一種型鋼切頭過程的精確自動化控制方法

王 毅（萊蕪鋼鐵集團自動化部，山東萊蕪，271104）

一種型鋼切頭過程的精確自動化控制方法

王 毅
（萊蕪鋼鐵集團自動化部，山東萊蕪，271104）

鋼鐵廠軋鋼鑄造車間在開展型鋼產(chǎn)品鑄造加工活動過程中，本身需要面對連續(xù)化的復(fù)雜技術(shù)過程，近年來，型鋼應(yīng)用范圍的不斷擴大以及應(yīng)用需求的日漸多樣，使得型鋼切頭加工過程面對著一系列全新技術(shù)狀況，有鑒于此，本文以H型鋼為例，對型鋼材料切頭加工過程中精確自動化控制方法展開了簡要闡述。

H型鋼；切頭鋸；切頭加工過程；自動化控制方法

H型鋼作為一種典型的新一代鋼材產(chǎn)品類型，憑借其具備的常規(guī)鋼材產(chǎn)品不可比肩的力學性能，在我國民用住宅、高層建筑，以及橋梁工程、海洋氣資源開采平臺等多個具體領(lǐng)域都獲取廣泛的應(yīng)用空間。近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)形態(tài)的快速發(fā)展，社會各領(lǐng)域的鋼材產(chǎn)品使用者對剛材產(chǎn)品在品種、技術(shù)規(guī)格、質(zhì)量水平以及生產(chǎn)供應(yīng)量等方面的要求水平日漸提升，直接導致H型鋼材料在開展切頭加工活動過程中的幾何形狀技術(shù)控制難度不斷提升，有鑒于此本文將以H型鋼為例，針對型鋼產(chǎn)品切頭加工過程中的自動化控制問題展開簡要論述。

1 H型鋼材料的基本概述

H型鋼是近年來全新發(fā)展涌現(xiàn)的經(jīng)濟型截面異型鋼材材料，源于H型鋼本身具備一系列普通工字鋼材無法比擬的機械力學性能，因而通過熱軋生產(chǎn)工藝鑄造形成的H型鋼材料，從其誕生之時起，就在我國民用住宅、高層建筑、船舶港口、體育場館設(shè)施、城市大型會展中心、鐵路線路建設(shè)工程，以及橋梁工程、民用建筑、輕鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房、中型或者是重型工業(yè)廠房，交通運輸車輛、石油化工生產(chǎn)企業(yè)、海洋氣資源開采平臺等多個具體領(lǐng)域都迅速獲取了廣泛而充足的應(yīng)用空間。

現(xiàn)階段，在西方世界工業(yè)生產(chǎn)活動技術(shù)發(fā)展水平較高的部分國家，H型鋼產(chǎn)品已經(jīng)占領(lǐng)了型鋼產(chǎn)品市場銷售活動和實際應(yīng)用過程中的主體地位，其生產(chǎn)產(chǎn)量和市場銷售總量在型鋼類產(chǎn)品的市場結(jié)構(gòu)中正在呈現(xiàn)著逐年增加的客觀態(tài)勢。

我國學者針對H型鋼的生產(chǎn)工藝和技術(shù)性能的研究工作起源于上世紀80年代初期，時至今日已經(jīng)連續(xù)取得了一系列的研究成果。我國大陸地區(qū)多家鋼鐵廠接連引進和自主建設(shè)形成了多條應(yīng)用性H型鋼鑄造生產(chǎn)設(shè)備體系，這些設(shè)備體系的不斷應(yīng)用和發(fā)展，有效促進了我國H型鋼鑄造生產(chǎn)活動綜合技術(shù)水平的改善和提升，為我國H型鋼產(chǎn)品在社會生產(chǎn)各領(lǐng)域的大范圍普及運用做出了重要貢獻。

源于在應(yīng)用熱軋鑄造工藝開展H型鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)加工活動過程中，本身要經(jīng)歷連續(xù)而復(fù)雜的生產(chǎn)加工過程，因而做好H型鋼在鑄造加工技術(shù)環(huán)節(jié)過程中的變形技術(shù)控制，對于提升H型鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的綜合性質(zhì)量水平，具有重要的促進作用。而隨著我國社會生產(chǎn)各領(lǐng)域?qū)型鋼的需求形態(tài)日趨多元化，H型鋼切頭處理過程中實際面對的頭部形狀也日趨復(fù)雜，直接導致探索做好H型鋼切頭加工過程中的技術(shù)控制，獲取了充足的實踐價值。從工藝生產(chǎn)技術(shù)活動的綜合效益角度分析，開展H型鋼材料的切頭加工技術(shù)活動，應(yīng)當在做好加工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，最大限度減少加工處理過程中的生產(chǎn)材料損耗。

2 H型鋼切頭加工過程的精確自動化控制設(shè)計思路

2.1 技術(shù)現(xiàn)狀簡析

現(xiàn)階段，我國各大鋼鐵材料生產(chǎn)鑄造廠商，在開展H型鋼產(chǎn)品切頭加工活動過程中，普遍選取和應(yīng)用的依然是單一化的位置控制技術(shù)。而這種生產(chǎn)加工工藝最為主要的技術(shù)缺陷，在于能夠?qū)Υ蓄^鋼材產(chǎn)品的頭部位置造成形狀損傷，在我國H型鋼應(yīng)用數(shù)量水平不斷提升的背景下，H型鋼頭部位置幾何形狀的多樣化以及復(fù)雜化發(fā)展，使得因H型鋼材料切頭加工過程技術(shù)缺陷，而引致的H型鋼材料頭部位置結(jié)構(gòu)傷損現(xiàn)象，往往會具備嚴重的表現(xiàn)特征。有鑒于此，筆者在應(yīng)用自適應(yīng)算法的背景下，嘗試性設(shè)計建構(gòu)一種能夠精確自動化控制H型鋼材料的切頭位置長度和幾何形狀、夾緊位置和夾緊度，并有效解決切頭加工活動過程中，對H型鋼材料的頭部位置和夾緊位置造成幾何傷損的自動化加工技術(shù)方案。

2.2 自動化控制方案的主要設(shè)計運行思路

在針對H型鋼中間坯實施夾緊對中處理過程中，在原有的使用位置閉環(huán)控制基礎(chǔ)上，引入壓力閉環(huán)控制模塊，并增加設(shè)置了

自適應(yīng)應(yīng)用模塊，擇取最優(yōu)預(yù)應(yīng)力。

在本設(shè)計方案的應(yīng)用背景下，H型鋼切頭加工活動的主要技術(shù)實現(xiàn)流程可以被概括敘述如下：

第一，基于軋制數(shù)據(jù)控制模型中獲取型鋼切頭加工初始技術(shù)命令，在此基礎(chǔ)上等候BD2完成移出動作，在滿足相關(guān)技術(shù)條件的前提下，啟動生產(chǎn)設(shè)備中的傳送技術(shù)部件，促使待切頭加工型鋼中間坯料向鋸切加工技術(shù)區(qū)域移動，在此基礎(chǔ)上，從基準點位（CMD標定點位）啟動切頭定位過程，并嚴格遵照待切頭加工型鋼切頭長度L，以及中間坯頭部定位距離參數(shù)（s=S+L）完成上述技術(shù)過程。

第二，在中間坯頭部定位技術(shù)環(huán)節(jié)結(jié)束之后，可以在液壓缸部件的推出動作，以及拉緊動作的共同作用條件下，完成待切頭加工H型鋼中間坯的夾緊對中處理。要以輥道中心線點位作為基準，保證液壓缸推板行程滿足W1= S一B/2-St，其中B表示待切頭加工的型鋼中間坯寬度，St表示中間坯與推板結(jié)構(gòu)之間的設(shè)定間隙，S表示推出技術(shù)裝置應(yīng)當打開到開口度的最大位置條件下，推板結(jié)構(gòu)與輥道中白線點位的距離。拉緊技術(shù)裝置推板結(jié)構(gòu)的設(shè)定行程應(yīng)當用如下公式計算獲取：W2=S一B/2一St。

第三，在夾緊技術(shù)裝置運動到達設(shè)定位置條件下，夾緊裝置應(yīng)當切換為壓力控制。依照實際測量反饋獲取的壓力值參數(shù)狀態(tài)，針對夾緊裝置的開口度進行調(diào)整，這里的壓力參數(shù)值通常由現(xiàn)場測量活動具體獲取。

第四，鋸機開始鋸切-鋸切加工過程完成；鋸機復(fù)位-夾緊對中技術(shù)裝置打開到最大位。在這一個過程或者，要通過指引控制輥道，促使待加工型鋼中間坯返回到BD2技術(shù)區(qū)域；并通過控制權(quán)交接過程的具體事項，完成整體的H型鋼材料鋸切加工過程。

3 結(jié)語

本文選取H型鋼材料論述切入點，針對型鋼材料熱軋鑄造加工過程中切頭技術(shù)環(huán)節(jié)的最新變化態(tài)勢，創(chuàng)立了一種實施型鋼切頭加工環(huán)節(jié)自動化控制的開展方案，旨意為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供借鑒。

［1］李二偉.一種型鋼切頭過程的精確自動化控制方法［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（08）.

［2］胥愛國，王希濤，任勛益，刁君成，宋曉云，王琨，王燕，楊波，齊敏，吳秀杰.萊鋼中型型鋼鋸切自動控制系統(tǒng)［J］.冶金自動化，2001（06）.

［3］胥愛國，刁君成，任勛益，馬艷紅.萊鋼中型型鋼軋機過程控制計算機系統(tǒng)［J］.冶金自動化，2000（02）.

［4］趙琳，翟諾.PCS7在萊鋼大H型鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用［J］.自動化儀表，2012（09）.

［5］王其洲，謝文兵，荊升國，臧龍，張農(nóng).動壓影響巷道U型鋼支架-錨索協(xié)同支護機理及其承載規(guī)律［J］.煤炭學報，2015（02）.

Precise automatic control method for type steel cutting head process

Wang Yi
（Automation Department of Laiwu Iron & Steel Group， Laiwu， Shandong 271104）

Iron and steel rolling mill casting workshop in steel products to carry out casting processing activities in the process itself needs facing the continuous complex technical process，in recent years，the scope of application of type steel continues to expand and application requirements of increasingly diverse，making steel head cutting process in the face of a series of new technology.In view of this，this paper to H type steel，for example，of type steel material cut head during the processing of precise automatic control method is briefly described.

H type steel；cutting head saw；cutting process；automatic control method