鋼鐵企業熱軋帶鋼生產線自動化控制技術分析

雷軍

摘 要：最近幾年，伴隨著國內經濟的快速發展，汽車制造業、建筑業以及交通運輸業也都在很大程度上有了發展，這些行業的發展推動了對熱軋帶鋼量的需求。文章根據實際情況，主要講述了熱軋帶鋼制造過程中電氣自動化操作措施。

關鍵詞：鋼鐵企業；熱軋帶鋼；電氣自動化

1 概述

二十一世紀以來，因為電腦硬件措施以及電腦網絡措施的飛速發展，冶金行業的自動化操縱體系慢慢呈現出新的特點。以2250制造熱軋帶鋼的流水線為例，電氣運送體系更加穩固、規模化；基本自動化體系向分散式體系靠攏，技能更加規范；程序操縱級別網絡通信更加快速，這就能夠使很多以往熱軋帶鋼自動操縱體系基本自動體系的技能慢慢進入到程序操縱體系中，程序操縱體系的資料收集在線操縱性能在很大程度上提升了軋制模型算計的準確性；基本自動化以及程序操縱體系，基本自動化體系和程序操縱體系共同促進了鋼鐵企業的發展。

2 自動化控制系統

2.1 系統組成

熱軋帶鋼制造的關鍵特征是持續、快速、及時、高準確度，鋼鐵單位熱連軋制造操縱體系整體上展現了這些特征。使用EDG網，能夠使二級服務設備和可編程邏輯控制器以及特別的設備直接進行聯系；使用TOSLINE網能夠使可編程邏輯控制器和電氣運送以及實施部門直接通信；網絡Topology構造簡易，體系匯集便利，最關鍵的是，全部網絡設施使用規范化商品。為了完成簡易網絡Topology能夠快速安全通信，鋼鐵單位熱連軋制造使用了EDG措施以及TCNET措施。

2.1.1 EGD技術

EDG中文翻譯為以太網全局數據，是美國GE單位首次提出的一種傳輸控制協議/因特網互聯協議，使用EDG通信措施，能夠完成電腦間數據資料的快速共享。能夠完成任何操縱體系下的通訊協議，具有很大優勢。熱軋帶鋼制造完成了程序操縱設備、PLC、特別儀表間的快速以太網全局數據的通信，局部數據互換能夠達到二十毫秒。

2.1.2 TCNET技術

TCNET措施是日本東芝集團研究開發的一種以太令牌光纖環網，使用TCNET措施，能夠完成可編程邏輯控制器和電腦資料數據快速的互換。

2.2 運送體系越來越安穩，承載性能越來越強

鋼鐵單位熱軋帶鋼制造線，其關鍵運送變頻設備使用的是東芝三菱電機產業系統株式會社制造的大功率電力電子群件，電力電子群件變頻設備是三電平交一直一交變頻設備。

TMEIC公司生產的IEGT變頻器的控制特點：系統保持高穩定性，速度調節器擬合了反超調控制技術，系統輸出沒有超調；采用模擬跟隨控制技術，降低了沖擊速降，避免了扭振與機電共振；功率因數控制技術，系統功率因數為1，電網不須要安裝高次諧波濾波器與靜態無功補償裝置；使用高性能測速元件（Resolver），系統靜態精度達0.01%，同時IEGT元件能忍受很高的di/dt與dv/dt。這些特點決定了熱軋帶鋼生產線的主傳動系統更加穩定、過載能力更強。

在鋼鐵單位熱軋帶鋼制造線X80鋼鐵種類的研究程序中，因為X80的特征必須使用低溫軋制，超級低的出爐以及精軋開軋溫度，精軋出口也需要超級低的溫度，卷取溫度也超級低，這是對主運送體系的嚴峻考核：（1）因為材料品質硬，粗軋范圍上下輥承載的重量很不均衡，致使了上輥承載的負荷可能會有百分之一百九。（2）精軋F6承載的重量可能達到百分之一百七。（3）如果目的厚度是二十毫米，卷取設備的卷取承載重力在超載的條件下作業，主運送體系并沒有出現跳閘堆鋼，這些都是以前的主傳動體系不能實現的地方。

2.3 基礎自動化系統

2.3.1 熱軋帶鋼生產線基礎自動化系統的主要應用功能

（1）全生產線物料的實時位置跟蹤及數據跟蹤（微跟蹤）；（2）全生產線所有設備的邏輯、順序控制；（3）全生產線的各種自動位置控制（APC）；（4）粗軋、精軋、卷取主令控制及其他設備的速度控制；（5）全生產線的各種輥道控制；（6）粗軋機負荷平衡控制；（7）飛剪控制；（8）精軋機活套控制；（9）板坯寬度控制；（10）帶鋼厚度自動控制（AGC）；（11）全生產線的模擬軋鋼。

2.3.2 V系列控制器

PC化：V系列控制器的C3CPU模塊就完全可以說是一臺計算機，C3CPU模塊擁有工業PC機的全部硬件設備，兼容WINDOWS2000或者其它操作系統，有各種外設接口（如顯示設備、鍵盤、鼠標接口、串并口、USB口）；同時C3CPU模塊因為是PLC控制器，還具有PLC控制器特有的高速I/O訪問能力。高速化：V系列控制器的STC控制器擁有超高速的掃描能力，掃描速率最快可達2ms。網絡化：V系列控制器配有普通以太網模塊TN721，通過TN721模塊，可以對V系列控制器進行網絡配置，配置跟普通PC計算機網卡原理一致；完成網絡配置后，工程師可以在同一網絡上的任何計算機訪問任意一臺V系列控制器，這極大的簡化了工程師的工作量，同時也為V系列控制器的分布式特性打下了基礎。

2.3.3 V系列控

制器的分布式監控、維護工具VtoolVtool是V系列控制器的監控、維護工具，其特點除了簡單方便外，其最大特點是分布式訪問。Vtool與V系列控制器之間采用分布式連接技術中最為復雜的“眾播通知式聯接”，因此網絡中任何有效安裝了Vtool工具包的節點都可以獨立自由的訪同同一網絡中的V系列控制器節點，Vtool工具與V系列控制器的任何節點出了問題不會影響其他節點。

2.3.4 高速在線數據采集系統ODG

TMEIC提供的基礎自動化系統的在線數據采集ODG可以提供非常高速的數據采集，最高速率可達5ms每次。

2.4 過程控制系統

2.4.1過程控制系統主要功能

（1）制造以及操縱資料的輸入與管制；（2）技術以及操縱數據的在線收集與處置；（3）制造線位置的及時報告；（4）程序自動化每項設定值的算計；（5）模型系數從學習到完成改善操縱；（6）軋制步驟操縱；（7）終軋溫度操縱；（8）卷取溫度操縱；（9）程序自動化和人機對話以完成制造線整體的數據掌控以及數據處置；（10）全生產線的模擬軋鋼。

2.4.2 軟硬件產品標準化

某企業2250熱軋帶鋼生產線的過程控制系統的硬件系統全部選用標準化商業計算產品，軟件系統選用TMEIC的PASolution系統平臺。

2.4.3 過程控制系統實現高速數據采集

因為熱軋帶鋼制造線擁有快速通信機能，程序操縱體系能夠直接收集技術以及操縱系數，同時能夠在線進行算計以及反饋，在很大程度上提升了計算的準確度。

2.4.4 工藝分析和優化更加簡便

熱軋帶鋼制造工藝簡便容易使用，不過機能卻很強大的模型解析用具M-TOOL，使用這項用具，技術操縱者能夠收集到各類技術以及操縱系數。熱軋帶鋼制造線提供了相關技術維修保護以及改進用具C-TOOL，這項用具供應了熱軋帶鋼制造線上每一種技術系數以及操縱系數的入機連接端口，技術操縱者能夠更加便利的開展技術維修養護以及改良技術，例如調節道次標準，冷卻策劃等。

3 結束語

文章從基本構造著手，簡單的講述了熱軋帶鋼制造線操縱體系的特征以及機能，方便日后進行更進一步的研究以及探索。

參考文獻

[1]仇曉筠.ERP主生產計劃在鋼鐵熱軋生產的應用研究[J].上海交通大學，2011.

[2]陸榮，金石.津西鋼鐵熱軋H型鋼競爭力分析[J].鋼結構，2006.