自动化控制系统在冷轧重卷线的应用

钢铁冷轧厂酸轧机组的自动化控制方法摘要：随着现代化的发展，工业生产已成为当今社会的核心力量，其中钢铁制造尤为突出，其制造技术不仅影响到产品的价格，还影响到其质量[1]。

随着各种高科技的发展，钢铁厂的酸轧设备正在逐步实现完全自动化，这不仅大大降低了人工操作的失误率，而且还显著提升了公司的经济效益。

为此，对钢铁厂酸轧机自动化控制方法进行了深入的探讨。

关键词：钢铁冷轧厂；酸轧机组；自动化控制；方法引言：随着科技的飞速发展，在冷轧酸轧机组中，大量的先进技术被广泛的运用，使其实现了自动化、智能化、智慧化的运行与控制，因此，酸轧机组的操作水平得到了大幅度的提升，提高了产品的精度与质量，给钢铁企业带来了更大的效益[2]。

所以，对冷轧厂酸轧机的自动控制方法的分析和研究就显得极其重要。

一、冷轧酸轧机组自动化系统的组成结构在自动化控制系统生产线上，安装了三个独立的操作室，包括轧机操作室、酸洗操作室和酸洗入口操作室，分别负责轧机段、酸洗段和酸洗入口段的主控操作。

此外，酸轧机组使用更高级的HMI人机交互系统，设置了一个计算机室和一个服务器室，计算机室配备三台一级工程师站，一台二级工程师站，一台三级工程师站，二、三级画面工程师站各一台。

服务器室配备了酸洗PDA和轧机PDA、一级画面服务器、二三级服务器和天车服务器。

一级控制系统包括8台西门子S7-400 PLC控制柜，9台西门子 TDC控制柜，2台UPS不间断电源供电柜，1台板型辊控制柜，2台测厚仪控制柜，1台边降仪控制柜。

一级系统是由现场仪表检测以及某些在现场的执行器，经过信号传输，最终到CPU大脑计算处理后再发出命令，现场设备根据指令做出相应动作。

在人机交互系统中，由一个人机交互服务器和70个人机交互客户端组成。

在S7的情况下，这些装置通过以太网络与 HMI以及服务器进行通讯，并具有较高的速度，并且每个服务器都是一用一备，在运行的服务器出现故障，能快速切换到备用服务器上，能实现无缝衔接，使系统更稳定。

C omputer automation计算机自动化基于智能控制技术的轧钢控制技术研究王文志摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们生活水平显著提升，钢铁生产量与需求量呈上升趋势。

工程建筑行业一直是钢材使用最广泛的领域，同时传统生活服务类对钢材的需求也供不应求。

因此，将智能控制技术与轧钢控制技术有机结合，可以进一步提高我国轧钢的生产效率和质量。

本文旨在详细研究和分析智能控制技术在轧钢控制中的优势和作用，并对轧钢生产控制领域的问题进行阐述和说明，提出解决方法和策略，以促进我国轧钢生产的健康、可持续发展。

关键词：电气工程及其自动化；智能控制技术；轧钢生产；应用分析；优势现阶段，我国在轧钢领域方面主要利用的智能控制技术为；单片机或者可编程控制系统。

社会经济发展背景下，对轧钢生产企业要求日益凸显，将智能控制技术与轧钢加工企业有机结合，在一定程度上能够进一步提高轧钢材料生产效率，进而满足客户的基本需求，有利于轧钢生产企业从整体上提升市场竞争力。

除此之外，智能控制技术还可以进一步提高轧钢作业的精准率，大大降低其生产、加工成本，对于轧钢生产企业而言，智能控制技术的广泛应用，不仅可以节约大量人力、物力，还可以节省大量生产作业材料费用，其对轧钢生产企业的发展具有重要意义和影响。

1 智能控制技术的概况智能技术是当今社会发展的高科技技术，是人脑的模拟化呈现，其将数学运算和计算机技术完美结合，从而代替了重复、复杂的人工操作，在一定程度上它能够解决传统控制技术中无法解决的难题。

智能控制技术最显著的特点是智能化和科学化，通过相应的数学运算，能够有效解决复杂、困难的控制问题。

此外，智能控制技术还具备强大的学习能力、适应能力和逻辑推理能力，其思维方式与人类的思维方式非常相似。

它不仅可以智能地分析问题，还能够有效地解决问题。

智能控制技术的广泛应用在一定程度上推动了我国智能化的发展，对提升人们生活质量有着重要意义和影响。

将智能控制理论高效融入到工程实践中，可以更好地解决机械难题，并通过建立数学模型对工程中的问题进行优化和调整，改善工程控制的不足，同时确保工程的稳定、健康运行。

轧钢工艺可分为冷轧钢和热轧钢，其中，冷轧钢工艺更加成熟、先进。

这一技术不仅可以提高轧钢质量，还能够与先进的自动化控制技术相结合。

随着自动化控制技术的不断完善，轧钢生产质量和产量也会更有保障。

当前，人们对于自动化控制技术提出很高的要求，在轧钢生产中，应用自动化控制技术可以提高生产效率，也可以使钢材的质量更上一层楼。

一、自动化控制技术与设计系统概述随着时代的不断发展，人们对于钢材的要求越来越高，这是由于各个领域对于钢材的需求量极大，因此，必须要在提高钢材产量的基础之上，确保钢材的质量。

在传统的轧钢生产中，相应的技术比较落后，因此，需要引进先进的自动化控制技术。

自动化控制技术在近几年来正得到不断完善，这一技术不仅可以提高轧钢生产质量和效率，还能够实现对生产过程的有效控制。

在轧钢生产中有各种各样的设备，其中，连轧机是一种融入自动化控制的设备，不仅具有很高的效率，还能够提高钢材的质量。

应用自动化控制技术时，要对设计系统进行优化。

在系统中，要构建完善的数据库，使数据能够得到有效的收集、存储和处理；设置报告系统，保证相关部门可以及时了解设备的运行状况；设置指标系统，通过这一系统可以提供完善的指标和计算结果，确保服务器正常运行；完善信息查询功能，优化模型，并及时对信息进行调整；做好相应的预算，将数据限制在合理范围内。

二、冷轧钢板自动化控制技术1.具体构成在冷轧钢板自动化控制技术中，要明确系统的组成部分。

在基础自动化系统中，主要包括PLC、远程I/O和HMI 设备。

该系统可以对轧钢生产线传动进行控制。

由于冷轧生产中的工艺参数比较多，因此，需要利用技术进行精确的控制。

在生产中，为发挥出仪表的作用，也要对其进行精细化控制，同时，还要利用传感器获取重要的信息，二级系统会及时获取相应的信息，从而实现对生产的进一步控制。

操作人员可以通过操作界面了解生产线的情况，并及时对相应的情况进行处理。

在进行生产线控制时主要采用的技术是HMI技术，利用服务器实现对数据的存储，并进行相应的通讯；服务器与客户机要保持连接状态；客户机可以及时接收服务器传递的数据，并负责接收操作人员接收的数据，在第一时间内将数据传递给服务器。

169管理及其他M anagement and other轧钢生产过程中自动化控制技术的应用研究樊利智，杨海西，曹喜军，齐进刚，王少博（敬业钢铁有限公司，河北 石家庄 050000）摘 要：自动化控制技术是科学技术高速发展的产物。

自动化控制技术应用到轧钢生产中可在保证产品质量的前提下显著提高生产效率。

本文主要分析自动化控制技术在轧钢生产中的应用情况，目的是全面发挥自动化控制技术的优势，提高轧钢生产水平。

关键词：轧钢生产；自动化控制技术；应用情况中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）21-0169-2收稿日期：2021-11作者简介：樊利智，男，生于1991年，工程师，研究方向：中卷板炼钢、轧钢工艺研究和质量管理、新品种开发。

热轧钢是轧钢生产最为常见的技术，同样该技术也是智能化轧钢生产管控的关键。

我国科学技术高速发展的背景下，智能化、自动化轧钢生产模式越来越普及，自动化控制技术的研发为轧钢自动化和智能化生产创造便利条件。

自动化控制技术纳入到整个轧钢生产中可实现远程智能化管控，对于优化轧钢生产流程，提高钢材产品质量具有重要意义。

1 轧制自动化智能控制技术分析AI 是自动化智能控制技术的基础。

轧钢自动化智能生产中也需要将AI 技术作为基础应用其中。

AI 技术可以定位逻辑并确定操作技术。

此外，AI 技术可控制较为复杂的协议，实现对整个网络的全面管控。

如今我国轧钢生产中已经纳入了人工智能管控技术，AI 控制系统可凭借先天性逻辑控制功能操控轧钢生产较为复杂的内容，极大提高了轧钢生产的可靠性和安全性[1，2]。

2 冷轧钢板形自动控制技术2.1 主要调节内容一是张力调节。

张力轧制是冷轧生产显著特点。

ATC 控制冷轧机组时会受到多种因素影响，导致张力值产生较大波动。

张力值产生波动的主要原因分别是原料板形存在误差、出口测厚仪测量出现偏差以及出口厚度不均等。

冷轧生产中张力要保持恒定，这样轧制状态才能更加稳定。

冷轧厂酸轧机组自动化控制摘要：现阶段，我国经济的发展进程中，工业生产占据十分重要的地位，并且其生产技术决定了产品的价值和质量。

在各种先进科技的作用下，冷轧厂酸轧机组也开始逐渐实现自动化生产模式，人为操作所出现的失误概率在大大减少，从而给企业带来了更高的经济效益。

本文将从几个方面来深入分析并研究冷轧厂酸轧机组自动化控制的相关问题。

关键词：冷轧厂；酸轧机组；自动化一、酸轧机组自动化控制系统构成自工业科技改革后，传统的生产制造工艺开始面临着新的调整，一些自动化生产技术得到了十分广泛的应用，同时给产品制造质量的提升也创造了极为有利的条件。

自动化控制系统是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统，除了需要采用一些必要的生产工艺外，对之前的控制系统也进行了相应的系统化改造。

最近几年，信息技术在自动化控制系统中使用的十分普遍，信息化模式把通信技术、计算机技术以及传感技术等结合在一起，建立了人机一体化的调控方案，这不但在一级系统上得到了改进，同时二级控制系统的设备和连接元件也得到了很好的更新升级。

比如，自动化控制系统应用了人机操作界面，利用人为操作控制系统进行运行，并在计算机界面中传输信息，从而大大提高了冷轧厂酸轧机组自动化控制系统的运行效率。

自动化系统配置如下图所示二、轧制调节原理1.张力控制在带钢正常轧制过程中，根据工艺的需要，带钢张力应保持恒定，这是张力控制的基本要求，因此该功能提供轧机机架间带钢张力水平控制。

测量张力的方法是在张力辊轴承下面安装压力传感器，测出张力辊承受的压力，再根据力的平衡条件计算出张力的大小。

机架间张力控制有两个模式，如果满足所有的转换标准，那么每个机架间的张力控制模型可以被转换。

初始化机架速度和轧制力设定来自于轧机设定功能。

张力由速度变换点下游机架速度调节。

变换点由上游和下游张力确定，上游张力调节是从速度控制模式转换成轧制力控制模式。

当控制满足变换标准时，速度控制模式停止，自动转变成轧制力控制模式，此时调节轧制力的恒定来保持带钢张力力度。

探究高精度冷轧自动控制系统设计为了保障冷轧产品的质量，必须积极研发冷轧自动控制系统。

高精度冷轧各自动控制系统能够面向整个冷轧生产线，包括基础自动化（L1）和过程控制（L2）。

生产过程中的工艺管理、机组生产管理、设备工艺参数优化控制主要由过程控制系统负责，制造执行系统向过程控制系统下达生产计划之后，过程控制系统会对其进行优化计算，然后向基础自动化系统传递各设备的最优参数。

基础自动化系统主要负责工艺控制、顺序控制和厚度控制。

1 高精度冷轧自动控制系统的设计1.1 高精度冷轧自动控制系统的结构组成在对高精度冷轧自动控制系统进行设计时，既要保障设计的合理性、简洁性、可靠性和先进性，又要对冷轧生产工艺的特点予以充分的考虑，同时考虑计算机控制系统软件和硬件的发展走向。

冷轧对可靠性、通信和控制的速度具有较高的要求。

1.2 高精度冷轧自动控制系统的过程控制系统设计在高精度冷轧自动控制系统中，过程控制系统（L2）发挥了重要的作用，这也是高精度冷轧自动控制系统中重要的软件系统，其包含不同功能和层次的任务进程，主要包括以下部分：应用软件、中间件、系统及系统软件。

在应用软件中包含多项具有不同功能的功能模块，中间件属于核心支撑软件，操作系统和数据库软件则选用微软公司的相关软件。

1.2.1 中间件系统。

作为过程控制系统的核心支撑软件，中间件的质量对于整个高精度冷轧自动控制系统的设计效果和冷轧产品的生产质量都有着直接的关系。

本设计中使用了我国北京科技大学自主研发的过程控制开发平台作为中间件系统，该中间件系统具有以下主要功能：外部接口、数据库接口、变量管理中心、外部通信管理、实时数据文件管理、日志报警管理、进程间通信管理、数据库连接器、进程管理。

其中进程管理主要是对过程自动化系统应用软件的任务守护、停止、启动进行管理。

这些功能的作用在于对进程的运行状态进行实时监控，及时发现并上报异常情况，定位和保存出错信息，从而提高高精度冷轧自动化控制系统运行的稳定性和安全性。

PLC在轧钢生产线的应用随着工业自动化技术的不断进步，PLC(可编程逻辑控制器)在各种生产线中被广泛应用。

在轧钢生产线中，PLC的应用更是起到了至关重要的作用。

本文将就PLC在轧钢生产线的应用进行详细探讨。

一、轧钢生产线概述轧钢生产线是将钢坯经过一系列的轧制工序，最终生产成标准的钢材产品的生产线。

一般包括炼钢、热轧、中轧、酸洗、冷轧等工序。

整个生产过程需要大量的设备和机械对钢坯进行连续的轧制和加工，以确保最终产品的质量和数量。

1. 控制系统集成PLC在轧钢生产线中的一个主要作用就是控制系统集成。

轧钢生产线上有众多设备需要协同工作，例如轧机、冷却设备、输送带等。

PLC可以将这些设备的控制系统整合在一个平台上，通过编写程序实现各设备之间的协调运行，从而提高生产效率，降低故障率。

2. 过程控制PLC在轧钢生产线中还承担着重要的过程控制任务。

在热轧工序中，PLC可以实现对轧机的启停、轧制力的控制、温度的监控等功能。

而在冷轧工序中，PLC可以控制轧机的辊缝调节、卷取速度、张力控制等。

3. 故障诊断和维护由于轧钢生产线设备复杂，运行环境恶劣，设备故障频繁。

PLC系统可以实时监测各设备运行状态，一旦发现异常，可以及时报警并记录故障信息，有利于维护人员进行迅速的诊断和维修，缩短故障处理时间，保障生产线的稳定运行。

4. 数据采集和分析PLC还可以用于轧钢生产线上的数据采集和分析。

通过PLC系统，可以实时采集各种传感器的信号，如温度、张力、速度等参数，然后通过编程实现数据的存储、分析和展示，为生产管理人员提供决策依据，帮助他们更好地了解生产线运行情况，及时调整生产工艺，提高产品质量和产量。

5. 安全保护轧钢生产线是一种高危的工业环境，有很多安全隐患。

PLC可以用来实现对安全设备的控制，如紧急停车装置、安全门、安全围栏等，保障工人的安全。

三、PLC在轧钢生产线应用中的优势1. 稳定性高PLC系统硬件可靠，抗干扰能力强，适应工作环境恶劣的特点，保证生产线长时间稳定运行。