軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)及創(chuàng)新研究

籍劍鋒，曹丕磊

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806）

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，同時(shí)，對(duì)鋼鐵行業(yè)的工藝控制有著本質(zhì)的提升。目前，在國內(nèi)鋼鐵行業(yè)，軋鋼技術(shù)受科技智能化的影響，已采用智能電網(wǎng)控制、無人化和自動(dòng)化生產(chǎn)。通過智能電氣自動(dòng)化技術(shù)的推廣，是提升我國鋼鐵工業(yè)重要的基本保障，工業(yè)制造及生產(chǎn)功能得到了極大的改善。如今，軋鋼電氣自動(dòng)化生產(chǎn)線已形成完整工業(yè)制造體系，減少了人工操作、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境，改變了單一工廠的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，充分發(fā)揮了自動(dòng)化控制、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的優(yōu)勢，對(duì)之前生產(chǎn)中所遇到的問題予以有效解決。

1 軋鋼技術(shù)及軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)簡述

1.1 軋鋼的定義

軋鋼技術(shù)是鋼的生產(chǎn)和制作的一種形式，同時(shí)也是生產(chǎn)方式中最重要的一種。 鋼鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的一種特殊技術(shù)，目的是將鋼從鋼錠或鋼坯的形狀軋制成規(guī)定的形狀。它是通過軋制施加壓力來操作的，主要是通過軋制壓力擠壓來實(shí)現(xiàn)的。通常，軋鋼生產(chǎn)要經(jīng)過多次軋制、多軋機(jī)連續(xù)軋制，最終形成軋制目標(biāo)產(chǎn)品。

軋鋼技術(shù)是一種特殊的鋼材加工，因?yàn)樗饕峭ㄟ^壓力來進(jìn)行的，所以該技術(shù)的工藝過程與其他需要壓力的工藝有些相似，但不同之處在于該工藝中鋼材的天然質(zhì)量。因?yàn)殇摰膬?nèi)在質(zhì)量在加壓過程中相當(dāng)穩(wěn)定。其次，它不同于其他技術(shù)的原因在于，軋鋼技術(shù)最終可以生產(chǎn)出不同形狀要求的鋼，因此它可以通過各種形式的變化來滿足不同的工藝需求，適應(yīng)不同的使用場景，軋鋼技術(shù)的有效應(yīng)用可以在很大程度上提升鋼材的性能。

1.2 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)

軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)為了對(duì)軋鋼過程中的技術(shù)要求予以滿足，將操作方法進(jìn)一步改進(jìn)從而引進(jìn)一種創(chuàng)新型的智能化技術(shù)，它結(jié)合了傳統(tǒng)的軋鋼技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，形成一種新的控制技術(shù)[1]。

1.3 自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了新的技術(shù)要求。為滿足需求，并使生產(chǎn)經(jīng)營技術(shù)得到有效的提高，同時(shí)也考慮到信息智能化時(shí)代的到來，將智能信息自動(dòng)化技術(shù)引入鋼鐵生產(chǎn)過程中，軋鋼自動(dòng)化技術(shù)形成了一種創(chuàng)新的生產(chǎn)方式。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)的需求也在不斷增加，生產(chǎn)的基本目的是滿足需求。因此，提高鋼鐵行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是大勢所趨，使電氣自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)今鋼鐵企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。鋼鐵行業(yè)也意識(shí)到電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)軋鋼的重要性。它不僅在這項(xiàng)技術(shù)上投入了大量資金，而且還形成了完整的鋼鐵生產(chǎn)體系，使工廠的操作技術(shù)逐漸向自動(dòng)化的方向發(fā)展。現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)有很多，不僅為人們所接受并通常投入實(shí)際生產(chǎn)，而且生產(chǎn)技術(shù)也為國家所認(rèn)可。這種生產(chǎn)技術(shù)有利于保證鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也迅速提高了鋼鐵生產(chǎn)速度。在推動(dòng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的道路上，自動(dòng)化技術(shù)改革不僅促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，也為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了充足的動(dòng)力。

在當(dāng)前的國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，鋼鐵生產(chǎn)能給國家?guī)碜銐虻母偁帯Ｒ虼耍覈粌H加強(qiáng)了對(duì)鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)的研究，還捍衛(wèi)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)達(dá)到了國際先進(jìn)技術(shù)水平，為企業(yè)帶來更大的利潤。因此，我們要堅(jiān)持鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷改革，以此促進(jìn)社會(huì)的不斷快速發(fā)展[2-5]。

2 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)具體分析

2.1 控制系統(tǒng)

軋鋼電氣自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行的本質(zhì)是因?yàn)樗哂歇?dú)立的控制系統(tǒng)。要正常完成軋鋼生產(chǎn)，保證自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的正確運(yùn)行和過程中的正確操作，需要通過系統(tǒng)的控制，統(tǒng)一規(guī)范生產(chǎn)過程中的各個(gè)程序和生產(chǎn)過程。整個(gè)生產(chǎn)過程的安全和順暢。因此，對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)過程，不僅要對(duì)生產(chǎn)過程提供技術(shù)支持，確保過程順利進(jìn)行，還要對(duì)智能生產(chǎn)設(shè)備和質(zhì)量設(shè)備進(jìn)行良好的控制。只有這樣，才能生產(chǎn)出合格的軋鋼產(chǎn)品。因此，不難看出控制系統(tǒng)是軋鋼自動(dòng)化生產(chǎn)的重要組成部分。目前，為確保軋鋼生產(chǎn)符合特點(diǎn)，需要建立一套完整的生產(chǎn)模式，集成生產(chǎn)過程中的智能控制設(shè)備。這種集成的生產(chǎn)模式涉及很多，比如連續(xù)生產(chǎn)過程和控制流程的方方面面。只有采用集成化的生產(chǎn)方式，軋鋼的生產(chǎn)才能滿足需求，主要包含有以下兩組方面的需求，一是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的需求，二是對(duì)生產(chǎn)過程安全的需求。而且，集成化生產(chǎn)模式的建立還必須結(jié)合各自企業(yè)的現(xiàn)狀，每種生產(chǎn)模式都需要各種先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備。因此，我們必須對(duì)工廠內(nèi)部的技術(shù)情況予以充分的了解。

隨著控制系統(tǒng)操作的便捷發(fā)展，也意味著軋鋼的自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸得到優(yōu)化。現(xiàn)階段開發(fā)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，使軋鋼生產(chǎn)規(guī)模更大更順暢。其次，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的級(jí)別控制也比較流暢，復(fù)雜的生產(chǎn)工序也很多。生產(chǎn)過程也可以在其控制下獨(dú)立運(yùn)行。軋鋼的生產(chǎn)需要多重壓力才能完成生產(chǎn)。因此，在生產(chǎn)過程中需要多道工序。另外，由于目前的設(shè)備都是信息化的智能設(shè)備，控制器的作用就顯得尤為重要。可以通過定期控制，使這些智能自動(dòng)化設(shè)備完美串聯(lián)。能力越大，責(zé)任越大，這意味著控制體系的質(zhì)量一定要高，否則會(huì)給企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備帶來一定的影響，這就需要企業(yè)嚴(yán)格把控。如果說自動(dòng)化設(shè)備是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，那么控制系統(tǒng)就是基礎(chǔ)的核心，企業(yè)應(yīng)引起足夠的重視。

2.2 合理的控制速度級(jí)配

軋鋼電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有許多重要的部分。技術(shù)中最重要的部分是速度分級(jí)控制的實(shí)現(xiàn)。顧名思義，就是要通過一定的工具來控制和調(diào)節(jié)軋鋼的級(jí)配程度。在日常生產(chǎn)過程中，我們經(jīng)常看到可以實(shí)現(xiàn)速度分級(jí)控制的機(jī)器有兩種。這兩臺(tái)機(jī)器是精軋機(jī)末機(jī)架和11H粗軋機(jī)。這兩款機(jī)器有很多相似之處，生產(chǎn)過程中要控制的分級(jí)速度大致相同。在日常生產(chǎn)過程中，要滿足生產(chǎn)要求，軋機(jī)的運(yùn)行速度不能太慢，這就需要人為控制分級(jí)速度。只需使用主控制臺(tái)上的軋機(jī)速度按鈕，即可輕松調(diào)節(jié)速度開關(guān)，達(dá)到提高軋機(jī)運(yùn)行速度的目的。這就要求將額定速度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。軋機(jī)額定速度控制程序會(huì)判斷當(dāng)前的速度要求和具體的當(dāng)前條件，然后通過信號(hào)傳輸進(jìn)行合理的速度調(diào)整。

這個(gè)操作過程看似復(fù)雜，但目前的操作非常簡單，通常只需要檢查軋機(jī)運(yùn)行速度。在特殊情況下，許多回轉(zhuǎn)軋機(jī)必須均勻調(diào)整。這就需要注意以下兩點(diǎn)。一種是使用一臺(tái)銑床作為統(tǒng)一的控制裝置，另一種是調(diào)整所有機(jī)械控制裝置的速度。如果這個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)需要為最低級(jí)別定義不同的控制區(qū)域，設(shè)置不同區(qū)域的速度設(shè)置，并且設(shè)置的速度設(shè)置應(yīng)該正常傳輸?shù)讲煌挠布到y(tǒng)，系統(tǒng)的主要功能是對(duì)控制進(jìn)行完美體現(xiàn)。在某些特殊情況下，還需要對(duì)單個(gè)子設(shè)備進(jìn)行干預(yù)和人工控制。通過提供傳動(dòng)系統(tǒng)接口，可以將與各個(gè)設(shè)備相關(guān)的工程參數(shù)相互傳遞，速度控制系統(tǒng)可以將這些參數(shù)傳遞給單個(gè)工作裝置，這些速度參數(shù)可以傳遞給各自的控制系統(tǒng)，并在系統(tǒng)中進(jìn)行多次計(jì)算傳輸。

3 軋鋼電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新研究

3.1 輸入輸出集中集控方式

在軋鋼電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，信息也必須集中控制。這種控制方式稱為集中信息控制方式。由于信息輸出和輸入必須同時(shí)被控制，控制信息必須由集中的信息控制。這種方法不僅為產(chǎn)品制造完成后的后續(xù)維護(hù)提供了信息保障，而且實(shí)現(xiàn)了信息控制效率和提取速度。這種同時(shí)控制出入的控制方式，因?yàn)橐刂频男畔⒈容^多，所以必須進(jìn)行監(jiān)控和嚴(yán)格保護(hù)。之所以稱為集中信息控制，是因?yàn)殡S著信息的不斷增長，控制也在不斷增加。因此，需要不斷完善信息監(jiān)控，增加監(jiān)控設(shè)施。這也意味著信息越多，控制越多，系統(tǒng)的監(jiān)控負(fù)荷就越大。在日常生產(chǎn)過程中，這種負(fù)擔(dān)體現(xiàn)在傳輸電纜的數(shù)量不斷增加，負(fù)擔(dān)越大，控制信息的難度就越大，難以保證控制的信息準(zhǔn)確性。在鋼材生產(chǎn)過程中，由這些負(fù)載引起的不利因素可以在輸入輸出接口之間不斷傳遞，發(fā)揮智能電氣信息設(shè)備的作用，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和控制，以避免這些負(fù)擔(dān)引起的不利因素，同時(shí)使得生產(chǎn)成本得到有效的降低。

由于電氣不僅維護(hù)起來非常簡單，而且操作起來也非常方便，所以有必要在電氣自動(dòng)化技術(shù)中用軋鋼來增加電氣的使用，并利用它的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)減少電纜數(shù)量的問題。在未來的發(fā)展中，是一個(gè)大趨勢。在電氣方面，通過控制集中控制室的DCS輸入輸出通道，可以達(dá)到監(jiān)控多臺(tái)電氣的目的，集中控制室的DCS接不同的設(shè)置而不是反饋線路。這些都是通過連接的電纜來訪問的。這樣做的目的類似于電氣設(shè)備在工廠中所起的作用。它不僅易于設(shè)置、調(diào)整和易于使用，而且維護(hù)起來也相對(duì)簡單。這種方式雖然降低了監(jiān)控的層次，但是其監(jiān)控和維護(hù)的速度非常快。其次，它也有它的弊端，增加了電纜的使用量。同時(shí)，在長距離傳輸上可能存在缺陷。

3.2 輸入輸出方式進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化

在軋鋼生產(chǎn)領(lǐng)域的日常生產(chǎn)過程中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。為了便于信息的控制，采用集中控制方式，輸入輸出方式也是集中控制方式。這種操作系統(tǒng)雖然對(duì)硬件要求較低，但其操作空間上限有限，所以在未來的設(shè)備開發(fā)過程中，輸入輸出方式也應(yīng)該是先進(jìn)的方式和新型的遠(yuǎn)程智能控制。這樣，通過對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理，進(jìn)行信息錄入和提取時(shí)的距離調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制操作。一方面，這種創(chuàng)新的智能遙控器不僅對(duì)距離和控制區(qū)域沒有相應(yīng)的要求，而且對(duì)監(jiān)控位置也沒有特殊要求。同時(shí)，這種智能創(chuàng)新的遠(yuǎn)程控制方式具有諸多優(yōu)勢。它不僅可以減少用于輸入和輸出的電纜和電線的數(shù)量，還可以遠(yuǎn)程控制繞過許多影響電線傳輸?shù)恼系K物。因此節(jié)省了很多不必要的安裝距離，在目前的應(yīng)用中，它具有很好的可靠性，并具有許多有利的功能，例如數(shù)據(jù)處理和驗(yàn)證、校正功能，因此這些創(chuàng)新方法非常有利于工業(yè)生產(chǎn)。遠(yuǎn)程智能的發(fā)展在未來行業(yè)的發(fā)展中也將是發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＵ故玖苏麄€(gè)企業(yè)的發(fā)展前景，推動(dòng)了行業(yè)發(fā)展進(jìn)程，為國家發(fā)展帶來了動(dòng)力[6]。

4 結(jié)語

作為鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，軋鋼生產(chǎn)在很大程度上影響到鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。提高鋼鐵行業(yè)重復(fù)使用的電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)研究電氣自動(dòng)化技術(shù)未來的創(chuàng)新發(fā)展，將有助于鋼鐵企業(yè)提高生產(chǎn)效率，改善軋鋼生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)程度自動(dòng)化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。同時(shí)，也是為了提高軋鋼生產(chǎn)和鋼鐵生產(chǎn)的整體水平，促進(jìn)軋鋼生產(chǎn)的集成化和智能化，推進(jìn)電氣自動(dòng)化的全過程。