轧钢电气自动化控制系统改造技术及其应用

轧钢电气自动化控制系统改造技术及其应用

冯大勇 周威 周春芳

承德建龙特殊钢有限公司 河北 承德 067000

摘要：轧钢生产是通过各种各样的加工方法来实现对钢坯或钢锭的加工，将其扎制成相应的形状，在轧钢生产中对于最终轧钢产品的质量、尺寸、形状等都有着极高的精度要求。因此作为用于控制生产的电气自动化系统也必须具备极高的精度和稳定度，只有这样才可以实现对轧钢生产过程的精确管控，保证各个工艺生产环节的准确有序，从而生产出高质量高水准的轧钢产品。

关键词：轧钢；电气自动化；控制系统；改造技术

1 电气自动化技术在钢铁生产中的应用现状

1.1 可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器也就是PLC是当下工业电气自动化控制中最为常用和重要的技术，其不仅具备非常好的稳定性，且在操作难度方面也相对较低，能够适用于各种各样复杂工艺的控制。此外其成本也相对较低，不容易被外界环境所影响，抗干扰能力较强。在当下轧钢生产中，转炉卸料、贴水脱硫等环节都会应用到PLC控制技术，在应用该技术后，不仅整个生产过程的生产效率和生产质量得到进一步提升，并且人工工作量也得到了进一步降低。

1.2 电气元件

在轧钢电气自动化控制系统中会应用到各种各样的电气元件，比如变频器、断路器、传感器、继电气等等，这些电气元件的有效使用能够有效实现对轧钢生产各个工艺过程的实时监测和有效保护，从而保证轧钢产品质量的合格达标。比如在轧钢生产中就会利用传感器来实现对生产中产品质量和生产条件的实时监测，确保整个生产过程都处于可控之中，最常用的就是压力、温度传感器。

1.3 检测设备

对于轧钢生产来说最为重要的就是保证产品质量，因此需要通过相应的检测设备来实现对轧钢产品质量的实时监测。比如在当下就会利用红外检测仪来对轧钢产品进行红外扫描，然后再通过计算机成效，从而就能够准确完成对所测产品尺寸的检测，及时识别出不合格的产品质量。

2 轧钢电气自动化控制系统改造中的关键点

(1)准确把握轧制过程中数学模式。在轧钢生产中会涉及许多方面的数学问题，比如钢坯在转运过程中的摩擦力、张力等等，但是在当下这些方面的计算并没有得到全面解决。这是由于在轧钢生产中会产生非常多的实践数据，必须通过不断的调整修正，才可以得到最为精确的控制模型。(2)重视对检测仪表以及变换系统的创新和完善。随着当下轧钢生产工艺的复杂以及轧钢生产设备种类的增多，用于检测的相关仪表和变换控制系统也必须不断进行更新优化和创新，这样才能够满足不断变化的轧钢生产趋势。(3)提升计算机系统配置。计算机系统是整个电气自动控制系统的基础，所以为了更好促进电气自动控制系统的控制效率的提升，就需要不断完善优化和提高计算机配置，为电气自动化控制奠定良好基础。(4)优化控制系统。要想实现对整个轧钢生产过程的高效稳定控制，就必须实现对整个系统的最优控制。但是最优控制既需要全方位考虑主客观方面因素的影响，同时还需要对量化和不能量化因素的考虑，只有及时根据生产变化来不断优化和完善系统，才能够持续保证控制系统与生产发展的相匹配。

3 轧钢电气自动化控制系统的优化

3.1 软件系统的优化

(1)对软件结构进行优化。软件结构直接决定着软件系统在运行控制中的效果，因此需要先结合轧钢生产中的各个模块特点来对软件结构进行合理优化，然后再与具体轧钢生产工艺来进一步对软件结构进行调整。对于软件结构调整来说，必须结合具体操作要求，合理划分软件结构，将其分为各个不同执行单元，保证各执行单元的有序运行。此外还需要结合生产目标，进一步优化相应的软件控制模块。(2)对软件程序进行优化。做好软件程序优化，能够进一步提高自动化软件程序在运行控制中的效率和性能。在进行优化时，不仅必须保证各项指令的合理科学，同时还需要做好对软件的设计研究，合理利用PLC来提升整个电气自动化控制系统的运行效果。

3.2 硬件系统的优化

(1)抗干扰优化。由于整个轧钢生产环境相对比较恶劣，再加上电气线路以及电气元件彼此之间也会存在干扰影响，因此所需要做好相关抗干扰措施的优化。对于可能存在干扰的线路以及元器件，都需要包括相应的屏蔽材料;变压器必须进行单独设置;做好对各相关设备设施的接地和防静电处理。(2)输入电路的优化。结合轧钢工艺来进一步优化输入电路，比如可以通过净化元件的设置，来辅助中性点接地作用的发挥，降低电脉冲干扰。(3)输出电路的优化。为了避免输出电路产生故障，影响线路的负荷均匀性，降低输出效率，需要通过二极管来完成对电路浪涌的吸收，以此来降低相关电路干扰的影响。

4 轧钢电气自动化控制系统技术改进工艺流程

4.1 轧钢对电气控制系统的要求

在轧钢生产时，连轧机组所采用的直流电电控装置应采用磁场可逆的方式来完成正反控制和低速运行。同时，还需要通过全数字直流调速来实现整个轧钢生产的双闭环调速。如果调速系统采用的是CBP通讯板，则需要做好与其他装置的配合使用，利用网络实时传递相关指令和故障信息。

4.2 轧钢对自动化方面的需求

(1)需要从控制网络方面进行改进，改为网络控制，并且还需要改单机价调节为手动调节，利用链条控制来实现低价简单控制。(2)结合具体运行情况，定期调整更新轧制表。(3)采用正反爬行来实现对的轧机控制，并做好相关控制系统的故障报警设计，更好保障系统在运行中的稳定性。

4.3 控制系统

(1)轧线的两级自动化控制。各相关控制系统需要利用监控网、传动网和I/O网来实现对相关信息的传递交换，然后再利用3级通讯网串联到一起，进而完成对计算、集中分散管控和资源实时共享的一体化计算机系统的构建。(2)人机界面互动仿真。人机系统能够更加有助于管控人员实现对相关设备设施的全面实施控制，其具体分为两层，即人机接口与PLC以及的远程I/O站的连接，在具体运行中，在完成PLC参数设置后，就会迅速通过网络传输到各相应调速系统，同时调速系统以及电气系统的各相关参数也会通过人机接口传输到CRT。(3)PLC的速度级联控制。只有不断提高PLC的CPU的运算能力，这样才能够做好对各项电气线路设备的实时控制。(4)微张力控制，其以转矩记忆来开展控制，在具体运行中可以实时采集直流传动装置的输出量，轧机采用弱磁调速，所以点数电流和转矩之间没有比例关系，因此无法采用电流记忆法的。

5 结语

为了进一步促进轧钢生产效率和产品质量的提升，在当下需要结合轧钢生产实际情况做好对轧钢电气自动化控制系统的持续改造，不断提高系统稳定性和控制效率，为钢铁企业创造更多经济效益。

参考文献

[1] 阚文龙，崔振.轧钢电气自动化控制系统改造技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版)，2015(6):618-619.

[2]龙志刚.轧钢电气自动化控制系统改造技术探讨[J].科技创新与应用，2014(12):82.

[3]孟晓东，李强.对轧钢电气自动化控制系统改造技术的研究[J].科技风，2016(18):276.