轧钢电气自动化控制系统应用优化

2020-03-05张亮亮

中国金属通报 2020年6期

张亮亮

（河钢股份有限公司承德分公司河北省钒钛工程技术研究中心，河北承德 067000）

电气自动化控制系统在轧钢生产中的应用，有效地提升了轧钢自动化水平，实现了轧钢生产过程中电气系统的自动检测，当出现问题时发出预警信号提醒电气维护人员及时处理。因此，对于电气技术人员来说掌握电气自动化控制技术对提升维护技能至关重要，需要用心钻研、学习。

1 电气自动化控制系统的定义

电气自动化工程控制系统是利用人工操控的方法，对系统中的继电器和感应器等部件进行掌握和控制，使其可以按照生产要求进行有序的工作。完成这一控制过程，需要一套系统的运行和参与，这套系统被称作电气自动化控制系统。

2 电气自动化控制技术的特点和作用

在电气自动化学科领域来看，电气自动化控制技术主要是电子技术和信息传输技术的交叉，也就是说电气自动化控制技术立足于原本学科知识上增加了计算机技术，人工智能与学习有机结合。电气自动化技术的运用范围比较广泛，使用计算机可以更好地调度发电站和不同站点之间的关系；通过计算机联网功能可以更好地更新和完善不同站点的电力信息系统；也可以更好地处理电力系统中的故障和问题。同时，电力系统中的电气自动化控制技术可以有效地运转电力系统程序，只需将程序输入到计算机中即可，就能自动检测和维修电力系统，并及时地对存在问题进行预警。

3 电气自动化控制系统的发展方向

（1）发展趋于标准化。轧钢生产的业务系统一般情况下要与电气自动化控制系统进行有效连接，同时所应用到的程序借口也是相似的。其根本目的是为做到将多个用户的产品进行交换，在工业生产领域做到规模化发展。不同行业的发展都需要遵循所规定的标准，若不按照规定标准生产，就会导致产品质量出现问题。此外，利用电气自动化系统生产产品时如果出现问题，对客户使用和产品销售都会造成影响。在未来的发展过程中电气自动化系统将会朝着标准化方向发展，开发具有标准的接口系统，为工业生产所使用的电气设备提供技术支撑。

（2）控制系统的安全性。电气自动化控制系统在应用中结合集成化的安全保护，提升系统应用的安全性，在设备运行中通过定时监测的方式，提升了设备运行的稳定性和安全性。结合市场的需求进行大量的数据分析，在系统设计环节中应该进一步提升安全级别，将系统的应用延伸到其他的领域，在硬件和软件上创新，从而在系统设计中实践分层设计，提升安全性。

4 轧钢电气自动化控制系统应用优化

轧钢自动化系统主要由以下几个部分组成：基础自动化系统、过程控制系统、二级信息化系统、区域生产控制及综合业务管理系统。

（1）基于PLC 技术的电气自动化控制。轧钢产线具备消耗量大且生产环境相对差的特点，使用传统方法进行电气连接线的过程中难免产生故障，但是在利用PLC 技术时，是对传统线路连接的一种优化，存储器的容量也增加了许多，可以利用这一特点完成对轧钢电气自动化内部程序的有效存储。PLC 技术的使用主要是为了提升轧钢自动化控制能力，还可以降低人力和物力的成本，应用效果显著。

（2）电气自动化控制在生产准备的应用。运用电气自动化控制对轧钢生产线进行生产操作，能够科学控制生产线上的各个生产数据。例如，在进行轧钢生产时，可以运用基础自动化系统对轧制的产品进行数据采集和分析，根据所采集到的数据，对轧制产品的强度、韧劲、表面质量等进行有效的控制，使轧制产品在符合成本价格的基础上，轧制出优质的产品。

图1 电气仪表控制执行图

（3）电气仪表自动化控制。通过Windows 计算机特定监控界面和电子音响等方法可以实现电气仪表的有效自动化控制，这种方法能够实时收到监测现场传送的数据。PLC 技术通过人机对话的方式实现电气自动化仪表的远程控制调节。整个电气仪表设备相关模拟参数运行图表会通过与电气仪表互联的计算机分析并显示出来，从而技术人员可以有效判断电气设备运行状态。计算机在处理控制器产生的连续数据时，只接收一个设定域的各种数值变化数据模拟量，当某一模拟量超出限位值时系统就会进行拉响警报。在电气自动化通信的设计上，技术人员将采集而来的相应数据存储与存储器中并发送至计算机系统，利用TCP 地址解析协议，可以保证信息发送的精确性。此外，此过程使用了已有的网络功能，减少了资源的浪费。

（4）在数控系统中的应用。在工业生产规模日益扩大的背景下，数控技术已经逐渐成为现阶段工业生产中最普遍运用计算机技术。追究其主要原因，PLC 为实现数控技术的普遍运用奠定坚实的技术基础。在工业生产中最普遍运用的数控技术主要包括点位型和直线型等，在这些数控技术中通常点位型数控系统适用于孔洞机床加工，由于该类型数控系统具有一定的灵活性，这样能够便于达到数控机床加工过程中的全面灵活转换的目的，与孔洞机床加工的特征相符。就系统控制功能而言，PLC 能够在单板机式数控装置中应用，而且将全能型数控装置和单板机式数控装置的特征相结合，完成内部整改，进而从根本上实现机床的改造。

5 电气自动化系统优化措施

（1）优化I/O 设备。优化I/O 设备可以实现最佳可靠的电气控制方案和完善的电气自动化控制系统。优化设备的重点是I/O 点的分配。在电气自动化系统优化过程中，我们要重点区分所使用设备的类型，然后细分电气控制节点以制定I/O 点列表。

（2）PLC 设备。PLC 设备作为系统的主要组件，必须对设备进行优化。具体措施是：首先选择具有较高安全性能的PLC 设备，积极制定设备优化策略并有效实施。然后使用此设备有效地监控轧钢过程。在PLC 设备的优化过程中，必须注意节约成本，并尽量减少不必要的维护成本。

（3）优化编程的工具。用于在电气控制系统中编写程序的工具称为编程工具。自动电气控制系统的效率只能通过有效编写系统程序来完全保证，这样才能实现基于计算机技术的自动化控制。所谓的优化编程工具，就是增加编程灵活性的同时尽量减少编程方法，为系统设计既准确又有效的编程服务，最终达到提高编程软件应用水平的目的。

（4）优化软件的相关结构。根据系统的操作标准对软件结构进行优化，并确保满足轧钢工艺的要求。例如，要调整软件结构，必须在运动过程中结合切削和加热工作，以优化结构并采用模块化设计方法。最终目标是提高系统效率并增加经济效益。在结构优化过程中，请注意以下几点：①将软件结构划分为多个操作单元，然后设置不同的标准化标准，以优化和完善模块子任务。②设定生产控制目标，调试各种控制组件，优化软件模块控制程序，并确保软件结构的完整性。③加强结构调整的针对性和目的性，以确保与轧钢操作同步。