朱丘健

華菱湘鋼五米寬厚板廠 湖南湘潭 411100

1 智能化控制在軋鋼流程當中的使用價值分析

智能控制主要是在自動控制和人工智能等多學科基礎上共同結合產(chǎn)生的交叉學科，智能控制主要是通過人工智能的方式將復雜控制過程中出現(xiàn)的一些無法解決的問題處理，因為當前社會快速發(fā)展對鋼材的需求也在逐步增加，智能控制技術與軋鋼自動化控制系統(tǒng)相結合，可以有效的將軋鋼過程中生產(chǎn)效率低等問題解決，符合社會發(fā)展的需要。與此同時智能控制技術與操作具有高效的特點，可以讓軋鋼的生產(chǎn)效率提升，為鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展帶來經(jīng)濟效益[1]。

智能控制技術從出現(xiàn)開始逐步發(fā)展為神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、專家控制的各種控制方式，智能控制技術在軋鋼生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用。在軋鋼設備上進行傳感器的設置，將整個設備的具體狀態(tài)傳遞給控制系統(tǒng)，通過可編程控制系統(tǒng)有效的控制設備的動作，在加工流水線生產(chǎn)的過程中，傳感器可以鎖定機臺位置，并且將獲得信號反饋給信息控制中心。信息控制中心對整個系系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控，符合系統(tǒng)條件時就輸出相應的信號控制機才到下一個位置，在整個加工操作過程中加工工藝得到快速的發(fā)展。然而，在實際操作的過程中由于作業(yè)控制精度不高，會造成產(chǎn)品質(zhì)量低，出現(xiàn)浪費等問題，智能控制技術在軋鋼作業(yè)的過程中可以有效的保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少浪費，控制良品率。

2 軋鋼自動化現(xiàn)狀分析

2.1 軋鋼自動化系統(tǒng)和數(shù)學模型的引進

為了促進鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，我國引進了許多先進的軋鋼自動化系統(tǒng)，尤其是在冷連軋、熱連軋等生產(chǎn)線方面，引入了先進的軋鋼控制系統(tǒng)、軟件和數(shù)學模型。同時，為了達到生產(chǎn)控制的效果，我國還引進了一些著名電氣公司（西門子、三菱電機、ABB等）的轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)及其軟件[2]。

2.2 自主集成的軋鋼自動化系統(tǒng)

隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的自主研發(fā)和集成技術也得到了提升。在軋鋼方面，我國已有能力進行軋鋼自動化系統(tǒng)的自主集成設計。同時，通過對國外軋鋼自動系統(tǒng)的研究和吸收，我國已具有系統(tǒng)應用程序的修改、新功能程序編制和設計的能力，并可對數(shù)據(jù)模型進行修改和更新。就自主集成設計系統(tǒng)來說，其是從熱軋連生產(chǎn)線起步，且已研發(fā)成功，并得到了廣泛的應用，而國內(nèi)冷軋、中厚板生產(chǎn)線方面的自主集成系統(tǒng)數(shù)量較少，有待進一步研發(fā)。

3 智能控制技術在軋鋼控制中的應用

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在軋鋼中的應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡主要是對腦神經(jīng)傳遞方式進行模擬形成的一種人工智能識別方式，在應用的過程中具有自學習自適應、自組織等各種特點，適合對非線性動態(tài)關系進行處理，在軋鋼當中可以對一系列無法解決的非線性問題進行有效的解決，以bp神經(jīng)網(wǎng)絡為例，在實際操作的過程中可以有效地將模型識別和非線性關系結合。

在軋鋼的過程中人工神經(jīng)網(wǎng)絡應用，主要體現(xiàn)在對冷軋變形抗力、摩擦系數(shù)的預測，熱軋帶鋼的軋制力預測等各個方面，當前我國在帶板帶鋼生產(chǎn)的過程中，主要使用的是連軋方式，而軋制力預報方面是連軋、精軋機組計算機設定過程中的核心，在軋制力的預報的過程中涉及到變形抗力模型、應力模型以及溫降模型。

如果使用原來的方法設定模型，需要采集大量的數(shù)據(jù)預先進行模型的設置，并且進行非線性回歸的計算，然而在統(tǒng)計的過程中不可能在同一環(huán)境下獲得相應的數(shù)據(jù)，因此無法做到準確的回歸，通過神經(jīng)網(wǎng)絡的方式積累相應的數(shù)據(jù)，可以建立起相應的神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)學模型，精確地對其進行模擬和計算[3]。

3.2 PLC系統(tǒng)在軋鋼中的應用

目前我國常見的熱連軋產(chǎn)線主要由四道工序構成，第一道是加熱爐；連鑄生產(chǎn)的板坯進入加熱爐進行均熱，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。該工序的生產(chǎn)環(huán)境存在煤氣、高溫等危險性，由PLC、熱電偶和電控燒嘴構成的燃燒控制系統(tǒng)能為加熱爐提供穩(wěn)定精確安全的爐溫控制。第二道是軋機前的高壓水除鱗系統(tǒng)；利用高壓水沖擊去除板坯表面氧化鐵皮，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。PLC通過HMD捕捉到板坯到達除鱗位置的信號后控制噴射閥組快速準確打開和關閉。高壓水除鱗是熱軋產(chǎn)線的關鍵設備，工藝復雜設備連鎖多，利用PLC控制除鱗系統(tǒng)可以提高控制精度和可靠性同時降低用水量，降低維護難度。

第三道是軋機系統(tǒng)；軋機系統(tǒng)由粗軋機和精軋機組成，粗軋機通常執(zhí)行多道次軋制，配合壓力定寬機和立輥提供大壓下量，產(chǎn)出合格的中間坯。精軋機組的各道次機架按照工藝要求提供相應的負荷分配進行軋制。軋機系統(tǒng)主要由傳動、液壓、潤滑等部分組成，軋鋼工藝中控制帶鋼板型和軋制質(zhì)量至關重要的AGC厚度控制、HGC輥縫控制和彎竄輥功能就是依靠對電氣液壓系統(tǒng)的精確控制來實現(xiàn)的。液壓系統(tǒng)的控制核心部分是由上位機、PLC主站、DP從站和現(xiàn)場檢測元件構成。通過采集和處理現(xiàn)場設備信號，PLC對不同功能的液壓泵站的參數(shù)進行精確快速的控制，由液壓缸實現(xiàn)AGC、HGC、軋制力控制和活套張力控制等重要工藝功能。

最后一道工序是冷卻和卷??；帶鋼通過快冷、層流等冷卻方式將帶鋼冷卻到指定溫度進行卷取作業(yè)生成合格的熱軋商品卷。卷取工序中采用分布式控制系統(tǒng)，卷取PLC站與精軋通訊，分站與各液壓站閥臺相連，通過對帶鋼的材質(zhì)、厚度、寬度和精軋拋鋼速度等數(shù)據(jù)的運算處理實現(xiàn)側導板控制、助卷輥踏步和動態(tài)卷取張力控制等功能。

4 結語

綜上所述，我國軋鋼行業(yè)在自動化系統(tǒng)應用方面還有待提高，應加強引進自動化技術的研究和吸收，研發(fā)符合企業(yè)自身情況的自動化系統(tǒng)，提高軋鋼生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。同時，軋鋼相關企業(yè)應認清自身的實際情況，做好智能化的基礎工作，并加強軋鋼數(shù)學模型方面的研究，促進軋鋼企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。