对轧钢电气自动化控制系统改造技术分析

山东西王特钢有限公司 史有辉

对轧钢电气自动化控制系统改造技术分析

山东西王特钢有限公司 史有辉

随着我国改革开放以来，经济水平的快速发展，钢铁业逐渐成为我国经济输入输出的主要途径。而电气自动化控制系统对我国钢铁产业的发展意义深远。各个单位企业在更加重视基建和技改项目的基础上，通过优化电气自动化控制系统各个关键步骤，生产效率及效益大大增加。本文通过对轧钢电气自动化控制系统进一步发展需要注意的各项问题进行分析，阐明轧钢电气自动化控制系统改造的具体工艺流程，从而提出轧钢电气自动化控制系统的各项优化策略，旨在为今后轧钢电气自动化控制系统相关的改造技术提供一定理论基础。

轧钢；电气自动化；改造分析

一、引言

轧钢是指改变旋转的轧辊间的钢锭、钢坯形状的一种压力加工过程[1]。进行轧钢的主要目的不仅为了得到生存生活所需要的各种钢材料形状，同时也为了对钢的内部质量进行改善提高[2]。生产过程在没有人直接参与的条件下，通过自动控制系统（automatic control systems）对该过程进行自动控制，可以实现其按期望或者预先设定的程序完成工作。其中，自动控制系统对于轧钢工作尤为重要，原因在于，其能对生产作业进行有效控制，使各项操作更加标准化，从而保障钢铁生产的安全可靠。其中，安全性主要体现在电气自动化控制系统通过对轧钢过程进行监测，可有效避免安全问题的出现，保证供电系统正常运行，同时，能密切关注生产过程中的机械问题，以便能及时发现并及时解决，从源头上保证工作安全完成。

二、进一步发展轧钢电气自动化控制系统需注意的问题

就我国目前具体的实际情况而言，轧钢使用最常见、最频繁、最广泛的一种机器是连轧机，原因在于连轧机生产高效，生产出的产品质量普遍较高，并且容易控制。同时，由于连轧机作为一种有效结合了自动化和机械化的高效率机器，极大地提升了轧钢的产量，从而促进企业的经济效益也大大提升。随着我国经济水平以及科学技术水平的不断发展，连轧过程中对于各项先进的科学技术成果的运用日益频繁，为轧钢自动化技术的不断发展打下了扎实基础，从而有效促使自动化技术在轧钢工程中日益成熟的应用。然而，为了保证轧钢自动化水平始终领先于社会发展的需求，仍有以下四点问题值得我们注意。

1、轧制过程中数学模式的把握和确定

一些数学上的计算问题，如摩擦力的分布、张力的计算等，以及一些计算精度上的问题等，目前来说，在轧钢制作过程中并没有被完全解决。主要原因在于，通过实际生产中的大量实践数据，以及不断的学习修正，可以获得最终的轧钢控制模型。具体来说，轧制主要根据自行张力进行调整，然而对于新建工厂来说，由于缺乏实际经验的支撑，其轧钢设定数值与连轧实际过程中的各项参数存在较大偏差。尽管最初新的规格和新的钢种的轧制往往处于尝试性阶段，出现各种误差尤其是尺寸上的误差是不可避免的，但是目前日益完善的理论模型是可以保障减小实际参数与理论参数之间差距，从而减少试轧次数的。

2、检测仪表和相关变换系统性能的完善

轧钢速度的与日俱增以及轧钢产品范围的日益广泛，加上经济市场对轧钢产品质量的要求日益提升，就要求轧钢检测仪表以及其相关变换系统的性能和功能不断提高和完善，以满足各项需求的顺利实现。

3、计算机控制系统配置的改进

通过对计算机控制系统配置进行进一步改进，可以有效保证计算机的各项性能，如安全性、高效性以及可靠性等性能都能有所提升。计算机控制系统是自动化控制系统的基础，为了轧钢系统的健康快速发展，轧钢系统必须紧跟计算机控制系统的发展，密切配合计算机控制系统的发展，以保障轧钢系统和轧钢系统的稳定有效结合，从而保障分级集成控制系统的顺利进行。

4、控制系统的不断优化

全面考虑机电设备、控制系统和工艺的互相作用是最优控制的实践基础。最终达到稳定、优质和高效生产过程必须严格依靠最优控制得以实现。而最优控制的实现并非易事，原因在于，具体实施过程中，不仅要考虑到各种客观和主管等变化因素的影响，还要考虑到不能量化和即使可以量化等的因素的影响，并在实际操作过程中不断完善和改进，这样才有可能实现高效生产。

三、轧钢电气自动化控制系统改造的工艺流程

1、轧钢的技术改进工艺流程

轧钢技术的工艺流程主要有以下九个步骤，即从炼钢厂送过来的原材料，经过加热炉进行加热后，通过轧机反复轧制进行开坯，然后进行切头处理，随后通过竖立和放平进行交替连轧，接着通过横移进行锯切，最后将其冷却整理。

2、轧钢对电气控制系统和自动化方面的要求

轧钢过程中，必须对电气控制系统的技术要求严格。同时，在对轧钢电气自动化的改进时，轧机启动和关闭时的控制也至关重要，原因在于其可以有效防止意外事故的发生，保障人身以及作业安全，减少企业经济损失。

四、轧钢电气自动化控制系统的优化

1、轧钢电气自动化控制系统软件的优化

1.1 轧钢电气自动化控制系统软件结构的优化

软件系统不仅是轧钢电气自动化控制系统中最重要的组成成分之一，同时也是轧钢工艺的具体控制操作系统。软件系统的良好运作是对轧钢设备进行规范操作的根本保证。优化软件结构，保证软件系统能满足轧钢工艺的需求是轧钢电气自动化控制系统优化的关键步骤。具体来说，软件结构优化的基础是对其进行模块化设计，即通过使用不同的模块，对软件结构不同的操作功能进行控制，同时在结合轧钢工艺中的热加工技术和切削加工工艺的基础上对软件的结构进行调整。与此同时，在对软件结构进行实际调整时，应同时考虑实际操作的方便性以及生产控制目标的可实践性，通过将轧钢自动化软件的结构拆分成多个具体的执行单元，以对软件各模块的控制程序进行优化。

1.2 轧钢电气自动化控制系统软件程序的优化

软件结构是轧钢电气自动化控制系统软件运行的核心部分，程序的优良与整个自动化控制运行的好坏密切相关。可以说，实际使用过程中，自动化软件的运行情况以及运行能力直接由软件程序影响。在进行程序设计和优化时，必须保证每一项指令的合理性和可行性，同时通过对软件设计的方式方法进行研究，从而达到提升其对电气自动化系统有效控制的目的。除此之外，PLC(可编程逻辑控制器)的结合使用，可以使优化软件程序工作事半功倍[3]。

2、轧钢电气自动化控制系统硬件的优化

2.1 防干扰措施的优化

防干扰设计作为轧钢电气自动化控制系统硬件优化最重要的环节之一，其主要目的是为了减少或者避免外界干扰等外界因素对系统造成的损害[4]。具体来说，主要有两种方式对轧钢电气自动化控制系统进行防干扰优化，即将所有可能互相干扰的线路即同频线路进行分开排列和安置，并且使用优良的屏蔽材料以减少或避免其互相影响；做好接地工作，使用优质的外壳进行接地处理，以保证静电防护工作的顺利开展。

2.2 输入电路以及输出电路设计的优化

轧钢工艺中对输入电路以及输出电路的要求是设计优化自动化控制系统应考虑的重要问题，对输入电路以及输出电路的实际要求是保障优化输入电路有效进行的基础。具体来说，输入电路中净化元件在轧钢自动化控制系统中的使用能有效降低电脉冲对整个电路的干扰；输出电路中二极管在轧钢自动化控制系统中的使用能有效减少电路浪涌对整个电路的干扰。

五、结束语

电气自动化控制系统作为轧钢生产运营最关键的部分之一，对我国国民经济水平的提升以及整体钢铁产业的健康稳定发展意义重大。近几年来，随着电气自动化控制系统在钢铁生产行业内影响逐渐增加，各个钢铁企业对自动控制系统优化和改造的不断重视，自动化控制系统整以快速而稳定的速度不断发展壮大。可以说，自动化控制系统的有效应用，是钢铁企业健康运营与稳定发展的扎实保障。

[1]刘金常,王文震.现代化札钢厂电气设备维护及管理分析[J].山东工业技术,2014,15(23):194.

[2]邓军,孙敏.冷轧热镀锌自动化控制系统设计[Z].第八届(2011)中国钢铁年会,2011.

[3]奚世峰.连铸机电气自动化控制系统的设计与实现[J].科技传播,2013.

[4]韩香慧,张笑虹.高速线材生产自动化控制的改进与提高[J].金属世界,2009.