熱連軋帶鋼工藝參數自動化控制模式的改進

饒 靜，潘宋軍，楊立慶，陳 全

(安陽鋼鐵股份有限公司，河南 安陽 455004)

熱連軋帶鋼自動化控制系統是由電氣傳動系統、基礎自動化系統(一級)、數學模型控制系統(二級)、生產過程執行系統(三級)、企業資源計劃系統(四級)構成的多級自動化控制系統[1]。其中三級MES系統主要用于提供從訂單到成品的最優化控制信息；二級模型系統主要負責生產線控制參數的決策，針對MES下達的生產目標，通過數學模型計算和參數優化控制，傳遞給一級，實現對生產的直接控制[2]。

1 存在問題及分析

安鋼1780 mm熱連軋機組始建于2007年，其三級MES系統由寶信公司承建，該系統主要由訂單管理、質量管理、生產合同管理、作業計劃管理、物料跟蹤管理、倉庫管理、發貨管理7個模塊組成，其中質量管理模塊中產品/冶金規范管理模塊主要負責產品生產工藝途徑的設計及該工藝途徑下各工序出入口控制參數和工藝標準的規定。包括成品供貨標準、檢化驗標準、作業標準等各項技術參數，以摘要的形式將各類冶金規范靜態表(工序工藝控制參數、檢化驗取樣要求、產品理化性能放行標準、質保書列印要求、包裝要求等)有機結合起來。

二級模型系統由TMEIC公司承建，主要由工藝模型系統、二級軋件跟蹤和數據采集系統、數據接口系統等組成，其中工藝模型系統作為過程控制系統的核心，針對MES下達的生產目標，通過數學模型計算控制整個軋鋼過程的軋制規程及各個工藝過程[3-4]。

鋼種的關鍵工藝參數(如RT2、FT7、CT、中間坯厚度、層流冷卻方式等)由工藝技術人員在三級MES系統“冶金規范摘要管理”界面中人工錄入，見圖1，然后下發給二級模型作為各工藝參數的控制目標參與整個過程控制。由于MES系統是按合同設計的，當工藝參數調整時，就會出現舊合同需要帶新工藝參數的現象，而MES下發的工藝參數仍然是舊的，這時只能通過操作工手動修改PDI數據才能實現按新目標控制，造成精軋操作工花費大量時間，影響正常的軋制過程控制，見圖2。

圖1 在MES中錄入關鍵工藝參數目標 圖2 關鍵工藝參數目標值傳至PDI

2 改進措施

針對以上出現的問題，改變關鍵工藝參數的自動化控制模式，由原來的三級MES系統維護下發改成二級模型系統維護下發，由二級模型直接接收模型表中設定的工藝參數，因此不受訂單合同新舊的影響，可以有效解決舊合同無法執行新工藝的問題。

2.1 關鍵工藝參數厚度組距規范

由于前期關鍵工藝參數的維護下發在三級MES系統中完成，不同規格的鋼種對厚度組距的劃分沒有明確要求，工藝參數制定時組距劃分隨意性較大，因此必須首先規范工藝參數厚度組距的劃分，以保證鋼種的厚度規格組距落在二級模型的厚度組距范圍內，另一方面，按厚度組距規范工藝參數的制定，對成分、工藝相近的鋼種來說，更有利于模型設定及自學習。

2.2 二級模型表參數構建

在二級模型表中增加關鍵參數的字段，用于目標數據的索引，見圖3。

(1)在RAGP模型表中增加RX aim temperature(RT2目標溫度)、RXH aim(中間坯厚度目標)字段，用于引用目標數據并賦值給PDI。

(2)在FAGP模型表中增加FT7 aim temperature(FT7目標溫度)、target crown(目標凸度)、target flatness(目標平直度)、FM spray pattern code(精軋出水代碼)字段，用于引用目標數據并賦值給PDI。

(3)在CAGP模型表中增加CT aim temperature(CT目標溫度)、spray pattern code(層流冷卻代碼)字段，用于引用目標數據并賦值給PDI。

(4)在FSPP模型表中配置精軋出水代碼相應的出水方式，用于FAGP模型表中FM spray pattern code的引用。

(5)在CSPP模型表中配置層流冷卻出水代碼相應的出水方式，用于CAGP模型表中spray pattern code的引用。

(6)將按鋼種、厚度組距分族整理好的關鍵工藝參數導入相應的模型表。

2.3 參數處理下發

處理二級模型的相關接口，實現RAGP、FAGP、CAGP模型表中關鍵參數目標值向PDI的賦值，具體流程為：

(1)三級MES下發軋制作業命令。

(2)二級模型接收作業計劃信息(鋼種、厚度規格)。

(3)二級模型將鋼種、厚度規格對應的關鍵工藝參數(RX aim temperature、RXH aim、FT7 aim temperature、CT aim temperature、spray pattern code等)賦值給PDI。

圖3 在模型表中增加關鍵參數字段

3 效果

熱連軋帶鋼工藝參數自動化控制模式的改進，實現了鋼種關鍵工藝參數通過二級模型集中控制及自動下發，有效地解決了由MES系統下發時舊合同無法按照新工藝參數執行的問題，徹底解決了操作工手動修改PDI的現象，很大程度上減少了操作工的工作量，同時有效保證了數據的準確性。該模式投用以來，二級模型控制穩定，數據傳輸準確無誤，取得了良好的效果。

4 結論

在安鋼1780 mm熱連軋機組采用二級模型系統集中控制并下發鋼種關鍵工藝參數的模式，成功地解決了原來采用三級MES系統下發關鍵工藝參數時舊合同無法執行新工藝參數的問題。