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　　zhazhi shengchan zidonghua

　　軋制生產(chǎn)自動化

　　rolling process automation

　　軋制生產(chǎn)(包括操作、控制管理)是鋼鐵及有色金屬工業(yè)中自動化程度最高、計算機應用最多的部門。60年代以來對軋制成品的尺寸精度要求和對軋制速度的要求越來越高，人工操作已難達到，必須采取自動控制系統(tǒng)來滿足工藝要求，以取得高經(jīng)濟效益。軋制過程自動化已成為軋機現(xiàn)代化的標志和發(fā)展方向。

　　50年代開始在軋制生產(chǎn)中采用卡片程序控制、厚度自動控制和晶體管邏輯控制等，主要是以單機為對象的單臺設備自動化。60年代開始采用控制計算機，美國首先在帶鋼熱連軋機上配備厚度自動控制(AGC)系統(tǒng),用計算機設定精軋機輥縫和速度,得到良好效果。此后,即開始研究以軋機生產(chǎn)線為對象的自動化，并發(fā)展出軋機的最優(yōu)控制和自適應控制。70年代發(fā)展出軋制生產(chǎn)線和工廠管理相聯(lián)結(jié)的計算機集成控制系統(tǒng)。

　　在軋制生產(chǎn)中，帶鋼熱連軋機的機械化自動化程度最高，應用計算機最早，也最有效(見帶鋼熱軋)。目前采用自動厚度控制系統(tǒng)所生產(chǎn)的熱軋帶鋼厚度公差已降低到±0.05mm。60年代后期以來建設的帶鋼熱連軋機多采用計算機自動控制。中國武漢鋼鐵公司1978年投產(chǎn)的 1700mm帶鋼熱連軋機在500米長的軋制線上實現(xiàn)了全面自動化(見彩圖[1700毫米帶鋼熱軋機主控室]

　　)。目前用 AGC系統(tǒng)生產(chǎn)的鋁、銅及其合金冷軋帶材最小偏差已降到±0.005mm以下，板形平整。軋機計算機控制主要包括三項功能：①軋機和生產(chǎn)線各參數(shù)的自動設定功能;②各參數(shù)的連續(xù)自動控制功能;③生產(chǎn)管理功能(圖1[ 帶鋼熱連軋機計算機自動控制系統(tǒng)示意]

　　)。

　　自動設定功能 所謂設定，一般是在軋制坯料進入相應的機組前，由計算機根據(jù)計劃產(chǎn)品要求、原料狀況和實測參數(shù)，按數(shù)學模型計算出該機組應有的參數(shù)，然后輸出所需的參數(shù)設定值。由自動預整控制系統(tǒng)來保證完成。例如當軋制規(guī)格、鋼種等確定后，需要設定各軋機的輥縫和速度等，計算機根據(jù)數(shù)學模型計算制定軋機合理壓下規(guī)程，即制定出最優(yōu)化的設定值。在一定的工藝和設備限制條件下，達到軋機產(chǎn)量高、功率分配和壓力分配合理、板形良好等目標。主要設定包括加熱爐的推鋼機、出鋼機和粗軋機的輥縫、轉(zhuǎn)速、導板位置，精軋機的輥縫、轉(zhuǎn)速、張力，卷取機的相應參數(shù)等。

　　輸出設定值確定后,由于預設定的模型精度不夠,檢測信息存在誤差，以及系統(tǒng)狀態(tài)變化等，需要不斷利用及時檢測的信息修正模型參數(shù)，這種功能稱為自適應校正功能。軋機由于實現(xiàn)了計算機自動設定，具有比熟練操作工人更快的判斷和修正能力，可提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，并節(jié)約人力。

　　自動連續(xù)控制功能 這種功能包括加熱、終軋、卷取的溫度控制(包括輸出輥道冷卻水控制)，厚度自動控制(AGC)以及位置和速度預整定自動控制(APC)。在給定目標值后(通常指設定值)，計算機根據(jù)檢測儀表實測值與目標值比較所產(chǎn)生的偏差，連續(xù)地(實際上有一定的間隔時間)、不斷地輸出控制信號來控制有關設備，使該參數(shù)達到目標值，這屬于反饋控制系統(tǒng)(圖2[ 反饋控制示意圖]

　　)。

　　厚度自動控制系統(tǒng)的方式有：①反饋控制。根據(jù)直接或間接測厚裝置，檢測軋件厚度與設定目標厚度的偏差信號，經(jīng)計算后,發(fā)出調(diào)整輥縫的指令,使軋件厚度符合目標厚度(見軋機彈性變形)。②前饋預控。根據(jù)進入軋機前的測厚信號(或前一機架的軋制厚度信號)預設定軋機輥縫,達到自動控制。目前以反饋控制為主,結(jié)合前饋預控。

　　生產(chǎn)管理功能 包括帶卷跟蹤、軋制節(jié)奏控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄和打印各種報表等。此外還與廠級管理計算機相聯(lián)，根據(jù)訂貨卡制定作業(yè)計劃，下達生產(chǎn)任務等。

　　帶卷跟蹤的主要任務是及時掌握生產(chǎn)線上每一塊軋件到達的位置,使計算機內(nèi)貯存的該軋件的基本數(shù)據(jù)(如鋼種、尺寸等)與“在線”檢測的數(shù)據(jù)相對應,保證不出錯誤。還可顯示跟蹤結(jié)果，供操作人員驗證。

　　軋件節(jié)奏控制是合理控制加熱爐出鋼節(jié)奏，根據(jù)所軋制的規(guī)格、各工序機組所需時間及其跟蹤功能等進行計算和控制。在保證前后兩塊軋件不相撞的條件下盡量縮短間隙時間，以提高生產(chǎn)率。輔助生產(chǎn)線如剪切線、平整線等也有相應的自動化功能。輔助操作如軋機換輥和換輥后軋制線的調(diào)整等也都實現(xiàn)了自動化。

軋制自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展 軋機自動化水平較高的還有帶鋼冷連軋機(見帶鋼冷軋)，從上卷、穿帶、軋制參數(shù)的設定，軋機厚度控制和數(shù)據(jù)記錄打印等都實現(xiàn)了自動化。如中國武漢鋼鐵公司帶鋼冷連軋機計算機控制的軋機，它的計算機室見圖3[ 武鋼帶鋼冷連軋機計算機室] 。

　　60年代以來，在初軋機、中厚板軋機、型材軋機、線材軋機、軋管機和焊管機組上都不同程度地實現(xiàn)了自動化，如H型鋼連軋機采用計算機控制后,穩(wěn)定了軋制過程，提高了產(chǎn)品尺寸精度和作業(yè)率，取得較好的技術經(jīng)濟效果。但一般型材、棒材軋機的自動化程度較差。在各類軋機中，連續(xù)式軋機自動化程度較高，非連續(xù)式軋機自動化程度較低。在軋制工序中，軋制線自動化程度較高，精整線自動化程度較低。隨著軋機和各工序連續(xù)化的進展，自動化也不斷發(fā)展，特別是計算機控制的自動化從70年代以來發(fā)展更快。

　　現(xiàn)代軋機計算機自動控制系統(tǒng)一般采用多級計算機方式，軋鋼自動控制系統(tǒng)與整個冶金工廠或公司自動控制系統(tǒng)相聯(lián)，成為一個大的控制系統(tǒng)。這是進一步發(fā)展的方向。