對軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術分析

山東西王特鋼有限公司 史有輝

對軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造技術分析

山東西王特鋼有限公司 史有輝

隨著我國改革開放以來，經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，鋼鐵業(yè)逐漸成為我國經(jīng)濟輸入輸出的主要途徑。而電氣自動化控制系統(tǒng)對我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義深遠。各個單位企業(yè)在更加重視基建和技改項目的基礎上，通過優(yōu)化電氣自動化控制系統(tǒng)各個關鍵步驟，生產(chǎn)效率及效益大大增加。本文通過對軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)進一步發(fā)展需要注意的各項問題進行分析，闡明軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造的具體工藝流程，從而提出軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)的各項優(yōu)化策略，旨在為今后軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)相關的改造技術提供一定理論基礎。

軋鋼；電氣自動化；改造分析

一、引言

軋鋼是指改變旋轉的軋輥間的鋼錠、鋼坯形狀的一種壓力加工過程[1]。進行軋鋼的主要目的不僅為了得到生存生活所需要的各種鋼材料形狀，同時也為了對鋼的內(nèi)部質量進行改善提高[2]。生產(chǎn)過程在沒有人直接參與的條件下，通過自動控制系統(tǒng)（automatic control systems）對該過程進行自動控制，可以實現(xiàn)其按期望或者預先設定的程序完成工作。其中，自動控制系統(tǒng)對于軋鋼工作尤為重要，原因在于，其能對生產(chǎn)作業(yè)進行有效控制，使各項操作更加標準化，從而保障鋼鐵生產(chǎn)的安全可靠。其中，安全性主要體現(xiàn)在電氣自動化控制系統(tǒng)通過對軋鋼過程進行監(jiān)測，可有效避免安全問題的出現(xiàn)，保證供電系統(tǒng)正常運行，同時，能密切關注生產(chǎn)過程中的機械問題，以便能及時發(fā)現(xiàn)并及時解決，從源頭上保證工作安全完成。

二、進一步發(fā)展軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)需注意的問題

就我國目前具體的實際情況而言，軋鋼使用最常見、最頻繁、最廣泛的一種機器是連軋機，原因在于連軋機生產(chǎn)高效，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質量普遍較高，并且容易控制。同時，由于連軋機作為一種有效結合了自動化和機械化的高效率機器，極大地提升了軋鋼的產(chǎn)量，從而促進企業(yè)的經(jīng)濟效益也大大提升。隨著我國經(jīng)濟水平以及科學技術水平的不斷發(fā)展，連軋過程中對于各項先進的科學技術成果的運用日益頻繁，為軋鋼自動化技術的不斷發(fā)展打下了扎實基礎，從而有效促使自動化技術在軋鋼工程中日益成熟的應用。然而，為了保證軋鋼自動化水平始終領先于社會發(fā)展的需求，仍有以下四點問題值得我們注意。

1、軋制過程中數(shù)學模式的把握和確定

一些數(shù)學上的計算問題，如摩擦力的分布、張力的計算等，以及一些計算精度上的問題等，目前來說，在軋鋼制作過程中并沒有被完全解決。主要原因在于，通過實際生產(chǎn)中的大量實踐數(shù)據(jù)，以及不斷的學習修正，可以獲得最終的軋鋼控制模型。具體來說，軋制主要根據(jù)自行張力進行調整，然而對于新建工廠來說，由于缺乏實際經(jīng)驗的支撐，其軋鋼設定數(shù)值與連軋實際過程中的各項參數(shù)存在較大偏差。盡管最初新的規(guī)格和新的鋼種的軋制往往處于嘗試性階段，出現(xiàn)各種誤差尤其是尺寸上的誤差是不可避免的，但是目前日益完善的理論模型是可以保障減小實際參數(shù)與理論參數(shù)之間差距，從而減少試軋次數(shù)的。

2、檢測儀表和相關變換系統(tǒng)性能的完善

軋鋼速度的與日俱增以及軋鋼產(chǎn)品范圍的日益廣泛，加上經(jīng)濟市場對軋鋼產(chǎn)品質量的要求日益提升，就要求軋鋼檢測儀表以及其相關變換系統(tǒng)的性能和功能不斷提高和完善，以滿足各項需求的順利實現(xiàn)。

3、計算機控制系統(tǒng)配置的改進

通過對計算機控制系統(tǒng)配置進行進一步改進，可以有效保證計算機的各項性能，如安全性、高效性以及可靠性等性能都能有所提升。計算機控制系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)的基礎，為了軋鋼系統(tǒng)的健康快速發(fā)展，軋鋼系統(tǒng)必須緊跟計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展，密切配合計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展，以保障軋鋼系統(tǒng)和軋鋼系統(tǒng)的穩(wěn)定有效結合，從而保障分級集成控制系統(tǒng)的順利進行。

4、控制系統(tǒng)的不斷優(yōu)化

全面考慮機電設備、控制系統(tǒng)和工藝的互相作用是最優(yōu)控制的實踐基礎。最終達到穩(wěn)定、優(yōu)質和高效生產(chǎn)過程必須嚴格依靠最優(yōu)控制得以實現(xiàn)。而最優(yōu)控制的實現(xiàn)并非易事，原因在于，具體實施過程中，不僅要考慮到各種客觀和主管等變化因素的影響，還要考慮到不能量化和即使可以量化等的因素的影響，并在實際操作過程中不斷完善和改進，這樣才有可能實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

三、軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)改造的工藝流程

1、軋鋼的技術改進工藝流程

軋鋼技術的工藝流程主要有以下九個步驟，即從煉鋼廠送過來的原材料，經(jīng)過加熱爐進行加熱后，通過軋機反復軋制進行開坯，然后進行切頭處理，隨后通過豎立和放平進行交替連軋，接著通過橫移進行鋸切，最后將其冷卻整理。

2、軋鋼對電氣控制系統(tǒng)和自動化方面的要求

軋鋼過程中，必須對電氣控制系統(tǒng)的技術要求嚴格。同時，在對軋鋼電氣自動化的改進時，軋機啟動和關閉時的控制也至關重要，原因在于其可以有效防止意外事故的發(fā)生，保障人身以及作業(yè)安全，減少企業(yè)經(jīng)濟損失。

四、軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化

1、軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)軟件的優(yōu)化

1.1 軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)軟件結構的優(yōu)化

軟件系統(tǒng)不僅是軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)中最重要的組成成分之一，同時也是軋鋼工藝的具體控制操作系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)的良好運作是對軋鋼設備進行規(guī)范操作的根本保證。優(yōu)化軟件結構，保證軟件系統(tǒng)能滿足軋鋼工藝的需求是軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化的關鍵步驟。具體來說，軟件結構優(yōu)化的基礎是對其進行模塊化設計，即通過使用不同的模塊，對軟件結構不同的操作功能進行控制，同時在結合軋鋼工藝中的熱加工技術和切削加工工藝的基礎上對軟件的結構進行調整。與此同時，在對軟件結構進行實際調整時，應同時考慮實際操作的方便性以及生產(chǎn)控制目標的可實踐性，通過將軋鋼自動化軟件的結構拆分成多個具體的執(zhí)行單元，以對軟件各模塊的控制程序進行優(yōu)化。

1.2 軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)軟件程序的優(yōu)化

軟件結構是軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)軟件運行的核心部分，程序的優(yōu)良與整個自動化控制運行的好壞密切相關?？梢哉f，實際使用過程中，自動化軟件的運行情況以及運行能力直接由軟件程序影響。在進行程序設計和優(yōu)化時，必須保證每一項指令的合理性和可行性，同時通過對軟件設計的方式方法進行研究，從而達到提升其對電氣自動化系統(tǒng)有效控制的目的。除此之外，PLC(可編程邏輯控制器)的結合使用，可以使優(yōu)化軟件程序工作事半功倍[3]。

2、軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)硬件的優(yōu)化

2.1 防干擾措施的優(yōu)化

防干擾設計作為軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)硬件優(yōu)化最重要的環(huán)節(jié)之一，其主要目的是為了減少或者避免外界干擾等外界因素對系統(tǒng)造成的損害[4]。具體來說，主要有兩種方式對軋鋼電氣自動化控制系統(tǒng)進行防干擾優(yōu)化，即將所有可能互相干擾的線路即同頻線路進行分開排列和安置，并且使用優(yōu)良的屏蔽材料以減少或避免其互相影響；做好接地工作，使用優(yōu)質的外殼進行接地處理，以保證靜電防護工作的順利開展。

2.2 輸入電路以及輸出電路設計的優(yōu)化

軋鋼工藝中對輸入電路以及輸出電路的要求是設計優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)應考慮的重要問題，對輸入電路以及輸出電路的實際要求是保障優(yōu)化輸入電路有效進行的基礎。具體來說，輸入電路中凈化元件在軋鋼自動化控制系統(tǒng)中的使用能有效降低電脈沖對整個電路的干擾；輸出電路中二極管在軋鋼自動化控制系統(tǒng)中的使用能有效減少電路浪涌對整個電路的干擾。

五、結束語

電氣自動化控制系統(tǒng)作為軋鋼生產(chǎn)運營最關鍵的部分之一，對我國國民經(jīng)濟水平的提升以及整體鋼鐵產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展意義重大。近幾年來，隨著電氣自動化控制系統(tǒng)在鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)影響逐漸增加，各個鋼鐵企業(yè)對自動控制系統(tǒng)優(yōu)化和改造的不斷重視，自動化控制系統(tǒng)整以快速而穩(wěn)定的速度不斷發(fā)展壯大?？梢哉f，自動化控制系統(tǒng)的有效應用，是鋼鐵企業(yè)健康運營與穩(wěn)定發(fā)展的扎實保障。

[1]劉金常,王文震.現(xiàn)代化札鋼廠電氣設備維護及管理分析[J].山東工業(yè)技術,2014,15(23):194.

[2]鄧軍,孫敏.冷軋熱鍍鋅自動化控制系統(tǒng)設計[Z].第八屆(2011)中國鋼鐵年會,2011.

[3]奚世峰.連鑄機電氣自動化控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].科技傳播,2013.

[4]韓香慧,張笑虹.高速線材生產(chǎn)自動化控制的改進與提高[J].金屬世界,2009.