋線的生產效果，特別是該控制系統的穩定性非常好，使得無縫鋼管軋線過程生產線的自動化和精度化都提升了一個臺階。