智能控制技术在轧钢控制中的应用探索

智能控制技术在轧钢控制中的应用探索

高玉佩

重庆钢铁股份有限公司 重庆市 400084

摘要：根据轧钢实际的生产状况，建立可行的质量模型变量，达到对产品质量的有效控制。目前，轧钢生产技术主要采用低温轧制和板带轧制，这两种技术的开发和广泛应用可以有效保障产品的质量。但是，轧钢生产能耗大，在未来发展的方向上必须走低能耗发展道路。本文对智能控制技术在轧钢控制中的应用进行分析，以供参考。

关键词：智能控制技术；轧钢控制；应用

引言

轧钢生产以及产品质量的控制问题的解决，需要应用有效的控制方法，轧钢生产线系统非常巨大，也就意味着控制工作极为复杂，测量产品质量的仪器往往价格昂贵或者无法及时提供，所以质量控制需求无法得到满足。过程控制方式通常是间接控制，期间存在较大的技术难度，整个控制系统的设计工作面临极大困难。

1轧钢生产技术的发展与应用

1.1高温低氧燃烧技术

在轧钢生产中高温低氧燃烧指的是：燃料在较低氧气浓度中充分燃烧或者在较高温度的环境中充分燃烧。在高温低氧燃烧中，燃料的燃烧过程并不是静态火焰，是一个动态反应，在节能环保方面具有突出优势，加热时间大量减少，燃料节约达到百分之五十，实现了轧钢生产效率的提高。

1.2节能涂料

加热炉在轧钢生产中能耗高，但是，整个轧钢生产它的作用是关键性的，在此前提下，应用高温节能涂料可以有效降低能耗，提高加热炉生产效率。目前，在我国节能涂料研究领域，研发出一批高温节能涂料，在节能效果方面更具优势，可以减少大约五分之一加热炉能耗，并且加热炉生产效率也可以提高四分之一至三分之一。

2轧钢加热炉温度控制措施

2.1创新温控技术

随着计算机技术的迅猛发展，在轧钢加热炉温控系统中植入了供坯节奏、热平衡、数字模型等模块，借助于计算机技术，可以对加热温度进行实时计算和控制，使加热炉逐步实现自动化管理。尤其是二级控制系统的实际应用，能够对加热炉各部分的主要启动程序进行科学控制，其中，神经网络系统具有强大的非线性映射功能与较强的学习能力，该系统能够自主灵活的创建控制模型，同时具有结构简单、噪音小等优势，在轧钢加热炉温度控制领域得到广泛应用。此外，近年来，也出现了RBF网络模型以及模糊逻辑控制等智能控制技术，模糊逻辑控制技术常被应用在复杂的加热炉系统当中，该技术总结了实际温度控制经验以及固定的控制规则，不仅节省了生产成本，而且也促进了生产效率的大幅提升。

2.2温度控制要求

为了防止加热缺陷，需要保证钢坯料具有足够的可塑性，但是，并不能无限升高加热温度，以避免产生过热与过烧现象。结合钢种、钢断面及钢坯形状，在均热的前提下，应当将加热温度控制在1050~1100℃之间，在这一温度区间能够使钢坯料的长度与断面保持均匀一致，进而提升钢坯的加热质量。

2.3轧制不顺畅情况下的温度控制措施

轧制不顺畅通常表现轧线经常出现换辊、换槽、检修等问题，此时，应当及时采取降温措施，调整煤气供给量。当保温待轧时间满足标准要求后，可以在开始轧制之前逐渐升温。以Φ16HRB335螺纹钢为例，开始轧制后，一切顺利，轧制节奏为每小时轧制140支钢坯，每轧制45min，记录一次炉温。由于炉尾待温时的钢坯预热温度过高，导致加热段与均热段的升温速度较快，但是后续装入钢坯始终处于顺轧状态，这就使加热炉的温度逐步升到正常值，因此，在轧制不顺畅的情况，预热段温度要低于顺轧时的温度。

3轧钢生产过程质量控制的方法

完善质量问题处理程序，轧钢生产车间要严格落实质量管理制度，依据文件要求，明确各职能部门的岗位职责。与此同时，需要科学地制定各项质量问题管理规定，界定质量问题的含义，一般而言，由于违章操作或者设备故障等因素，造成车间生产出一定数量的废品或者质量不合格的产品，都属于质量问题。生产过程中，一旦发生质量问题，必须根据具体情况及时上报，主管车间质量的相关人员需要追究责任人的责任，启动质量问题处理程序，组织人员调查问题原因，探讨应对策略，以减少或避免后续质量问题的发生。

4智能控制技术在轧钢控制中的应用探索

4.1PLC系统在轧钢中的应用

智能控制技术在轧钢企业中的运用，还可以通过变频设备等实现对生产流程的控制。其工作原理是利用变频器和编程控制系统的接口完成通信，这个阶段中，编程系统借助模块的进行命令输送，变频器接收到相关信号后立即执行。此外，PLC控制系统还能够反向接受变频器的数据资料，便于工作人员实时采集数据，并进行问题分析。一系列的有效衔接，确保智能控制系统对生产情况全面掌控，通过全面的数据采集模式解决传统工艺中的人工控制难题。智能控制系统的运用，不论是从工作效率还是产品质量上，该技术都存在着较为明显的优势。机器替代了人工，很多危险的环境都可以通过机器来进行操作，避免了危险作业，准确率得到大幅提升。智能控制系统能够有效掌握轧钢企业内现有设备的运行状况，给技术人员提供更加准确的操作依据。所有工艺都在规范的管理下有序开展，数据准确性更高。从工厂生产现状来看，我国的生产企业大多数针对的是热轧带钢工艺处理，这些原料表面容易被氧化，形成氧化铝表层，在加工前需要进行清洗工作，然后再进行产品加工。从我国现有生产工艺来看，目前对于产品质量要求较高的是冷轧加工线。智能编程控制系统智能性更高，性能更可靠，大大减少了人工操作的危险性。

4.2人工神经网络在轧钢中的应用

人工神经网络兴起于20世纪末，该技术从信息自动化角度深刻剖析人类大脑的神经系统，模拟制成网络模型。这种网络识别模式更加智能，在实际操作过程中对于外部环境的适应性更强，在生产过程中识别度更高，特别适用于目前我国轧钢生产线中一些目前问题较多的非线性生产关系，提高问题的解决效率。人工神经网络系统的运用，主要体现在冷轧工艺的变形处理、产品的摩擦力预估以及热轧过程中驱使辊和轧件发生变形的外力估测等，从我国当前带钢产品的生产线来看，目前大多沿用连轧的生产工艺，但是在辊和轧件之间变形力的估测则需要借助先进的智能设备进行精轧处理，在整个阶段需要组建相应的模型，包括抗变形、预应力和温控等方面。

4.3人机界面的应用

智能化远程监控的应用主要借助移动机械车载对监控界面进行操作。通过该方法操作人员能更为清晰的从屏幕看到机械实际运行情况。再加上该界面在操作中对操作人员要求较低，且在操作中较为简单，又能从操作屏幕中看到更多机械运行相关信息，所以在重型机械生产活动中应用较多。在用户中心监控界面中还可以通过机械型号的输入来对其性能以及参数等相关信息进行查询，还可以通过界面接受远程系统传递过来的报警信息，以此能及时发现重型机械运行中存在的危险、尽快处理，以便及时的掌握机械相关信息。

结束语

自动化智能技术的研发是我国技术领域的又一大创新，特别是在钢铁行业的运行使用中，获得了巨大的成功。从目前市场反馈来看，这些企业的产品质量和经济效益都有了很大的提升。该技术的运用，为企业管理人员争取更多的时间发展壮大自身，不断提升综合实力。

参考文献

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