淺談熱軋帶鋼生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)

張玉輝

摘 要：在改革開(kāi)放以后，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了很大的成績(jī)，在這種情況下，很多的產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，其中，汽車(chē)工業(yè)、建筑行業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展都發(fā)生了很大的變化，這些產(chǎn)業(yè)在進(jìn)行發(fā)展的時(shí)候都需要大量的生產(chǎn)材料進(jìn)行供應(yīng)，其中，對(duì)熱軋帶鋼的需求量就在不斷提高，因此，鋼鐵廠在發(fā)展過(guò)程中要想保證熱軋帶鋼的發(fā)展就一定要在生產(chǎn)技術(shù)方面進(jìn)行發(fā)展，這樣才能更好的保證其生產(chǎn)量滿足市場(chǎng)需求。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；熱軋帶鋼；電氣自動(dòng)化

冶金工業(yè)在發(fā)展過(guò)程中發(fā)生了很大的變化，其在上個(gè)世紀(jì)六十年代在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，在上個(gè)世紀(jì)七十年代在帶鋼軋制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制，在這個(gè)過(guò)程中，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也發(fā)生了很大的變化，在其控制系統(tǒng)中，軟件和硬件的更新速度也是非常快的，這樣就使得軋制過(guò)程中，控制功能也發(fā)生了很大的變化，帶鋼的質(zhì)量也在不斷提高，現(xiàn)在，已經(jīng)慢慢形成了多級(jí)冶金自動(dòng)化控制。計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新?lián)Q代是非常快的，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，冶金工業(yè)的多級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也出現(xiàn)了新的特點(diǎn)，這樣就使得鋼鐵企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，熱軋帶鋼生產(chǎn)線自動(dòng)化控制技術(shù)也不斷在進(jìn)行提高，其在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了更加穩(wěn)定化發(fā)展，同時(shí)，功能也越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)化，在生產(chǎn)過(guò)程中也實(shí)現(xiàn)了高速控制，基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程控制系統(tǒng)在不斷發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了緊密發(fā)展的情況，而且在界限方面也出現(xiàn)了越來(lái)越模糊的情況。

1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)組成

熱軋帶鋼生產(chǎn)線在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了連續(xù)、高速生產(chǎn)，同時(shí)在進(jìn)行控制的時(shí)候也實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)操作，而且精度也非常高，鋼鐵企業(yè)在熱軋生產(chǎn)線控制系統(tǒng)方面也完全得到了體現(xiàn)。在系統(tǒng)組成方面可以利用EGD網(wǎng)絡(luò)，這樣可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)服務(wù)器和基礎(chǔ)自動(dòng)化以及特殊儀表之間的直接通訊，同時(shí)通過(guò)TOSLINE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和電氣傳動(dòng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通訊，在這個(gè)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诮Y(jié)構(gòu)方面非常簡(jiǎn)單，而且系統(tǒng)集成也非常方便，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面也實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，設(shè)備在進(jìn)行選擇的時(shí)候也實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化發(fā)展。

1.2 高速、穩(wěn)定的通訊技術(shù)

常規(guī)的熱連扎生產(chǎn)線有很多級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，而且，在種類(lèi)方面也非常多，其中包含著服務(wù)器、基礎(chǔ)自動(dòng)化控制器、單片機(jī)等設(shè)備，在操作系統(tǒng)方面也有很多，其中包含著WINDOWS，UNIS，LINU等操作系統(tǒng)，為了更好的實(shí)現(xiàn)通訊方面的簡(jiǎn)單化，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖蠈?shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定，在一些鋼鐵企業(yè)中熱連軋生產(chǎn)線采用了EDG技術(shù)和TCNET技術(shù)。EGD技術(shù)是一種TCP/IP通訊協(xié)議，通過(guò)這種通訊技術(shù)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換，這種技術(shù)在進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)各種操作系統(tǒng)下的TCP/IP通訊。熱軋帶鋼生產(chǎn)線在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了過(guò)程控制服務(wù)、基礎(chǔ)自動(dòng)化控制器以及各種特殊儀表之間的高速通訊，在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時(shí)候速度方面非常高。TCNET技術(shù)是一種以太令牌光纖環(huán)網(wǎng)，在進(jìn)行通訊的時(shí)候，可以根據(jù)控制的要求，來(lái)實(shí)現(xiàn)以太光纖雙環(huán)網(wǎng)和單環(huán)網(wǎng)的設(shè)置，這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化控制器和計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換，而且，在交換速度方面也非常快，這樣能夠更好的滿足高速控制器和計(jì)算機(jī)之間的通訊要求。

1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)趨于更加穩(wěn)定、過(guò)載能力更強(qiáng)

一些鋼鐵企業(yè)在選擇熱軋帶鋼生產(chǎn)線的時(shí)候其是使用大功率的變頻器，這些大功率變頻器的控制特點(diǎn)就是在系統(tǒng)方面能夠保證很高的穩(wěn)定性，同時(shí)在速度調(diào)節(jié)器方面也實(shí)現(xiàn)了反超控制技術(shù)，系統(tǒng)在輸出方面也沒(méi)有出現(xiàn)超調(diào)的情況，在模擬跟蹤控制技術(shù)方面能夠更好的降低沖擊速降，這樣能夠避免出現(xiàn)扭動(dòng)和機(jī)電共振的情況，大功率的變頻器也實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)控制技術(shù)，在系統(tǒng)功率因數(shù)方面通常設(shè)置都是1，這種情況下，電網(wǎng)是不需要安裝高次諧波濾波器和靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，這些特點(diǎn)使得熱軋帶鋼生產(chǎn)線的主傳動(dòng)系統(tǒng)在使用的時(shí)候更加穩(wěn)定，同時(shí)在過(guò)載能力方面也更加強(qiáng)。

1.4 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)

熱軋帶鋼生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了全生產(chǎn)線物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤和數(shù)據(jù)跟蹤，這樣在全生產(chǎn)線的所有設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了邏輯和順序控制，全生產(chǎn)線的控制也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，這樣設(shè)備在使用的時(shí)候也實(shí)現(xiàn)了速度控制、平衡控制，帶鋼生產(chǎn)的時(shí)候也實(shí)現(xiàn)了厚度的自動(dòng)化控制。

V系列控制器。V系列控制器屬于PLC范圍，在實(shí)際的應(yīng)用中，使用方法與工業(yè)控制PC計(jì)算機(jī)非常相似。其主要特點(diǎn)是：PC化，V系列控制器的C3CPU模塊就完全可以說(shuō)是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，C3CPU模塊擁有工業(yè)PC機(jī)的全部硬件設(shè)備，兼容WINDOWS2000或者其它操作系統(tǒng)，有各種外設(shè)接口（如顯示設(shè)備、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)接口、串并口、USB口）；同時(shí)C3CPU模塊因?yàn)槭荘LC控制器，還具有PLC控制器特有的高速I(mǎi)/O訪問(wèn)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(dá)2ms。網(wǎng)絡(luò)化：V系列控制器配有普通以太網(wǎng)模塊TN721，通過(guò)TN721模塊，可以對(duì)V系列控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，配置跟普通PC計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡原理一致；完成網(wǎng)絡(luò)配置后，工程師可以在同一網(wǎng)絡(luò)上的任何計(jì)算機(jī)訪問(wèn)任意一臺(tái)V系列控制器，這極大的簡(jiǎn)化了工程師的工作量，同時(shí)也為V系列控制器的分布式特性打下了基礎(chǔ)。

2 過(guò)程控制系統(tǒng)

過(guò)程控制系統(tǒng)主要功能有：生產(chǎn)和控制數(shù)據(jù)的輸入及管理；工藝和控制數(shù)據(jù)的在線采集和處理；全生產(chǎn)線物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤及數(shù)據(jù)跟蹤（宏跟蹤）；過(guò)程自動(dòng)化各項(xiàng)設(shè)定值的計(jì)算等。過(guò)程控制系統(tǒng)的軟硬件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，很多的企業(yè)在熱軋帶鋼生產(chǎn)線過(guò)程控制系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng)通常都采用了標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在使用期間能夠更好的實(shí)現(xiàn)更換，同時(shí)也能避免出現(xiàn)更困難的情況。過(guò)程控制系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)采集的功能，很多的熱軋帶鋼生產(chǎn)線在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候具有高度通訊功能，因此，在過(guò)程控制系統(tǒng)中能夠直接采集工藝和控制參數(shù)，而且實(shí)現(xiàn)了能夠向在線的計(jì)算機(jī)進(jìn)行自主反饋的功能，這樣能夠更好的提高計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)的精度。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)自動(dòng)化功能已經(jīng)出現(xiàn)了向過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行移植的情況。熱軋帶鋼生產(chǎn)線過(guò)程控制系統(tǒng)中，是具有很多的在線控制功能的，能夠?qū)垳囟冗M(jìn)行控制，也能對(duì)卷取溫度進(jìn)行控制，在數(shù)據(jù)跟蹤方面效果也是非常好的，這些方面都是傳統(tǒng)的過(guò)程控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，將模型計(jì)算和控制結(jié)合成為一體，能夠更好的提高模型設(shè)定和控制功能。在進(jìn)行工藝分析和優(yōu)化的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了更加簡(jiǎn)單的操作。熱軋帶鋼生產(chǎn)線在進(jìn)行操作的時(shí)候非常簡(jiǎn)單，而且功能非常強(qiáng)大，因此，在模型分析工具方面也出現(xiàn)了很大的變化，在模型分析工具方面，工藝工程人員可以對(duì)工藝和控制的參數(shù)進(jìn)行采集。熱軋帶鋼生產(chǎn)線也提供了很好的工藝維護(hù)和優(yōu)化工具，這樣能夠更好的對(duì)全部工藝參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行掌握，能夠更好對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化和維護(hù)，同時(shí)也能更好的保證熱軋帶鋼生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平得到提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)主要是為了滿足市場(chǎng)對(duì)鋼鐵的需求量，在需求量不斷增多的情況下，生產(chǎn)線就要進(jìn)行不斷的改善，現(xiàn)在，熱軋帶鋼生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，在進(jìn)行控制的時(shí)候?qū)ζ涮攸c(diǎn)和功能進(jìn)行分析也能更好的促進(jìn)鋼鐵企業(yè)發(fā)展，這樣也能為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更好的支持。

參考文獻(xiàn)

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