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生产线自动化控制知识随着科技的飞速发展，生产线自动化控制已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
本文将以生产线自动化控制为主题，介绍相关的知识和技术。
一、概述生产线自动化控制是指利用先进的控制系统和技术，实现对生产线中各个环节的自动化控制和监控。
通过将传感器、执行器、控制器等设备与计算机系统相结合，实现对生产线运行状态的实时监测和控制，从而提高生产效率、降低成本、减少人力资源的使用。
二、自动化技术的应用领域生产线自动化控制技术广泛应用于各个行业，包括制造业、电力行业、化工行业等。
在制造业领域，自动化控制可以用于汽车制造、电子产品制造、食品加工等环节，实现生产过程的精确控制和优化。
在电力行业，自动化控制可以用于发电、输电、配电等环节，提高电力系统的稳定性和安全性。
在化工行业，自动化控制可以用于危险品生产、质量检测等环节，减少事故发生的概率。
三、自动化控制系统的组成生产线自动化控制系统一般由以下几个组成部分构成：1. 传感器：用于感知生产线各个环节的物理量变化，将其转化为电信号，如温度传感器、压力传感器等。
2. 执行器：根据控制信号，进行相应动作，如电动机、气缸等。
3. 控制器：负责处理传感器的信号和执行器的命令，实现对生产线的控制，如PLC（可编程逻辑控制器）。
4. 人机界面：提供操作界面，方便人员进行控制和监控，如触摸屏、监视器等。
5. 通信模块：连接控制系统的各个部分，实现数据的传输和交互，如以太网、现场总线等。
四、自动化控制系统的工作原理生产线自动化控制系统的工作原理如下：1. 数据采集：传感器感知生产环境中的物理量变化，将其转化为电信号，经过模数转换等处理后，交给控制器。
2. 数据处理：控制器根据预设的控制算法，对采集到的数据进行处理和分析，生成相应的控制信号。
3. 执行控制：控制信号经过通信模块传递给执行器，执行器根据信号，进行相应的动作，实现对生产线的控制。
4. 监控与反馈：控制器还会实时监测生产线的运行状态，并将反馈信息显示在人机界面上，以便操作员进行监控和调整。
钢铁生产中的自动化生产线和机器人技术随着科技的不断发展，自动化和机器人技术在各个领域的应用越来越广泛，其中钢铁生产行业尤为重要。
钢铁是现代工业中最重要的原材料之一，而钢铁生产中的各个环节都需要高精度、高效率、高质量的处理，这就需要自动化生产线和机器人技术的助力。
自动化生产线是指一系列设备和机器人的有机组合，通过计算机控制实现生产线的自动化生产。
自动化生产线在钢铁生产中有很多应用，例如原材料取样、熔炼、浇铸、轧制等。
其中最为重要的环节是炼钢和轧钢。
在炼钢过程中，需要对原料进行详细的分析和控制。
自动化生产线能够对炼钢过程进行精确控制，并实时反馈数据到控制室。
通过计算机控制，能够调节炉温、添加物料、控制出钢的成分以及精细控制各个炉次之间的温度差异，从而提高出钢质量和产量。
轧钢过程也是钢铁生产中非常重要的一环，能够对成品的尺寸、质量、表面粗糙度进行控制。
自动化生产线能够对轧制机的速度、张力、润滑油铺散、气体喷射量进行自动调节，从而实现对轧制过程的精确控制，提高板材的质量和产量。
自动化生产线不仅可以提高钢铁生产的质量和效率，还可以提高生产过程的安全性和环境友好程度。
随着自动化技术的不断更新升级，自动化生产线的应用将会越来越广泛。
除了自动化生产线，机器人技术也在钢铁生产中扮演着越来越重要的角色。
机器人在钢铁生产中的应用主要体现在以下几个方面。
首先是钢铁生产中危险环节的作业，例如高温、高噪音、有毒气体等环境下的作业。
机器人可以取代人工完成这些危险的作业，从而保障了工人的安全。
其次是对钢材的检测和分类。
传统的人工分类效率低下、分类不准确，而机器人可以通过高灵敏度的传感器、光学器件和计算机视觉技术，实现对钢材尺寸、重量、质量等多项参数的检测和分类，提高钢铁生产的质量和效率。
另外，机器人还能够对冶金铸造过程进行监控和控制，例如检测炉温、液位、填料量等参数，通过实时反馈数据，能够及时调整工艺参数，提高钢铁生产的的产量和质量。
棒材连轧生产线电气控制棒材是一种常见材料，用于制造各种机械零件和结构用途。
为了提高生产效率和产品质量，工厂使用了棒材连轧生产线。
棒材连轧生产线需要精确的电气控制系统，以确保顺畅的操作和保证产品的一致性和质量。
棒材连轧生产线电气控制系统包括各种传感器、PLC、电机以及用于控制和监测整个过程的仪表。
这些组件之间的协调和合作十分重要，以确保连轧生产线的顺畅运行和高效率，并避免不必要的故障和浪费。
在棒材连轧生产线中，传感器是最重要的元件之一。
传感器可以监测物理参数，如温度、压力和湿度等。
当这些物理参数升高或降低超出预定的范围时，传感器将会向控制系统反馈信号，并触发相应的控制措施。
如此，连轧生产线就能够在高效率和标准质量控制的情况下运行。
PLC也是连轧生产线电气控制的核心组件。
PLC可以负责控制整个连轧生产线的工作流程，如开始、停止、控制快慢、转速和其他基本参数等。
PLC可以通过接收传感器反馈的信息，发出相应的控制指令，使生产线运作稳定，并确保产品质量达到标准。
电机在棒材连轧生产线电气控制中也扮演重要角色。
电机通常需要满足高扭矩、低转速、高可靠性和精准控制等要求。
电机的选择很大程度上取决于生产线所需要的精度和性能。
最后，仪表是监测和控制连轧生产线性能的关键设备。
通过仪表，可以实时监测生产线中的物理参量，如电流、电压、速度、温度、湿度等等。
仪表还可以在生产线异常发生时触发警告或停机控制，防止所生产的产品被损坏。
总之，棒材连轧生产线电气控制是工厂生产过程中必不可少的环节。
合理的选型、配置和维护，可确保连轧生产线保持高效、稳定和长久运行，并且能够制造出为工业领域所需的高标准的棒材产品。
棒材生产线自动控制系统改造设计与实现摘要：该文主要介绍了山西中阳钢铁集团有限公司棒材生产线改造后的自动控制系统的软硬件组成和PLC系统及操作站、工程师站的主要控制功能。
关键词：棒材生产线PLC系统自动控制山西中阳钢铁集团有限公司的棒材生产线是一条年产40万t热轧棒材的全连轧生产线，主要产品规格为φ12～φ40?mm圆钢和螺纹钢。
由于生产线自动化程度落后，为了提高生产线自动化程度，提高产品精度和增加产品产量，由北京钢研新冶电气股份有限公司进行改造，改造后自动化程度明显提高，实现了生产线全连续轧制，产品精度达到了φ12～φ20.0?mm±0.05?mmφ22～φ40.0?mm±0.1?mm，椭圆度不大于尺寸总偏差的80%，精轧机最高速度为15.5?m/s，精轧机保证速度为13.5?m/s (Φ12?mm)。
1 棒材生产线的主要设备组成(1)加热炉区。
包括热装辊道、装钢辊道、炉内装钢辊道、推钢机、步进梁、炉内出钢辊道、炉外出钢辊道等。
(2)轧机区。
包括卡断剪、粗轧机(1#—7#机架)、1#飞剪、中轧机(8#—13#机架)、2#飞剪、预精轧精轧机(14#—18#机架)、10#～18#机架替代辊道、3#飞剪等。
(3)精整区。
包括裙板辊道、制动裙板、冷床、冷床齐头辊道、冷床输出小车、冷床输出辊道、冷剪、剪后输出辊道、移送齐头辊道、打包辊道、打包机、成捆器等。
2 轧线自动控制系统在本系统中通讯网络配置主要是由工业以太网(INDUSTRIAL ETHERNET)和Profibus-DP网,组成两层通讯网络系统。
系统配置如图1所示。
工业以太网（INDUSTRIAL ETHERNET）主要是完成操作站同PLC设备和工厂管理机的数据、信息通讯功能；留有同上级工厂管理机之间的工业以太网通讯接口；操作站、工程师站、PLC之间的工业以太网通讯速率100Mbit/s；工业以太网通讯介质采用工业用光纤；Profibus-DP网主要是完成PLC设备同传动设备和远程I/O装置之间的数据、信息通讯功能。
65C omputer automation计算机自动化钢铁棒材生产线的智能化调整与质量控制钱申申（江苏省苏钢集团有限公司，江苏 苏州 215000）摘 要：经过智能化改造，表面检测系统可以大大提高缝隙和棒材的整体检测速度；自动计数装置可以自动跟踪各个方向的计数过程；网络直径测量仪执行网络质量检查以及称重和装订机系统。
增加检查设备以及OEM 和焊接机器人可提高生产效率；智能控制的轧制和冷却设备可实现合金还原和螺纹钢的生产，节省生产成本；多层网络通信可连接多种设备，再加上人工智能，可实现生产线的自动调整和钢铁的全自动轧制，无人起重机和智能仓库管理技术可实现有关生产和物流信息的实时通信。
为未来的钢铁公司构建正确的智能生产模型。
关键词：棒材生产线；表面检测；无人天车；智能化改造中图分类号：TG429 文献标识码：B 文章编号：11-5004（2021）15-0065-2收稿日期：2021-08作者简介：钱申申，生于1992年，男，江苏泰州人，工学学位，工程师，研究方向：材料成型及控制和无损检测方法研究。
棒材企业通过学习先进技术和进行技术交流，形成了建设智能化生产线的共识，然而棒材生产线目前存在数据采集效率低、物料跟踪难、质量管控弱、成品质量差、库区混乱、成本居高等问题。
总结了提升无人天车运行效率的经验，可以适应产业精细化的生产要求，搭建了行业领先的智能制造平台。
1 棒材生产线存在的主要问题1.1 棒材生产线工艺棒材生产线程序：热轧和冷轧坯由工作台运输，以供热轧辊为基础。
通过表面损伤检查后，进入加热炉。
用高压除鳞装置清洗红光束后，将它们焊接在一起而没有机头，然后进入粗轧机。
控制轧制水冷却装置的温度被冷却，用飞剪将头和尾切断，然后进入轧机。
轧制件通过飞剪剪切头和尾，通过控制轧制水的冷却来冷却，然后在终轧机中轧制。
轧制的零件通过受控的冷水冷却装置进行冷却，并通过自动直径计，表面缺陷检测器，自动剪切飞刀多标尺分段，并用加速辊将成品杆踩在工作台上的冷却层上或尾部夹紧系统可自动从寒冷中冷却。
三轧钢生产过程自动化控制系统运行情况介绍
一、自动化系统配置
本系统中的自动化控制系统采用SIEMENS的S7-400PLC，采用集中—分布式的网络结构构成满足热连轧的全过程的自动化系统，符合现代控制理论要求的标准、开放的控制思想。
采用工业计算机和HMI监控软件组成的二级计算机控制系统对轧制生产线的各种数据和信号进行显示和记录，HMI监控软件采用SIEMENS的最新的WINCC V6，它能够充分兼容和更有效地发挥西门子PLC的强大功能。
主轧操作台I/O都采用ET200M远程I/O系统，与CPU416构成PROFIBUS-DP工业现场总线系统。
所有的远程I/O 的数据采集与传输都通过PROFIBUS-DP来完成，这样不仅节省了大量的电缆费用，而且大大提高了数据采集的可靠性。
各个轧机的控制由6RA70全数字直流调速装置及辊道变频控制通过扩展PROFIBUS-DP总线模块CP443-5与S7-400PLC进行通讯。
（注：PROFIBUS是一种用于工厂自动化现场级监控和现场设备层数据通讯与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通讯控制从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
）HT1、HT2、HT3，HT4、HT5、HT6通过SIEMENS的6RA70全数字直流调速装置的S00软件来控制，减少了主轧线CPU的程序量。
二、传动系统配置
直流传动系统全部采用西门子公司最新一代的6RA70全数字直流调速装置.粗中轧机传动控制为磁场可逆，精轧机采用6RA70电枢可逆四象限，以西门子6RA70为核心，采用大功率柜结构，二者通过可靠的嫁接技术共同组成电机的调速装置。
注：以上所有直流调速装置均已经过我公司的授权修改，不用向西门子公司购买密码就能够随意使用其内部的SOO自由功能块。
6RA70装置本身提供了对传动系统完备的监控保护与故障自诊断功能。
可检测缺相、过压、欠压、过流、过载、堵转、超速、测速故障、失磁、欠磁等各种控制系统故障。
三、6RA70扩容简介
6RA70装置的扩容改造方式随着国产可控硅技术水平、可靠性的不断提高而被越来越多的用户接受，低廉的价格，方便的维护使其在工业生产中充满了活力。
6RA70装置的扩容存在的方式根据各个自动化集成商的特点各有不同，但其基本构成是完全一致的。
这就是触发脉冲的隔离与放大、检测信号的采集以及大功率整流柜等。
其中涉及系统可靠性的关键有两个部分。
♦脉冲隔离与放大接口
♦功率柜
脉冲功率与放大接口是连接6RA70与功率柜的重要环节，其可靠性直接影响到设备的运行。
众所周知当触发脉冲在系统运行时产生干扰，会使系统出现交流环流情况，此种情形下供电电网将被瞬时相间短路，烧毁可控硅。
由于目前国内采用的可控硅为流控型晶闸管，因此其实际上为可控导通不可控关断，这样几种因素就能导致其出现逆变颠覆的危险。
其中最可能出现的就是在正反组切换过程中脉冲的突然丢失。
因此不难看出脉冲隔离与放大环节可靠性的重要。
大功率整流柜是直流传动系统的具体执行机构，可靠、出力大、耐冲击负荷也就成了检测功率柜的重要标准。
因此在选择器件及压接工艺、风道设计上成了功率单元的关键技术。
在这一点上，我们选择了国内合资公司生产的可控硅，并在散热器加工、压接、检测全程监控、保证可靠。
功率柜风道及结构是我公司在总结国内较先进的几家大公司的基础上，从新优化设计出来的，具有风道短、体积小散热好的特点。
二、控制原理介绍
（一）速度级联控制
在钢材连轧机中，为保证成品质量，以成品机架（末机架）为基准机架，保持其速度不变，并作为基准速度设定，其前面机架速度根据金属秒流量相等的原理，自动按比例设定；在轧制过程中来自活套闭环控制的调节量、手动干预调节量，依次按逆轧制方向对其前面的各机架速度作增减，实现级联控制。
速度级联控制是连轧生产线电气控制思想的精华。
根据各机架秒流量相等的原理有：
S 1 ×V1 = S 2 ×V2 = ... = S n −1 ×V n −1 = S n ×V n
(1)
式中S1 - Sn为各机架孔形截面积；V1 -Vn为各机架线速度；n为机架号。
由(2)式得：
(2) 由延伸率定义：
式中 En 为n 机架的延伸率，E n > 1。
则有：
(3)
(3)式即为速度级联设定和级联调节的基本关系式。
由末机架速度，再根据(3)式依次计算
出前面各机架速度，即可实现速度的自动设定。
在轧制过程中，保持末机架速度不变，来
自动操作或手动干预以及各机架间活套调节的调节量也遵循(1)或(2)式关系，对各机架速 度进行调节。
根据线速度和电机转速之间的关系，即可求得电机转速设定值N ：
式中：
N ：电机转速设定值
I ：变速箱减速比
D ：轧辊直径
V ：轧辊线速度。
（二）活套高度闭环控制
在钢材连轧线中，为保证成品质量，避免由于各种原因导致的推钢、拉钢，在机架之间设置了活套装置，而活套控制也是连轧机自动控制的关键之一。
活套是由于在机架间存储了多余轧线长度的轧件而引起的，也正是由于这些多余的轧件，起到了对轧件推拉的有效缓冲。
在控制过程中，以活套套量为目标，以速度调节为手段，即可达到控制活套的目的。
具体方法为：当活套套量超过设定值时，就降低上游机架的速度；反之，则升高上游机架的速度，采用PI 控制法，即套量差：
∆L = L – L0 S n
= —— V n × S n −1
V n −1 S n −1 ——
S n
E n = V n —— E n V n −1 = 60i ——×V πD
N = (4)
式中∆L为活套套量差；L为套量实际值；L0为套量设定值。
活套调节量参与速度级联运算，即某机架活套调节量变化，会同时改变其上游的所有机架速度，以保证上游机架调节的快速性。
（三）起落套控制
同样，活套起落也直接影响到正常轧钢。
如果起套过早，轧件未咬入下游机架，就会产生堆钢，堵钢，造成事故；如果起套过晚，通常情况下会造成拉钢；如果落套过早，一般情况下会造成堆钢；如果落套过晚，将会产生钢尾现象，严重时会影响到轧制节奏。
活套起落控制通常分为自动和手动两种方式。
自动方式靠电机咬钢电流作为检测信号，当活套相邻两机架同时含钢的瞬间起套；当活套上游机架无钢落套。
活套手/自动旋钮只限制自动而不限制手动,即手动优先。
（四）咬钢补偿控制
在正常轧制过程中，轧机主传动由于大负荷的冲击将会出现一定的速降，然后再恢复。
如果这个速降比较小，这个速降产生的速差会使机架之间的金属秒流量短时不等，使活套利用速差引起的金属堆积迅速的达到高度设定值。
但是如果这个速降过大，就会导致金属堆积过多，产生很大的活套，容易导致堆钢事故。
我们采用咬钢补偿控制来有效的控制速降范围，又能保证正常轧制速度。
也就是在轧件咬入之前，给轧机的速度给定附加一定的补偿量，在轧机咬钢后撤消这部分补偿量。
这样轧机在咬钢产生速降的时候是在补偿值的基础上的速降，使真正的速降（低于轧制速度部分）比较小，这样既有利于活套起套，也有利于传动系统快速恢复速降，进入稳定轧制状态。
2014年1月17日。
