過程自動化控制系統在韶鋼3450mm寬板軋機的應用

馬金祥

摘 要：文章介紹了韶鋼3450mm寬板軋機過程自動化系統的總體結構及軟硬件配置，通訊方式，主要功能特點，應用效果。

關鍵詞：過程自動化；數學模型；中間件；工藝設備；HMI；TCR；TMCP；RFS

引言

韶鋼熱軋寬板廠于2005年2月建成投產，是一條具有國際先進的全線自動化生產線，設計年產能力100萬噸，近幾年進行了系列的工藝設備及自動化系統的適應性完善，生產線上主體工藝設備包括兩座加熱爐（一座步進梁式，一座推鋼式加熱爐），20Mpa除鱗箱及機上除鱗裝置，單機架可逆四輥軋機，控制冷卻裝置，矯直機，熱定剪，兩條精整線，其中一條切邊厚度25mm以下的圓盤剪，一條切邊厚度為25mm至50mm的滾切式雙邊剪，無損探傷裝置，一座年生產能力為16萬噸無氧化熱處理爐用于鋼板的正火和回火處理。

該生產線已經形成能使用150mm生產至280mm厚度坯料，生產厚度為9mm-120mm，寬度為1800mm至3100mm的鋼板，并具備橫縱扎和全縱軋以及包含常規冷卻和在線淬火的冷卻控制系統、離線無損探傷裝置、熱處理多工藝功能的生產線。經過幾年的改進完善，已經形成三級自動化控制系統，即基礎自動化級（L1）、過程控制級（L2）和生產管理級（L3）。生產線實現了從加熱爐出爐輥道到產品入庫的過程自動化控制，具有較高的自動化控制水平，本文主要介紹軋機的過程自動化控制。

1 過程控制系統的構成

二級過程自動化系統由L1系統和L2系統組成，該系統采用TOSHIBA-GE 自動化公司開發研制的過程自動化解決方案，即PASolution （Process Automation Solution）開發平臺及運行環境，是一套主要用于鋼鐵生產線過程自動化控制系統。

L1級執行L2系統下達的指令，完成設備各區域的基礎自動化控制，如設備的順序控制，自動位置控制，以及速度控制，和鋼板的厚度，寬度控制等任務，以及配合L2級完成軋件的跟蹤。

L2級完成工藝控制參數設定計算并下達給L1級，現場實時數據的收集、分析，軋制模型的優化/自適應，人機接口以及與外部設備之間的通訊等過程控制。

L3生產控制級計算機完成全廠物料跟蹤、生產計劃及質量管理、倉庫管理、成品發貨管理、磨輥間管理等任務。

整個生產線自動化系統網絡拓撲結構如圖1。

1.1 L1級自動化系統軟硬件配置

L1 控制器采用Toshiba-GE公司V系列S3控制器，共14套。V系列S3控制器主要用于生產過程的邏輯順序控制、速度主令控制、速度控制、轉矩控制、位置控制和數據采集及處理等。同時V系列S3控制器也用于軋線的工藝控制，如自動寬度控制（AWC）、自動厚度控制（AGC）、偏心補償控制、板形控制、軋輥熱凸度和磨損補償、控溫軋制、鋼板板加速冷卻控制等。

V系列S3控制器內置通用微處理器（32位，i80386 33MHz）和用戶程序處理器（32位，ASIC，PIII 1GHz，相當于軟PLC），用戶程序語言采用IEC語言（IEC 61131.3）。

控制器編程組態軟件使用V-tool。

1.2 L2系統軟硬件配置

L2系統采用了世界上成熟、可靠和先進的控制技術。在硬件上采用四臺高性能的服務器，合理分擔系統的負荷，每臺服務器采用磁盤陣列，保證數據的可靠性。

1.2.1 L2級硬件系統構成如下：

（1）L2級應用服務器選用四臺服務器，一臺負責數據庫管理和數據記錄、一臺負責軋線和精整線的設定計算和跟蹤、兩臺HMI服務器，為現場HMI View提供數據訪問服務，HMI服務器做冗余配置，一臺出現故障，可以自動切換到另一臺。（2）配置PC機1套，負責數據收集。（3）配置PC機5套，負責成品數據收集及分析，臺式工程師站，域控制器，HMI開發，L1及L2級程序開發。（4）配置激光打印機2臺，其中彩色、黑白各一臺。（5）現場HMI VIEW和L1級共用，全部采用PC機，共15臺。（6）網絡設備1套，主要包括交換機，光纖轉發器，光纖及雙絞線通訊介質。（7）L2級的網絡拓撲結構為星形，100M以太網，通訊協議TCP/IP。操作室外網絡采用光纜，操作室內采用雙絞線或同軸電纜。（8）軋線L2級和連鑄的L2級、加熱爐L2級也用光纜實現連接通訊，采用TCP/IP通訊協議。

二級過程控制系統采用服務器與客戶機的構成方式。在計算機控制室配置二級跟蹤及RFS設定（可逆軋機設定）服務器一臺，HMI服務器三臺，數據庫服務器一臺，加熱二級服務器一臺，數據采集系統，HMI開發，二級開發及與控制器，HMI View，工程師站，主要用于電氣工程師進行系統控制軟件的編程、組態、在線監控、故障查詢及分析和程序裝載等。

服務器采用HP DL380服務器主機，Raid5磁盤陣列配置。

1.2.2 L2軟件配置

二級過程控制系統軟件包括：

（1）操作系統軟件：采用性能可靠的WINDOWS2003操作系統。（2）數據庫軟件：采用SQLSERVER數據庫標準版。（3）應用程序軟件：通訊程序（編程語言Microsoft Visual C/C++）。（4）PASolution軟件包。

1.3 網絡通訊

過程動化系統是一個開放的控制系統，采用標準的通信網絡。L1、L2級之間通過快速以太網實現設備之間的信息交換；L1控制器與L2 PC之間、L1控制器之間通過Toshiba-GE公司的Control LAN TC-net100總線進行通訊；L1控制器與遠程I/O通過Toshiba-GE公司DviceNet總線進行通訊；L1控制器與傳動裝置通過Toshiba-GE公司TOSLINE-S20總線進行通訊。二級系統服務器和客戶機之間采用工業以太網總線拓撲結構和TCP/IP通訊協議。其他通訊如下：

1.3.1 IO_SERVICE，是TOSHIBA-GE提供的用于過程自動化系統內部通訊的應用程序，支持的平臺包括Microsoft Windows，Linux，QNX，OPNVMS，為進程間通訊提供服務，應用進程可以在不同節點上，使用TCP/IP協議完成數據傳輸。

1.3.2 與標識打印機系統的通信通過TCP/Socket通訊協議進行數據傳輸。

1.3.3 EGD通訊協議，即Ethernet Global Data，EGD協議是TOSHIBA-GE提供的一種對于設備間通訊實現高效、簡便、高速的數據通訊協議，用于控制器與二級系統之間的通訊，使用C3模塊作為L1和L2之間通訊的硬件接口。其特點是用UDP協議完成底層數據傳輸，支持周期發送控制器的一部分內存，發送的每個數據包可以被多個控制器共享。

1.3.4 IODB-Service通訊，是TOSHIBA-GE提供的通訊程序，為系統提供數據庫訪問服務，通過IO-Service為客戶進程提供存儲在數據庫中的數據，主要包括PDI數據，模型參數，軋輥數據，產品歷史數據。

1.3.5 與L3級（MES）系統及其支撐系統通訊：通過開放的ODBC接口，TCP/IP通訊協議進行數據傳輸。

1.4 L2級系統工作原理

L2級系統接收三級訂單及坯料的基礎數據，加載軋制工藝形成二級系統可識別的軋件PDI信息。基于PASolution的過程控制系統以Director為中心，通過IO-Services等方式和外部系統進行數據交換，過程控制系統所需要的邏輯功能通過Director程序加載相應的腳本來實現，通過對生產線上一級電氣信號的變化進行相應的判斷，調用RFS設定模型，或觸發相應的事件進行處理，并將軋機設定或指令下達到L1級執行。PASolution過程控制系統的一般框架如下圖2：

2 二級過程系統的人機界面（HMI）

二級過程控制系統提供了友好的人機界面，HMI系統使用GE-Fanuc的CIMPLICITYTM人機接口工具，HMI系統應用結構為客戶機/服務器型式，服務器設置在計算機室，HMI View分布在各個控制功能操作臺，并根據操作需要配置不同的操作畫面，避免交叉操作出現安全問題。

HMI系統實現操作員與生產過程的人-機通訊，主要用于參數設定、操作和修改、報警和故障顯示、過程畫面顯示、系統狀態顯示等。

3 過程控制系統功能

3.1 初始數據輸入

原始數據輸入（PDI）是軋機控制所必需的數據，需在軋件進入軋機之前提供原始數據輸入。數據將通過用戶計算機接口功能中定義的接口進入PDI功能。PDI將提供針對每個軋件的處理目標和指示。PDI內容包括來料信息，成品目標信息，特殊操作慣例，在HMI上可以創建、刪除一個軋件號，并對軋件PDI數據進行編輯。

3.2 軋件跟蹤和材料跟蹤

軋件跟蹤的范圍是從板坯連鑄出坯輥道開始（加熱爐區域的跟蹤由加熱爐L2級完成，），到鋼板垛板收集輥道為止。跟蹤形式為每個軋件有單獨的跟蹤ID號，在生產過程的各個區域，2級系統接收到軋件在不同的區域的跟蹤信號，觸發跟蹤事件，實現物料跟蹤。由于異常原因出爐板坯不能軋制，返回坯料庫，吊銷該板坯，跟蹤結束。對于成品鋼板，送至鋼板庫后跟蹤結束。

3.3 軋輥管理系統

軋輥管理系統對軋輥的操作有創建、刪除、數據編輯等，通過軋輥管理功能，可以對軋輥進行組對配輥，對軋輥信息進行存儲、編輯。軋輥上機后，對軋輥使用周期內的軋制噸數，軋制長度，磨損量進行跟蹤計算，并通過與二級的通信進程將相關數據傳給軋制模型，用于設定輥縫的準確計算。

3.4 設定數據

設定數據包括軋制規程的橫軋階段負載分配，縱軋階段負載分配，咬鋼速度，最大軋制速度，軋件在不同區域的速度設定，最小軋制道次，厚度偏差，寬度偏差，操作工可以根據現場生產實際情況靈活調整各種參數。

3.5 軋制策略控制

軋制策略包括常規軋制，單塊TCR軋制（支持單塊鋼兩階段等溫軋制），與控制冷卻相結合，TMCP軋制，兩塊交叉軋制（一待一軋），和鏈式軋制（兩待一軋）。

3.6 工藝參數管理

根據坯料厚度層別設定不同鋼號的產品在不同規格層別下的軋制工藝參數，主要報包括開軋溫度，等溫溫度，等溫厚度，除鱗代碼，冷卻模式，終冷溫度，冷卻模式。

3.7 軋制模型自學習

自適應分為軋件之間自適應和道次之間的自適應。它包括模型參數更新和微調所需的逐軋件地進行的自適應反饋。自適應反饋將在軋機道次和軋機出口測量值的基礎上進行。測量值要經過合理性檢查。如果具有所有重要的軋機傳感器和軋件數據，即使在軋機暫時處于手動控制方式下，也可以進行模型自適應。

過程數據的自適應也可改善產品的長期性能，就象對當前正在軋制的軋件一樣。

3.8 模擬軋制

過程控制系統有三種模式，即生產模式Product（正常生產），離線OFFLine模式（檢修或換輥），模擬Ghost（測試及功能檢查）。

模擬軋制時，軋機模擬程序將創造出一個仿真軋件，在整個系統內對其進行跟蹤，通過模擬軋制，可方便地對機械及電氣設備準備狀態進行檢測，也可以用于操作人員培訓和新軋制表測試。

3.9 生產報表

生產報表的主要包括產量報表和產品工藝質量控制報表。可以通過時間，班次查詢生產量及每個軋件的厚度、終軋溫度，終冷溫度等質量信息查詢。便于工藝技術人員對生產狀況了解及為對產品性能分析提供參考。

4 應用效果

過程自動化控制系統在韶鋼3450寬板軋機的應用，對熱軋寬板廠的生產發揮著重要的作用，多級計算機系統的運用，提高韶關鋼鐵有限公司的自動化控制水平，簡化了操作，減輕了員工的勞動強度，提高產品的產量和質量，降低產品成本，縮短了產品交貨期和新產品的開發周期，提高了企業競爭力。

通過該系統的應用，韶鋼寬板廠產品通過了9國船級社認證，相繼開發出E36高等級船板，X70管線鋼，高建板，海洋工程用鋼、合金容器板，低合金高強鋼Q690系列品種鋼、韶鋼自主品牌CSG610系列品種鋼等。

5 結束語

在大量生產實踐中發現該系統存在如下缺點：

5.1 大批量生產單一產品規格，具有較好的控制效果，但是當品種規格頻繁變化時適應性略顯不足，主要是更換規格時前幾塊軋件公差控制精確性不夠。對于規格變換頻繁時如何確保厚度精確命中是以后系統優化重點內容。

5.2 層流控制冷卻系統下集管冷卻能力不足，對于生產高等級產品需要較大上下集管出水比時適應能力不足，是以后工藝改進的方向。

參考文獻

[1]《DETAILED TECHNICAL SPECIFICATION Level 2：DTS L2 BASE》-CISDI for BAYI HSM URUMQ1，China

[2]趙剛，楊立永.軋制過程的計算機控制系統[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[3]GE Fanuc 154 學生手冊.

1.3.1 IO_SERVICE，是TOSHIBA-GE提供的用于過程自動化系統內部通訊的應用程序，支持的平臺包括Microsoft Windows，Linux，QNX，OPNVMS，為進程間通訊提供服務，應用進程可以在不同節點上，使用TCP/IP協議完成數據傳輸。

1.3.2 與標識打印機系統的通信通過TCP/Socket通訊協議進行數據傳輸。

1.3.3 EGD通訊協議，即Ethernet Global Data，EGD協議是TOSHIBA-GE提供的一種對于設備間通訊實現高效、簡便、高速的數據通訊協議，用于控制器與二級系統之間的通訊，使用C3模塊作為L1和L2之間通訊的硬件接口。其特點是用UDP協議完成底層數據傳輸，支持周期發送控制器的一部分內存，發送的每個數據包可以被多個控制器共享。

1.3.4 IODB-Service通訊，是TOSHIBA-GE提供的通訊程序，為系統提供數據庫訪問服務，通過IO-Service為客戶進程提供存儲在數據庫中的數據，主要包括PDI數據，模型參數，軋輥數據，產品歷史數據。

1.3.5 與L3級（MES）系統及其支撐系統通訊：通過開放的ODBC接口，TCP/IP通訊協議進行數據傳輸。

1.4 L2級系統工作原理

L2級系統接收三級訂單及坯料的基礎數據，加載軋制工藝形成二級系統可識別的軋件PDI信息。基于PASolution的過程控制系統以Director為中心，通過IO-Services等方式和外部系統進行數據交換，過程控制系統所需要的邏輯功能通過Director程序加載相應的腳本來實現，通過對生產線上一級電氣信號的變化進行相應的判斷，調用RFS設定模型，或觸發相應的事件進行處理，并將軋機設定或指令下達到L1級執行。PASolution過程控制系統的一般框架如下圖2：

2 二級過程系統的人機界面（HMI）

二級過程控制系統提供了友好的人機界面，HMI系統使用GE-Fanuc的CIMPLICITYTM人機接口工具，HMI系統應用結構為客戶機/服務器型式，服務器設置在計算機室，HMI View分布在各個控制功能操作臺，并根據操作需要配置不同的操作畫面，避免交叉操作出現安全問題。

HMI系統實現操作員與生產過程的人-機通訊，主要用于參數設定、操作和修改、報警和故障顯示、過程畫面顯示、系統狀態顯示等。

3 過程控制系統功能

3.1 初始數據輸入

原始數據輸入（PDI）是軋機控制所必需的數據，需在軋件進入軋機之前提供原始數據輸入。數據將通過用戶計算機接口功能中定義的接口進入PDI功能。PDI將提供針對每個軋件的處理目標和指示。PDI內容包括來料信息，成品目標信息，特殊操作慣例，在HMI上可以創建、刪除一個軋件號，并對軋件PDI數據進行編輯。

3.2 軋件跟蹤和材料跟蹤

軋件跟蹤的范圍是從板坯連鑄出坯輥道開始（加熱爐區域的跟蹤由加熱爐L2級完成，），到鋼板垛板收集輥道為止。跟蹤形式為每個軋件有單獨的跟蹤ID號，在生產過程的各個區域，2級系統接收到軋件在不同的區域的跟蹤信號，觸發跟蹤事件，實現物料跟蹤。由于異常原因出爐板坯不能軋制，返回坯料庫，吊銷該板坯，跟蹤結束。對于成品鋼板，送至鋼板庫后跟蹤結束。

3.3 軋輥管理系統

軋輥管理系統對軋輥的操作有創建、刪除、數據編輯等，通過軋輥管理功能，可以對軋輥進行組對配輥，對軋輥信息進行存儲、編輯。軋輥上機后，對軋輥使用周期內的軋制噸數，軋制長度，磨損量進行跟蹤計算，并通過與二級的通信進程將相關數據傳給軋制模型，用于設定輥縫的準確計算。

3.4 設定數據

設定數據包括軋制規程的橫軋階段負載分配，縱軋階段負載分配，咬鋼速度，最大軋制速度，軋件在不同區域的速度設定，最小軋制道次，厚度偏差，寬度偏差，操作工可以根據現場生產實際情況靈活調整各種參數。

3.5 軋制策略控制

軋制策略包括常規軋制，單塊TCR軋制（支持單塊鋼兩階段等溫軋制），與控制冷卻相結合，TMCP軋制，兩塊交叉軋制（一待一軋），和鏈式軋制（兩待一軋）。

3.6 工藝參數管理

根據坯料厚度層別設定不同鋼號的產品在不同規格層別下的軋制工藝參數，主要報包括開軋溫度，等溫溫度，等溫厚度，除鱗代碼，冷卻模式，終冷溫度，冷卻模式。

3.7 軋制模型自學習

自適應分為軋件之間自適應和道次之間的自適應。它包括模型參數更新和微調所需的逐軋件地進行的自適應反饋。自適應反饋將在軋機道次和軋機出口測量值的基礎上進行。測量值要經過合理性檢查。如果具有所有重要的軋機傳感器和軋件數據，即使在軋機暫時處于手動控制方式下，也可以進行模型自適應。

過程數據的自適應也可改善產品的長期性能，就象對當前正在軋制的軋件一樣。

3.8 模擬軋制

過程控制系統有三種模式，即生產模式Product（正常生產），離線OFFLine模式（檢修或換輥），模擬Ghost（測試及功能檢查）。

模擬軋制時，軋機模擬程序將創造出一個仿真軋件，在整個系統內對其進行跟蹤，通過模擬軋制，可方便地對機械及電氣設備準備狀態進行檢測，也可以用于操作人員培訓和新軋制表測試。

3.9 生產報表

生產報表的主要包括產量報表和產品工藝質量控制報表。可以通過時間，班次查詢生產量及每個軋件的厚度、終軋溫度，終冷溫度等質量信息查詢。便于工藝技術人員對生產狀況了解及為對產品性能分析提供參考。

4 應用效果

過程自動化控制系統在韶鋼3450寬板軋機的應用，對熱軋寬板廠的生產發揮著重要的作用，多級計算機系統的運用，提高韶關鋼鐵有限公司的自動化控制水平，簡化了操作，減輕了員工的勞動強度，提高產品的產量和質量，降低產品成本，縮短了產品交貨期和新產品的開發周期，提高了企業競爭力。

通過該系統的應用，韶鋼寬板廠產品通過了9國船級社認證，相繼開發出E36高等級船板，X70管線鋼，高建板，海洋工程用鋼、合金容器板，低合金高強鋼Q690系列品種鋼、韶鋼自主品牌CSG610系列品種鋼等。

5 結束語

在大量生產實踐中發現該系統存在如下缺點：

5.1 大批量生產單一產品規格，具有較好的控制效果，但是當品種規格頻繁變化時適應性略顯不足，主要是更換規格時前幾塊軋件公差控制精確性不夠。對于規格變換頻繁時如何確保厚度精確命中是以后系統優化重點內容。

5.2 層流控制冷卻系統下集管冷卻能力不足，對于生產高等級產品需要較大上下集管出水比時適應能力不足，是以后工藝改進的方向。

參考文獻

[1]《DETAILED TECHNICAL SPECIFICATION Level 2：DTS L2 BASE》-CISDI for BAYI HSM URUMQ1，China

[2]趙剛，楊立永.軋制過程的計算機控制系統[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[3]GE Fanuc 154 學生手冊.

1.3.1 IO_SERVICE，是TOSHIBA-GE提供的用于過程自動化系統內部通訊的應用程序，支持的平臺包括Microsoft Windows，Linux，QNX，OPNVMS，為進程間通訊提供服務，應用進程可以在不同節點上，使用TCP/IP協議完成數據傳輸。

1.3.2 與標識打印機系統的通信通過TCP/Socket通訊協議進行數據傳輸。

1.3.3 EGD通訊協議，即Ethernet Global Data，EGD協議是TOSHIBA-GE提供的一種對于設備間通訊實現高效、簡便、高速的數據通訊協議，用于控制器與二級系統之間的通訊，使用C3模塊作為L1和L2之間通訊的硬件接口。其特點是用UDP協議完成底層數據傳輸，支持周期發送控制器的一部分內存，發送的每個數據包可以被多個控制器共享。

1.3.4 IODB-Service通訊，是TOSHIBA-GE提供的通訊程序，為系統提供數據庫訪問服務，通過IO-Service為客戶進程提供存儲在數據庫中的數據，主要包括PDI數據，模型參數，軋輥數據，產品歷史數據。

1.3.5 與L3級（MES）系統及其支撐系統通訊：通過開放的ODBC接口，TCP/IP通訊協議進行數據傳輸。

1.4 L2級系統工作原理

L2級系統接收三級訂單及坯料的基礎數據，加載軋制工藝形成二級系統可識別的軋件PDI信息。基于PASolution的過程控制系統以Director為中心，通過IO-Services等方式和外部系統進行數據交換，過程控制系統所需要的邏輯功能通過Director程序加載相應的腳本來實現，通過對生產線上一級電氣信號的變化進行相應的判斷，調用RFS設定模型，或觸發相應的事件進行處理，并將軋機設定或指令下達到L1級執行。PASolution過程控制系統的一般框架如下圖2：

2 二級過程系統的人機界面（HMI）

二級過程控制系統提供了友好的人機界面，HMI系統使用GE-Fanuc的CIMPLICITYTM人機接口工具，HMI系統應用結構為客戶機/服務器型式，服務器設置在計算機室，HMI View分布在各個控制功能操作臺，并根據操作需要配置不同的操作畫面，避免交叉操作出現安全問題。

HMI系統實現操作員與生產過程的人-機通訊，主要用于參數設定、操作和修改、報警和故障顯示、過程畫面顯示、系統狀態顯示等。

3 過程控制系統功能

3.1 初始數據輸入

原始數據輸入（PDI）是軋機控制所必需的數據，需在軋件進入軋機之前提供原始數據輸入。數據將通過用戶計算機接口功能中定義的接口進入PDI功能。PDI將提供針對每個軋件的處理目標和指示。PDI內容包括來料信息，成品目標信息，特殊操作慣例，在HMI上可以創建、刪除一個軋件號，并對軋件PDI數據進行編輯。

3.2 軋件跟蹤和材料跟蹤

軋件跟蹤的范圍是從板坯連鑄出坯輥道開始（加熱爐區域的跟蹤由加熱爐L2級完成，），到鋼板垛板收集輥道為止。跟蹤形式為每個軋件有單獨的跟蹤ID號，在生產過程的各個區域，2級系統接收到軋件在不同的區域的跟蹤信號，觸發跟蹤事件，實現物料跟蹤。由于異常原因出爐板坯不能軋制，返回坯料庫，吊銷該板坯，跟蹤結束。對于成品鋼板，送至鋼板庫后跟蹤結束。

3.3 軋輥管理系統

軋輥管理系統對軋輥的操作有創建、刪除、數據編輯等，通過軋輥管理功能，可以對軋輥進行組對配輥，對軋輥信息進行存儲、編輯。軋輥上機后，對軋輥使用周期內的軋制噸數，軋制長度，磨損量進行跟蹤計算，并通過與二級的通信進程將相關數據傳給軋制模型，用于設定輥縫的準確計算。

3.4 設定數據

設定數據包括軋制規程的橫軋階段負載分配，縱軋階段負載分配，咬鋼速度，最大軋制速度，軋件在不同區域的速度設定，最小軋制道次，厚度偏差，寬度偏差，操作工可以根據現場生產實際情況靈活調整各種參數。

3.5 軋制策略控制

軋制策略包括常規軋制，單塊TCR軋制（支持單塊鋼兩階段等溫軋制），與控制冷卻相結合，TMCP軋制，兩塊交叉軋制（一待一軋），和鏈式軋制（兩待一軋）。

3.6 工藝參數管理

根據坯料厚度層別設定不同鋼號的產品在不同規格層別下的軋制工藝參數，主要報包括開軋溫度，等溫溫度，等溫厚度，除鱗代碼，冷卻模式，終冷溫度，冷卻模式。

3.7 軋制模型自學習

自適應分為軋件之間自適應和道次之間的自適應。它包括模型參數更新和微調所需的逐軋件地進行的自適應反饋。自適應反饋將在軋機道次和軋機出口測量值的基礎上進行。測量值要經過合理性檢查。如果具有所有重要的軋機傳感器和軋件數據，即使在軋機暫時處于手動控制方式下，也可以進行模型自適應。

過程數據的自適應也可改善產品的長期性能，就象對當前正在軋制的軋件一樣。

3.8 模擬軋制

過程控制系統有三種模式，即生產模式Product（正常生產），離線OFFLine模式（檢修或換輥），模擬Ghost（測試及功能檢查）。

模擬軋制時，軋機模擬程序將創造出一個仿真軋件，在整個系統內對其進行跟蹤，通過模擬軋制，可方便地對機械及電氣設備準備狀態進行檢測，也可以用于操作人員培訓和新軋制表測試。

3.9 生產報表

生產報表的主要包括產量報表和產品工藝質量控制報表。可以通過時間，班次查詢生產量及每個軋件的厚度、終軋溫度，終冷溫度等質量信息查詢。便于工藝技術人員對生產狀況了解及為對產品性能分析提供參考。

4 應用效果

過程自動化控制系統在韶鋼3450寬板軋機的應用，對熱軋寬板廠的生產發揮著重要的作用，多級計算機系統的運用，提高韶關鋼鐵有限公司的自動化控制水平，簡化了操作，減輕了員工的勞動強度，提高產品的產量和質量，降低產品成本，縮短了產品交貨期和新產品的開發周期，提高了企業競爭力。

通過該系統的應用，韶鋼寬板廠產品通過了9國船級社認證，相繼開發出E36高等級船板，X70管線鋼，高建板，海洋工程用鋼、合金容器板，低合金高強鋼Q690系列品種鋼、韶鋼自主品牌CSG610系列品種鋼等。

5 結束語

在大量生產實踐中發現該系統存在如下缺點：

5.1 大批量生產單一產品規格，具有較好的控制效果，但是當品種規格頻繁變化時適應性略顯不足，主要是更換規格時前幾塊軋件公差控制精確性不夠。對于規格變換頻繁時如何確保厚度精確命中是以后系統優化重點內容。

5.2 層流控制冷卻系統下集管冷卻能力不足，對于生產高等級產品需要較大上下集管出水比時適應能力不足，是以后工藝改進的方向。

參考文獻

[1]《DETAILED TECHNICAL SPECIFICATION Level 2：DTS L2 BASE》-CISDI for BAYI HSM URUMQ1，China

[2]趙剛，楊立永.軋制過程的計算機控制系統[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[3]GE Fanuc 154 學生手冊.