三級工業自動化系統在厚板軋機生產中的應用

摘 要：工業自動化系統大大提高了工業生產的效率、質量控制水平，為工業的快速發展提供了推動力。本文簡要分析了工業自動化系統的發展現狀，分析了三級工業自動化系統的級別劃分，闡述了三級工業自動化系統在厚板軋機生產中的應用和新型工業自動化系統的應用。

關鍵詞：工業自動化系統 三級 軋機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0086-01

1 鋼鐵工業自動化系統的發展現狀

隨著科技的迅速發展，我國鋼鐵工業已經進入了自動化系統時代，較為先進的自動化系統和技術如DCS（集散控制系統）技術、PLC（可編程控制器）技術、FLC（模糊邏輯控制）技術、低成本控制技術、智能控制技術、工業網絡技術、工業總線技術、PDM（產品數據管理）技術、FA（工廠自動化）、ES（專家系統）技術、CIMS（計算機集成制造系統）技術、CAD（計算機輔助設計）技術、CAM（計算機輔助生產）技術[3]以及制造執行系統MES等在工業生產和產品質量控制以及故障診斷方面得到應用，提升了工業自動化水平和產品質量以及后續服務水平。當前的鋼鐵生產的最終目標是高度自動化、智能化、精準控制化和高效生產化，應用三級工業自動化系統后，厚板軋機生產完全實現了這一目標，提升了鋼鐵工來的技術自動化控制水平。

2 三級工業自動化系統的級別劃分

鋼鐵工業自動化系統的級別按照使用對象分四級：一級L1為基礎自動化系統。L1級通常使用PLC、DCS等控制系統，根據L2發出的動作指令進行生產控制；二級L2為二級服務器，收集L3級數據信息，對信息進行處理并反饋，生成軋制表后，將指令發送到L1進行生產控制；三級L3為生產制造執行系統（MES）。通過MES將鋼鐵生產各部分自動化系統統一成一個整體系統，形成產銷一體鏈，L3是鋼鐵工業自動化系統的關鍵部分，具有橋梁作用；四級L4為企業管理系統。主要用于實現計劃管理，質量管理，實績跟蹤，軋鋼現場控制等等。

3 三級工業自動化系統在厚板軋機生產中的應用

3.1 一級基礎自動化系統的廣泛應用

厚板軋機生產自動化的基礎技術是借助PLC、TDCSYMADYND設備等可編程控制系統組成。依靠PLC進行厚板軋鋼程序的編寫，由TDC、SYMADYND系統依據PLC的程序完成軋機本體的一系列自動化控制。應用一級基礎自動化系統后，在精軋機、粗軋機上通過GDM耦合器進行數據信息的互傳和命令的執行，完成輥穎、一般功能及上下軋機主傳動的控制、完成公輔功能及機架的控制。無論是精軋機系統還是粗軋機系統都獨立運行在自已的操作系統上，操作技術人員無需進行系統的更換，在各自的系統中進行輕松操作即可完成厚板軋機的自動化運行。

3.2 二級模型系統的應用

中厚板軋機采用雙機架自動軋制，軋制過程完全自動控制。軋機二級模型引進西門子奧鋼聯二級模型系統，二級服務器為雙機架軋鋼自動運行的核心，并不直接參與現場的運動的控制。一方面二級模型服務器從三級系統接收計劃命令，獲取需要生產的產品規格，同時，根據現場一級反饋回來的信息，完成軋制道次表的計算，因此L2系統在整個軋鋼自動化系統中起到了承上啟下的作用。通過二級模型計算和自學習技術的應用，可將軋鋼的控制標準化、精確化，從而進一步實現了自動化。

3.3 三級MES系統的應用

厚板軋鋼生產涉及的原料最大，產品數量大，跟蹤困難，生產環節多特點，為了更好的實現信息技術化，在厚板軋機生產中應用三級工業自動化系統即（MES系統），就能夠以銷定產，節省大量的多余原料的購進費用，原料的存儲費用，產品的存儲費用。而且MES系統能夠將數據信息隨用隨調，提高了產品的跟蹤服務水平。MES系統較復雜，設有不同層次人員的管理界面，每層次操作人員只需要點擊界面中相應連接，即可進行系統操作。MES系統是鋼鐵生產企業與銷售企業的橋梁，當銷售企業的錄入生產需求后，向下傳遞需求信息。生產技術員按照需求結合現場實際情況進行排產，排產后軋機L2系統及各操作崗位按照計劃實施。每一塊物料進行到各生產環節時可被該環節的二級系統或者操作者接收并生產加工。MES系統以以太網為傳輸介質，設置服務器及客戶端，不同用戶按權限登陸客戶端實現相應的操作。

4 新型自動化系統在厚板軋機生產中的應用

隨著鋼鐵企業競爭的日益激烈，一些高強度、高精度、高磁感熱軋磁鋼等鋼產品對于厚度的高精度要求越來越高，促進企業必須開發高精度高性能的自動厚度控制系統。這種系統的開發與應用要求能與MES系統相兼容，具有信息數據標準化，能與三級自動化系統建立連接。新型高精度厚度自動化控制系統（AGC）控制的目的是消除鋼板厚度偏差，達到目標鋼板厚度，同時滿足同板差和異板差性能指標的要求。AGC系統采用相對方式AGC和絕對方式AGC，兩種方式在軋制過程中自動切換。初始道次都使用相對方式AGC控制同板差，后面若干道次使用絕對方式AGC保證成品的厚度精度[4]。AGC系統在厚板軋機生產上應用可以完全消除鋼頭部的厚度偏差，生產出高精準、厚度一致的鋼產品，大大減少了后期的服務跟蹤費用，而且提高了鋼企業的產品質量，實現了以質量求發展的運營理念。

5 結語

隨著鋼鐵企業管理水平和生產技術水平的不斷提升，鋼鐵企業生產自動化不斷升極與創新，一些陳舊的自動化系統在技術人員的攻關下，都完成了技術升級與系統改造，加快了工業自動化系統的應用步伐。將信息技術應用到自動化系統中，根據服務對象產生了四級自動化系統，從管理層面，銷售層面、生產層面、技術操作層面都實現了高度自動化，三級工業自動化系統在應用中提高了厚板軋機生產的自動化控制水平和產品質量。為了更好的占有市場，一線操作人員要及時反饋自動化系統的問題，爭取與技術人員一同改進，為鋼企業在國際企業中占有利地位而努力。

參考文獻

[1]周林燦，陳東帆.現代集成制造系統中的制造執行系統[J].自動化儀表，2006（11）.

[2]袁宇峰.我國鋼鐵工業自動的現狀和發展[J].鋼鐵研究，2004（3）.

[3]楊淑美.三級工業自動化系統在厚板軋機生產中的應用[J].自動化技術與應用，2012，31（9）.

[4]陳躍華.中厚板軋機高精度厚度自動控制系統的開發及應用[J].治金自動化，2011（3）.