軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)及創(chuàng)新

秦智廣 邊曉亮

【摘 要】我國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)逐漸走向了新的發(fā)展階段，各大鋼鐵企業(yè)必須要加強(qiáng)對(duì)自身生產(chǎn)線的改造和升級(jí)，使其走向自動(dòng)化的發(fā)展道路，逐漸滿足市場在不斷變化中提出來各種需求。因此，在對(duì)軋鋼自動(dòng)化進(jìn)行創(chuàng)新研究的時(shí)候，首先就是要使得軋鋼產(chǎn)線能夠達(dá)到流水作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，使用速度級(jí)配控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行控制，及時(shí)將各種新興技術(shù)引入到生產(chǎn)過程之中，使得產(chǎn)品質(zhì)量能夠得到有效提高，給鋼鐵企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

【關(guān)鍵詞】軋鋼電氣；自動(dòng)化技術(shù)；創(chuàng)新

引言

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的關(guān)鍵型產(chǎn)業(yè)，對(duì)其生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整直接關(guān)系到了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，而電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以提高軋鋼產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度，為此，鋼鐵企業(yè)需要結(jié)合現(xiàn)階段鋼鐵制造行業(yè)的發(fā)展形勢，以及各行各業(yè)對(duì)鋼鐵的需求量，來不斷的完善軋鋼自動(dòng)化技術(shù)。

1 軋鋼和軋鋼生產(chǎn)線概述

1.1 軋鋼概述

所謂軋鋼，就是指在軋輥之間將鋼錠和鋼坯的形狀在高壓的作用下不斷發(fā)生變化的操作過程，軋鋼和其他壓力的工作目的都是一樣的，即創(chuàng)造出不同花樣和種類的鋼產(chǎn)品，常見的有鋼板、帶鋼和線材，鋼材是內(nèi)部質(zhì)量的核心。我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常看到的汽車板、橋梁鋼、管線鋼、鋼筋、鍍鋅板、鍋爐鋼和電工硅鋼等材料都是通過軋鋼工藝制造出來的，包括火車輪也涉及這項(xiàng)工藝。

1.2 軋鋼生產(chǎn)線

1.2.1 加熱爐

加熱爐是冶金工業(yè)中的重要設(shè)備之一，其主要的功能就是將物料投入到加熱爐之后，將其加熱到軋制鍛造需要的溫度水平。加熱爐的燃燒系統(tǒng)一般都采用的是蓄熱式的燃燒方式，并且采用純高爐煤氣作為主要的燃料來源，使得煤氣和空氣得到雙虛熱預(yù)熱，達(dá)到1000℃之后可以將排煙損失降至最低，達(dá)到節(jié)省燃料的目的。這種加熱方式的優(yōu)勢就是能夠使?fàn)t溫更加均勻，避免出現(xiàn)局部高溫的現(xiàn)象，使得加熱工藝更加趨于合理性，產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)隨之提高，氧化燒損的現(xiàn)象也會(huì)被有效避免，加熱爐的使用壽命也能夠得到明顯的延長。

1.2.2 軋機(jī)

軋機(jī)是軋鋼工藝中的核心設(shè)備，主要的功能就是實(shí)現(xiàn)金屬軋制。軋機(jī)不是單指某一個(gè)單體設(shè)備，而是指整個(gè)軋制過程中需要的全部設(shè)備綜合，主要包括主設(shè)備、輔助設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等等。但是在具體的生產(chǎn)過程中我們所說的軋機(jī)一般就是指主設(shè)備，軋機(jī)在數(shù)十年的發(fā)展過程中已經(jīng)出現(xiàn)了多種類型，其主要組成部分就是指工作機(jī)座和傳動(dòng)裝置。

2 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)的分析

2.1 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)的控制系統(tǒng)

軋鋼的制作完成需要一條很長的生產(chǎn)線，需要經(jīng)過多個(gè)機(jī)器的加工和生產(chǎn)程序。為了提高生產(chǎn)效率，快速高效的進(jìn)行生產(chǎn)，就需要將軋鋼的生產(chǎn)過程盡可能的自動(dòng)化。由于對(duì)軋鋼性能的高要求，需要生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)的重視，在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備。隨著在軋鋼電氣自動(dòng)化的應(yīng)用創(chuàng)新，在軋鋼生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)也由一開始的相互獨(dú)立變得具有很強(qiáng)的連續(xù)性，整個(gè)生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的也越來越多。但在軋鋼的實(shí)際生產(chǎn)過程中，軋鋼的加熱爐蓄熱式燃燒以及風(fēng)冷輥道是獨(dú)立存在于自動(dòng)化控制系統(tǒng)之外的。其所有的生產(chǎn)加工過程都是獨(dú)立完成的，并不需要自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2.2 級(jí)配速度的調(diào)節(jié)和控制

關(guān)于級(jí)配速度的控制和調(diào)節(jié)主要分為以精軋機(jī)為末機(jī)架為主和以11H粗軋機(jī)為主這兩個(gè)方面。他們的級(jí)配控制目的和要求是一樣的，所以從某種意義上來說以精軋機(jī)為末機(jī)架為主和以11H粗軋機(jī)為主的調(diào)節(jié)原理大體上是相同的。舉例說明，在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，可能11H粗軋機(jī)的運(yùn)行速度會(huì)比較緩慢，這就需要主控臺(tái)的負(fù)責(zé)人在選擇11H軋機(jī)按鈕的同時(shí)還要進(jìn)行增速開關(guān)的調(diào)控，以此來把增速信號(hào)傳遞給PLC。PLC就會(huì)接到增速的信號(hào)，然后按照程序的設(shè)定和實(shí)際的控制要求對(duì)機(jī)器進(jìn)行速度的調(diào)節(jié)和控制。

2.3 調(diào)速裝置的分析

以邯鋼大型軋鋼廠為例來分析調(diào)速裝置，其軋機(jī)電機(jī)直流調(diào)速裝置是以西門子6RA70為核心，其它的調(diào)節(jié)部分也是圍繞著西門子6RA70完成的。在傳統(tǒng)的軋機(jī)電機(jī)直流調(diào)速裝置中除了要以西門子6RA70為核心，還要配備PROFIBUS DP作為通訊設(shè)備。PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)將處理后的相關(guān)軋機(jī)速度數(shù)據(jù)傳遞給西門子6RA70，信號(hào)在通過放大電路的處理之后傳遞給晶閘管，晶閘管將回饋來的電壓電流信號(hào)進(jìn)行縮小裝置的處理傳遞給西門子6RA70裝置，然后西門子6RA70根據(jù)這些信息判斷出觸發(fā)角的大小情況。

3 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新方式

3.1 改善輸入輸出方式

輸入輸出裝置主要被應(yīng)用在軋鋼生產(chǎn)的電力系統(tǒng)中，并且?guī)缀跞娓采w了生產(chǎn)現(xiàn)場的各個(gè)設(shè)備以及設(shè)備的接口部位，并且通過電纜和電線來控制整體生產(chǎn)集控室中的輸入和輸出通道，同時(shí)將輸入輸出數(shù)據(jù)傳送到PCS系統(tǒng)中，以此來協(xié)助集控室來監(jiān)控軋鋼生產(chǎn)中電器設(shè)備的應(yīng)用。這種對(duì)軋鋼生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入輸出工作進(jìn)行集中控制的方式，在應(yīng)用過程中最大的優(yōu)勢便是維護(hù)十分迅速，卻不需要過多的人力資源和維修設(shè)備，但是這種方式也存在著一定的應(yīng)用缺陷，如果需要監(jiān)控的對(duì)象數(shù)量不斷增多，監(jiān)控室的負(fù)荷量將會(huì)大幅度提高，這就增加了電纜電線的應(yīng)用數(shù)量，并且此項(xiàng)傳輸方式在遠(yuǎn)程操作中容易出現(xiàn)傳輸不準(zhǔn)確問題，這另整體的軋鋼生產(chǎn)工作難以得到高效控制。

3.2 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入和輸出

遠(yuǎn)程輸入輸出指的是在距離數(shù)據(jù)采集中心較遠(yuǎn)的位置，來完成對(duì)軋鋼生產(chǎn)工作的指導(dǎo)及其自動(dòng)化調(diào)節(jié)，具體方式是要在被測量位置安裝輸入輸出信息采集柜，此時(shí)各項(xiàng)傳輸數(shù)據(jù)之間的連接主要依靠接地電纜和采集罐來完成，而采集柜中的控制主機(jī)和控制室中的控制主機(jī)相同，兩者之間依靠雙絞線或者光纖線來完成信息傳遞。這種遠(yuǎn)程輸入輸出方式應(yīng)用的最大優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的軋鋼工作控制，并且連接需要的電纜和電線較少，可以省略大部分的電纜安裝環(huán)節(jié)，相比較傳統(tǒng)的輸入輸出方式而言，遠(yuǎn)程輸入輸出方式的測量性能較好，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些測量數(shù)據(jù)的科學(xué)分析和運(yùn)算，在測量數(shù)據(jù)的同時(shí)又能為軋鋼自動(dòng)化體系的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)分析結(jié)果。現(xiàn)階段，遠(yuǎn)程輸入輸出方式在軋鋼電氣自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中已經(jīng)取得了顯著的應(yīng)用效果，生產(chǎn)人員也開始應(yīng)用這種方式，來完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)運(yùn)算等工作，這為我國的軋鋼行業(yè)發(fā)展提供了指導(dǎo)方向，而軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)也將進(jìn)一步完善。

結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)中不斷普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也取得了十分明顯的進(jìn)展，并且應(yīng)用的領(lǐng)域也十分廣泛，尤其是應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)之中，對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)效率有著十分重要的作用。鋼鐵長久以來都是我國的支柱行業(yè)之一，給我國帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。隨著時(shí)代的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)也必須要進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)改造，使其能夠符合社會(huì)的實(shí)際需求，提高自身的生產(chǎn)效率。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展恰好為鋼鐵企業(yè)的改造升級(jí)提供了技術(shù)支持，注意要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新，使得鋼鐵質(zhì)量能夠達(dá)到最優(yōu)。

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（作者單位：河鋼邯鋼大型軋鋼廠）