鋼鐵企業(yè)熱軋帶鋼生產(chǎn)線自動(dòng)化控制技術(shù)分析

雷軍

摘 要：最近幾年，伴隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)、建筑業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)也都在很大程度上有了發(fā)展，這些行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了對(duì)熱軋帶鋼量的需求。文章根據(jù)實(shí)際情況，主要講述了熱軋帶鋼制造過(guò)程中電氣自動(dòng)化操作措施。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；熱軋帶鋼；電氣自動(dòng)化

1 概述

二十一世紀(jì)以來(lái)，因?yàn)殡娔X硬件措施以及電腦網(wǎng)絡(luò)措施的飛速發(fā)展，冶金行業(yè)的自動(dòng)化操縱體系慢慢呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。以2250制造熱軋帶鋼的流水線為例，電氣運(yùn)送體系更加穩(wěn)固、規(guī)?；换咀詣?dòng)化體系向分散式體系靠攏，技能更加規(guī)范；程序操縱級(jí)別網(wǎng)絡(luò)通信更加快速，這就能夠使很多以往熱軋帶鋼自動(dòng)操縱體系基本自動(dòng)體系的技能慢慢進(jìn)入到程序操縱體系中，程序操縱體系的資料收集在線操縱性能在很大程度上提升了軋制模型算計(jì)的準(zhǔn)確性；基本自動(dòng)化以及程序操縱體系，基本自動(dòng)化體系和程序操縱體系共同促進(jìn)了鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

熱軋帶鋼制造的關(guān)鍵特征是持續(xù)、快速、及時(shí)、高準(zhǔn)確度，鋼鐵單位熱連軋制造操縱體系整體上展現(xiàn)了這些特征。使用EDG網(wǎng)，能夠使二級(jí)服務(wù)設(shè)備和可編程邏輯控制器以及特別的設(shè)備直接進(jìn)行聯(lián)系；使用TOSLINE網(wǎng)能夠使可編程邏輯控制器和電氣運(yùn)送以及實(shí)施部門直接通信；網(wǎng)絡(luò)Topology構(gòu)造簡(jiǎn)易，體系匯集便利，最關(guān)鍵的是，全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)施使用規(guī)范化商品。為了完成簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)Topology能夠快速安全通信，鋼鐵單位熱連軋制造使用了EDG措施以及TCNET措施。

2.1.1 EGD技術(shù)

EDG中文翻譯為以太網(wǎng)全局?jǐn)?shù)據(jù)，是美國(guó)GE單位首次提出的一種傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，使用EDG通信措施，能夠完成電腦間數(shù)據(jù)資料的快速共享。能夠完成任何操縱體系下的通訊協(xié)議，具有很大優(yōu)勢(shì)。熱軋帶鋼制造完成了程序操縱設(shè)備、PLC、特別儀表間的快速以太網(wǎng)全局?jǐn)?shù)據(jù)的通信，局部數(shù)據(jù)互換能夠達(dá)到二十毫秒。

2.1.2 TCNET技術(shù)

TCNET措施是日本東芝集團(tuán)研究開發(fā)的一種以太令牌光纖環(huán)網(wǎng)，使用TCNET措施，能夠完成可編程邏輯控制器和電腦資料數(shù)據(jù)快速的互換。

2.2 運(yùn)送體系越來(lái)越安穩(wěn)，承載性能越來(lái)越強(qiáng)

鋼鐵單位熱軋帶鋼制造線，其關(guān)鍵運(yùn)送變頻設(shè)備使用的是東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社制造的大功率電力電子群件，電力電子群件變頻設(shè)備是三電平交一直一交變頻設(shè)備。

TMEIC公司生產(chǎn)的IEGT變頻器的控制特點(diǎn)：系統(tǒng)保持高穩(wěn)定性，速度調(diào)節(jié)器擬合了反超調(diào)控制技術(shù)，系統(tǒng)輸出沒有超調(diào)；采用模擬跟隨控制技術(shù)，降低了沖擊速降，避免了扭振與機(jī)電共振；功率因數(shù)控制技術(shù)，系統(tǒng)功率因數(shù)為1，電網(wǎng)不須要安裝高次諧波濾波器與靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置；使用高性能測(cè)速元件（Resolver），系統(tǒng)靜態(tài)精度達(dá)0.01%，同時(shí)IEGT元件能忍受很高的di/dt與dv/dt。這些特點(diǎn)決定了熱軋帶鋼生產(chǎn)線的主傳動(dòng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、過(guò)載能力更強(qiáng)。

在鋼鐵單位熱軋帶鋼制造線X80鋼鐵種類的研究程序中，因?yàn)閄80的特征必須使用低溫軋制，超級(jí)低的出爐以及精軋開軋溫度，精軋出口也需要超級(jí)低的溫度，卷取溫度也超級(jí)低，這是對(duì)主運(yùn)送體系的嚴(yán)峻考核：（1）因?yàn)椴牧掀焚|(zhì)硬，粗軋范圍上下輥承載的重量很不均衡，致使了上輥承載的負(fù)荷可能會(huì)有百分之一百九。（2）精軋F(tuán)6承載的重量可能達(dá)到百分之一百七。（3）如果目的厚度是二十毫米，卷取設(shè)備的卷取承載重力在超載的條件下作業(yè)，主運(yùn)送體系并沒有出現(xiàn)跳閘堆鋼，這些都是以前的主傳動(dòng)體系不能實(shí)現(xiàn)的地方。

2.3 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)

2.3.1 熱軋帶鋼生產(chǎn)線基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能

（1）全生產(chǎn)線物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤及數(shù)據(jù)跟蹤（微跟蹤）；（2）全生產(chǎn)線所有設(shè)備的邏輯、順序控制；（3）全生產(chǎn)線的各種自動(dòng)位置控制（APC）；（4）粗軋、精軋、卷取主令控制及其他設(shè)備的速度控制；（5）全生產(chǎn)線的各種輥道控制；（6）粗軋機(jī)負(fù)荷平衡控制；（7）飛剪控制；（8）精軋機(jī)活套控制；（9）板坯寬度控制；（10）帶鋼厚度自動(dòng)控制（AGC）；（11）全生產(chǎn)線的模擬軋鋼。

2.3.2 V系列控制器

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、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/O訪問能力。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)。

2.3.3 V系列控

制器的分布式監(jiān)控、維護(hù)工具VtoolVtool是V系列控制器的監(jiān)控、維護(hù)工具，其特點(diǎn)除了簡(jiǎn)單方便外，其最大特點(diǎn)是分布式訪問。Vtool與V系列控制器之間采用分布式連接技術(shù)中最為復(fù)雜的“眾播通知式聯(lián)接”，因此網(wǎng)絡(luò)中任何有效安裝了Vtool工具包的節(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立自由的訪同同一網(wǎng)絡(luò)中的V系列控制器節(jié)點(diǎn)，Vtool工具與V系列控制器的任何節(jié)點(diǎn)出了問題不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)。

2.3.4 高速在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)ODG

TMEIC提供的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)采集ODG可以提供非常高速的數(shù)據(jù)采集，最高速率可達(dá)5ms每次。

2.4 過(guò)程控制系統(tǒng)

2.4.1過(guò)程控制系統(tǒng)主要功能

（1）制造以及操縱資料的輸入與管制；（2）技術(shù)以及操縱數(shù)據(jù)的在線收集與處置；（3）制造線位置的及時(shí)報(bào)告；（4）程序自動(dòng)化每項(xiàng)設(shè)定值的算計(jì)；（5）模型系數(shù)從學(xué)習(xí)到完成改善操縱；（6）軋制步驟操縱；（7）終軋溫度操縱；（8）卷取溫度操縱；（9）程序自動(dòng)化和人機(jī)對(duì)話以完成制造線整體的數(shù)據(jù)掌控以及數(shù)據(jù)處置；（10）全生產(chǎn)線的模擬軋鋼。

2.4.2 軟硬件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化

某企業(yè)2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線的過(guò)程控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)全部選用標(biāo)準(zhǔn)化商業(yè)計(jì)算產(chǎn)品，軟件系統(tǒng)選用TMEIC的PASolution系統(tǒng)平臺(tái)。

2.4.3 過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集

因?yàn)闊彳垘т撝圃炀€擁有快速通信機(jī)能，程序操縱體系能夠直接收集技術(shù)以及操縱系數(shù)，同時(shí)能夠在線進(jìn)行算計(jì)以及反饋，在很大程度上提升了計(jì)算的準(zhǔn)確度。

2.4.4 工藝分析和優(yōu)化更加簡(jiǎn)便

熱軋帶鋼制造工藝簡(jiǎn)便容易使用，不過(guò)機(jī)能卻很強(qiáng)大的模型解析用具M(jìn)-TOOL，使用這項(xiàng)用具，技術(shù)操縱者能夠收集到各類技術(shù)以及操縱系數(shù)。熱軋帶鋼制造線提供了相關(guān)技術(shù)維修保護(hù)以及改進(jìn)用具C-TOOL，這項(xiàng)用具供應(yīng)了熱軋帶鋼制造線上每一種技術(shù)系數(shù)以及操縱系數(shù)的入機(jī)連接端口，技術(shù)操縱者能夠更加便利的開展技術(shù)維修養(yǎng)護(hù)以及改良技術(shù)，例如調(diào)節(jié)道次標(biāo)準(zhǔn)，冷卻策劃等。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章從基本構(gòu)造著手，簡(jiǎn)單的講述了熱軋帶鋼制造線操縱體系的特征以及機(jī)能，方便日后進(jìn)行更進(jìn)一步的研究以及探索。

參考文獻(xiàn)

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