軋鋼電氣自動化控制系統改造技術探討

龍志剛

摘 要：隨著近幾年自動化技術的不斷發展和自動化技術的不斷完善，在軋鋼領域也有了應用。隨著工業用微機的控制水平不斷提高，交直流的調速系統及可編程技術控制日臻完善，同時也得到了廣泛的應用。軋鋼連續生產工藝基礎自動化及過程控制自動化的使用，為企業的優質、低耗能高效率奠定了扎實的基礎，企業內部將各個生產流程通過網絡連接成一個完善的整體。預設定自動控制技術是自動控制技術中比較重要的方式之一，在軋鋼過程中APC設定是很多環節中處于較為重要的地位，很多過程都用到了APC系統來完成。文章將對軋鋼電氣自動化控制系統進行進一步探討。

關鍵詞：軋鋼控制；自動控制技術；網絡控制過程

1 軋鋼自動化進一步發展應該注意的問題

連軋機是現在軋鋼普遍使用的一種機器，因為它的生產效率高，質量也易于控制，并且能夠實現自動化和機械化的結合，這樣軋鋼的產量就大，企業的經濟效益就能達到。許多的先進科學成果都應用于連軋過程，這樣就促進了軋鋼自動化的發展，自動化技術在軋鋼的運用已經趨于成熟。隨著社會技術的發展，為了適應軋鋼自動化的進一步發展的要求，所以我們應該從以下幾個方面來加重認識：第一，軋制過程中數學模式的把握和確定。在軋制過程中目前還存在著一些數學上的計算問題，比如摩擦力的分布、張力的計算等，還有對軋機的動態特性活套的支撐響應特性等也存在計算精度上的問題。軋制主要依靠自行的張力調整，新廠的連軋實際過程參數與設定偏差也較大，所以最終的控制模型是來至大量的生產實際，通過學習來不斷修正。剛開始新的規格和新的鋼種的軋制難免是是處于嘗試性的，會出現尺寸上的差量，現在完善的理論模型可以更加接近實際設定的參數，能夠減少試軋的次數。第二，要進一步完善檢測儀表和相關變換系統的性能?，F在軋鋼的速度越來越快，產品的范圍也越來越廣，質量要求也越來越高，所以軋鋼檢測儀表的性能以及功能要求需要進一步增強和完善。比如，有些要求的進度極高，因為這些軋機則要求的在線檢測殘余應力和組織能力較強。第三，進一步改進計算機控制系統的配置，這樣對計算機的各項性能上都有所提高，比如可靠性、穩定性、快速性和維修檢測的便利性等。緊跟著計算機的發展，不斷改進計算機的控制系統，軋鋼系統要求在不斷發展過程系統的同時，也要配合管理機制的發展系統，這樣才能保證管理機與控制機的控制系統穩定的結合起來，從而形成分級集成控制系統。第四，使控制系統不斷優化。最優控制是指全面考慮到機電設備、控制系統和工藝的互相條件，全面考慮各項條件，就能最終達到生產過程的穩定、優質和高效。這是一個較為復雜的過程，因為為此過程中受到客觀和主管等各種變化因素的影響，有些因素還沒有能夠達到量化的水平，能夠量化的因素也要不斷的完善和改進，這樣才有可能達到最好的生產效率。

總之，現代的軋鋼生產正在向著高效化、大型化、連續化和自動化方向快速的發展，社會生產要求軋鋼技術越來越高，所以為了適應社會發展的需求，要時刻關注軋鋼技術的進一步發展，當然更多的專業型人才是必不可少的。

2 軋鋼技術改進的工藝流程

2.1 工藝流程

原材料——加熱——軋機開坯——切頭——立平交替連軋——橫移——鋸切——冷卻——整理

2.2 軋鋼對電控系統的技術要求

第一，連軋機組直流電的電控裝置應該采取磁場可逆方式實現低速和正反方向的運行過程。第二，直流調速系統使用全數字直流調速裝置來控制，最終形成雙閉環的調速系統。第三，對于調速系統的控制需要通過CBP通訊板，配合其他的裝置，通過網絡來傳遞控制信息和故障的信號。第四，軋機控制的指標歸結為以下：調速范圍定位1：20；靜態速降為不大于0.02%；動態速降不大于1.0%；調節精度不小于0.01%；動態速降的恢復時間不大于300ms。

2.3 軋鋼對自動化部分的要求

采用網絡控制，可以減少連接電纜的消耗；單機架的調節應該改選用手動微調實現；機架間的控制使用級聯調控制；軋制表要進行不斷的重新設定和修改；機架之間采用微張力來實現控制。軋機的正反控制使用正反爬行控制的方法；在潤滑、液壓和冷卻水等的聯鎖控制中，應該設定綜合的故障報警系統；注意軋機的啟動和停機以及緊急停車的控制。

3 控制系統

3.1 軋線的兩級自動化控制

軋線自動化控制采用兩級自動化的控制系統，對于一些控制信息和系統狀態信息都要通過各自的監控網、傳動網和分布的I/O網交換，這樣通過3級通訊網絡進行聯接，最終形成并行運算、集中管理機制、分散控制和資源共享的計算機控制系統。

3.2 人機界面對連軋設備控制的實現及仿真

監控組態軟件可以提供友好的人機交互界面，現在強大的通訊功能為軋鋼的人機系統提供了有力的保障，適合開發上位機的控制系統。現代的自動化控制系統可以分為兩層，分別為：人機接口與PLC之間的網絡，能夠實現彼此間的信息交換；PLC與各自的遠程I/O站之間和調速傳動之間的通訊網絡，這一層主要完成PLC把設定參數和控制指令傳送到各調速傳動系統，最終達到收集各調速傳動系統的狀態和電氣參數送到人機接口的CRT上顯示。

3.3 PLC實現速度級聯控制及微張力控制

軋鋼主要的PLC的CPU要有強大的浮點運算功能，運算速度快，并且運算的周期短，這樣才能達到控制系統需要的快速性，通過PLC編程，就能將速度級聯控制的數據快速的傳入控制系統，這種方式能夠被控制的進度和速度，并且穩定性較好。微張力控制采用的是轉矩記憶的方法。此過程中所使用的的直流傳動裝置輸出量可以被采集，傳統的軋機組都是弱磁調速，點數電流和轉矩的關系在弱磁區域不成比例關系，所以采用的是轉矩記憶法，此種情況電流記憶法是不能完成的。

3.4 傳動系統的仿真觀測

3.4.1 單機仿真觀測

運用監控仿真軟件對每臺電機的運行親陸昂進行在線的仿真檢測，通過觀測，對相關不恰當的參數進行修改和調試，這樣電機就能在最佳狀態下運行和工作。

3.4.2 軋機仿真觀測

軋機的仿真觀測是利用網卡實現與PLC的通訊。

4 結束語

軋鋼自動化就是指對軋鋼的過程使用自動化進行控制，這種自動化的控制，能夠實現高速和高精度的軋制。當然也需要計算機來配合完成高速準確的控制過程。此過程的自動控制室設計員按照需要進行安排和設計的。傳統的軋鋼過程有很短缺點，不能完成現代社會對軋鋼的要求，在軋鋼過程加入了自動化的控制系統，克服了軋鋼技術中要求的高精度、高效率和穩定生產的要求，但是自動化控制過程是需要有專業的人才才能達到既定的效果，自動化與計算機具有很大的聯系性，所以也需要軋鋼自動化控制系統與計算機技術的實時更新。

參考文獻

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