軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

姜偉

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的軋鋼已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)軋鋼的要求，所以軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)非常有必要。其不僅提高了軋鋼技術(shù)的精度和效率，還推動(dòng)了軋鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，必須要認(rèn)識(shí)到軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用的重要意義，充分發(fā)揮其在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的作用，提高軋鋼的生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制技術(shù);軋鋼;生產(chǎn)過(guò)程;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG334

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，人們對(duì)鋼材的需求量也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的鋼材生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法達(dá)到鋼材的需求，科學(xué)合理的使用自動(dòng)化控制技術(shù)，提升軋鋼的生產(chǎn)效率，完善自動(dòng)化控制技術(shù)，也是這些年來(lái)逐步出現(xiàn)的，連軋機(jī)的生產(chǎn)效率較高，而且非常容易控制可以為鋼材企業(yè)提供一定的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要分成六個(gè)方面。首先是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要功能在于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，存儲(chǔ)收集，其次是報(bào)告系統(tǒng)，可以向相關(guān)部門進(jìn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行匯報(bào)，第三是指標(biāo)系統(tǒng)可以為服務(wù)器終端提供相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果和數(shù)據(jù)，第四是信息查詢系統(tǒng)。對(duì)模型庫(kù)建立過(guò)程中的相關(guān)信息進(jìn)行分析和查詢。第五是分析系統(tǒng)可以分析相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)作當(dāng)中的數(shù)據(jù)，第6預(yù)算系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)達(dá)到警戒值就可以進(jìn)行報(bào)警。

1自動(dòng)化控制技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的必要性

1.1提高產(chǎn)能

近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)鋼材的需求量也越來(lái)越高，這就使得國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)所需的不銹鋼板、冷軋硅鋼板等特種鋼材供不應(yīng)求、依賴進(jìn)口的問(wèn)題得不到解決。在這樣的背景下，鋼鐵企業(yè)要發(fā)展必須要在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)行電氣自動(dòng)化，這樣才能大幅度提升企業(yè)的產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。而且這也是國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)缺額彌補(bǔ)的有效措施，對(duì)于鋼材依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀也有一定的緩解作用。

1.2提升產(chǎn)品質(zhì)量

鋼鐵生產(chǎn)是一種技術(shù)依賴性比較強(qiáng)的工業(yè)部門，在傳統(tǒng)的人工控制管理下，其生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)細(xì)節(jié)不到位、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題比較普遍，所以市場(chǎng)上我國(guó)鋼鐵企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力一直不高。隨著產(chǎn)品線電氣的自動(dòng)化發(fā)展，鋼材的生產(chǎn)質(zhì)量被大幅度提升，比如攀鋼集團(tuán)的冷軋生產(chǎn)線，通過(guò)PRMC冷軋機(jī)組的應(yīng)用，其自動(dòng)化程度得到了提高，也減小了鋼卷的生產(chǎn)周期，所以鋼材存放中不容易生銹。而且引進(jìn)的酸洗和新酸洗槽，使得工藝速度提升，全自動(dòng)焊機(jī)也保證了焊縫的質(zhì)量，防止傳統(tǒng)工藝中的高斷帶率。這些改變大幅度提升了冷軋產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，也提高了其市場(chǎng)份額。

1.3降低生產(chǎn)成本

鋼材的生產(chǎn)成本與其生產(chǎn)工藝有直接關(guān)系，如果生產(chǎn)工藝比較粗糙，原材料的消耗速度就比較快，也增加了產(chǎn)品的廢品率，使得生產(chǎn)設(shè)備的消耗非常嚴(yán)重，所以鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本就得不到有效控制。而應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)有利于降低生產(chǎn)中的能耗和原料消耗，成品率有所保障。

1.4節(jié)能減排的要求

作為一種高度能源依賴型和消耗型的產(chǎn)業(yè)，鋼鐵生產(chǎn)必須有不斷的礦石、電力、燃料等供應(yīng)，但是鋼鐵行業(yè)會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，大氣中會(huì)被排放大量含有硫、氮的廢氣，增加酸雨發(fā)生的可能，其中生產(chǎn)的大量工業(yè)廢渣、廢水等也會(huì)影響環(huán)境。我國(guó)近年來(lái)開(kāi)始提倡節(jié)能減排，如果鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)不進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的改革，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)線，就不能將鋼鐵生產(chǎn)中的能源消耗控制到最低。自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品線的半自動(dòng)化或全自動(dòng)化，通過(guò)污水處理和廢氣回爐利用流程，使得鋼鐵生產(chǎn)對(duì)能源的消耗和環(huán)境的危害程度大幅度降低，這也正是節(jié)能減排的要求。

2自動(dòng)化控制技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

2.1過(guò)程控制系統(tǒng)以及基礎(chǔ)自動(dòng)化功能

以此為基礎(chǔ)可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)中的邏輯判斷功能完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，將相關(guān)的生產(chǎn)邏輯輸入到控制系統(tǒng)內(nèi)，這樣在實(shí)際控制中就可以利用數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，將相關(guān)控制信息傳輸?shù)交A(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中，以完成對(duì)基礎(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程的控制。要想實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)和基礎(chǔ)自動(dòng)化的有效融合，必須確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室约癈PU的處理速度，傳輸效率和處理速度越高越有助于實(shí)現(xiàn)二者的有效銜接。所以在當(dāng)下的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，采用的是網(wǎng)絡(luò)化通信傳輸，并以以太網(wǎng)和過(guò)程控制系統(tǒng)協(xié)助傳輸運(yùn)行，使通信傳輸處理的速度得到了進(jìn)一步提高。軋鋼生產(chǎn)的過(guò)程是由基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)完成控制的。在生產(chǎn)過(guò)程中，由過(guò)程控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)后，當(dāng)信號(hào)到達(dá)控制中樞后，控制系統(tǒng)就會(huì)下達(dá)相關(guān)控制指令，進(jìn)而完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，使手動(dòng)自動(dòng)兩種模式相統(tǒng)一。如果系統(tǒng)處于手動(dòng)控制模式，系統(tǒng)中的控制信號(hào)由過(guò)程控制系統(tǒng)產(chǎn)生。在生產(chǎn)中如果控制模式發(fā)生變化系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換上一級(jí)控制信息。對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能必須是統(tǒng)一的，比如道次設(shè)置、主傳動(dòng)等，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制。

2.2軋制自動(dòng)化智能控制技術(shù)

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)軋鋼加工工藝的精確度與成品質(zhì)量得到了明顯提高。在漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)逐漸滲透到鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，即成套機(jī)械設(shè)備的控制和電氣元器件的使用，可見(jiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。目前，我國(guó)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展是人工智能在軋鋼過(guò)程中的應(yīng)用。軋鋼自動(dòng)化控制的人工智能系統(tǒng)主要包括準(zhǔn)確、合理的邏輯順序、頂層操作技術(shù)、復(fù)雜而協(xié)調(diào)的控制與傳輸網(wǎng)絡(luò)、良好的控制能力等。而人工智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了在正負(fù)差、原型產(chǎn)品制造、預(yù)測(cè)性能等方面的有效應(yīng)用，從生產(chǎn)到包裝，在整個(gè)過(guò)程中，都是基于人工智能的完全自動(dòng)化控制，只要事先輸入指令，操作者就根本不需要執(zhí)行特定的操作命令。另外，在生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督就可以了，這樣一來(lái)，在很大程度上緩解了操作人員的工作強(qiáng)度，并進(jìn)一步促使自動(dòng)化控制程序更具科學(xué)性與可行性。

2.3調(diào)節(jié)手段

（1）CVC輥板型控制

磨削上下軋輥輥身，形成s型cvc曲線，上下輥身的位置設(shè)置的過(guò)程中需要倒置180度，如果曲線的初始相位是零，則可以形成等距的s形平行輥縫，利用中間輥轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)讓上下輥閘可以進(jìn)行同步串動(dòng)，在輥縫處出現(xiàn)連續(xù)變化的正負(fù)凸度輪廓。另外對(duì)輥軸在不同條件下，能夠迅速對(duì)輥縫的凸度要求進(jìn)行任意連續(xù)的改變。

（2）彎輥調(diào)節(jié)

在鋼板調(diào)節(jié)的過(guò)程中，彎輥的效率十分高，而且速度比較快，動(dòng)作干脆簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，所以彎輥調(diào)節(jié)鋼板的第一步在于二次板狀的缺陷分量通過(guò)彎輥調(diào)節(jié)之后被控制在40%到80%的范圍之內(nèi)，能夠彎曲調(diào)節(jié)鋼板，如果小于40%或者超過(guò)80%，則需要通過(guò)cvc系統(tǒng)和光棍共同調(diào)整二次板形的缺陷。

（3）出口多區(qū)冷卻控制

這項(xiàng)技術(shù)主要是為了讓板形缺陷中的其他缺陷問(wèn)題消除掉，最典型的是兩肋波浪或者復(fù)合波浪，所以需要在板形的入口處進(jìn)行一個(gè)噴射乳液口的設(shè)置，控制測(cè)量和控制工作輥的熱度，這套控制系統(tǒng)會(huì)依照不同測(cè)量段的帶鋼應(yīng)力進(jìn)行三次四次分量的計(jì)算，在計(jì)算的時(shí)候，需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型代入相關(guān)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行測(cè)算。將所有段的乳液設(shè)定值計(jì)算出來(lái)，接著和扎制需要的基本流量進(jìn)行疊加對(duì)工作輥熱凸度進(jìn)行有效控制。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)軋鋼制造企業(yè)發(fā)展飛速發(fā)展，其軋鋼生產(chǎn)線中開(kāi)始廣泛應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。目前這一技術(shù)的具體實(shí)施有效的改進(jìn)了產(chǎn)品的質(zhì)量，也快速提升了產(chǎn)品的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。因此，必須要認(rèn)識(shí)到軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的必要性，并不斷提高其應(yīng)用水平和應(yīng)用廣度，通過(guò)先進(jìn)的信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來(lái)優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)線。這樣才能真正提高軋鋼企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，快速推動(dòng)鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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