三级工业自动化系统在厚板轧机生产中的应用

摘 要：工业自动化系统大大提高了工业生产的效率、质量控制水平，为工业的快速发展提供了推动力。本文简要分析了工业自动化系统的发展现状，分析了三级工业自动化系统的级别划分，阐述了三级工业自动化系统在厚板轧机生产中的应用和新型工业自动化系统的应用。

关键词：工业自动化系统 三级 轧机

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0086-01

1 钢铁工业自动化系统的发展现状

随着科技的迅速发展，我国钢铁工业已经进入了自动化系统时代，较为先进的自动化系统和技术如DCS（集散控制系统）技术、PLC（可编程控制器）技术、FLC（模糊逻辑控制）技术、低成本控制技术、智能控制技术、工业网络技术、工业总线技术、PDM（产品数据管理）技术、FA（工厂自动化）、ES（专家系统）技术、CIMS（计算机集成制造系统）技术、CAD（计算机辅助设计）技术、CAM（计算机辅助生产）技术[3]以及制造执行系统MES等在工业生产和产品质量控制以及故障诊断方面得到应用，提升了工业自动化水平和产品质量以及后续服务水平。当前的钢铁生产的最终目标是高度自动化、智能化、精准控制化和高效生产化，应用三级工业自动化系统后，厚板轧机生产完全实现了这一目标，提升了钢铁工来的技术自动化控制水平。

2 三级工业自动化系统的级别划分

钢铁工业自动化系统的级别按照使用对象分四级：一级L1为基础自动化系统。L1级通常使用PLC、DCS等控制系统，根据L2发出的动作指令进行生产控制；二级L2为二级服务器，收集L3级数据信息，对信息进行处理并反馈，生成轧制表后，将指令发送到L1进行生产控制；三级L3为生产制造执行系统（MES）。通过MES将钢铁生产各部分自动化系统统一成一个整体系统，形成产销一体链，L3是钢铁工业自动化系统的关键部分，具有桥梁作用；四级L4为企业管理系统。主要用于实现计划管理，质量管理，实绩跟踪，轧钢现场控制等等。

3 三级工业自动化系统在厚板轧机生产中的应用

3.1 一级基础自动化系统的广泛应用

厚板轧机生产自动化的基础技术是借助PLC、TDCSYMADYND设备等可编程控制系统组成。依靠PLC进行厚板轧钢程序的编写，由TDC、SYMADYND系统依据PLC的程序完成轧机本体的一系列自动化控制。应用一级基础自动化系统后，在精轧机、粗轧机上通过GDM耦合器进行数据信息的互传和命令的执行，完成辊颖、一般功能及上下轧机主传动的控制、完成公辅功能及机架的控制。无论是精轧机系统还是粗轧机系统都独立运行在自已的操作系统上，操作技术人员无需进行系统的更换，在各自的系统中进行轻松操作即可完成厚板轧机的自动化运行。

3.2 二级模型系统的应用

中厚板轧机采用双机架自动轧制，轧制过程完全自动控制。轧机二级模型引进西门子奥钢联二级模型系统，二级服务器为双机架轧钢自动运行的核心，并不直接参与现场的运动的控制。一方面二级模型服务器从三级系统接收计划命令，获取需要生产的产品规格，同时，根据现场一级反馈回来的信息，完成轧制道次表的计算，因此L2系统在整个轧钢自动化系统中起到了承上启下的作用。通过二级模型计算和自学习技术的应用，可将轧钢的控制标准化、精确化，从而进一步实现了自动化。

3.3 三级MES系统的应用

厚板轧钢生产涉及的原料最大，产品数量大，跟踪困难，生产环节多特点，为了更好的实现信息技术化，在厚板轧机生产中应用三级工业自动化系统即（MES系统），就能够以销定产，节省大量的多余原料的购进费用，原料的存储费用，产品的存储费用。而且MES系统能够将数据信息随用随调，提高了产品的跟踪服务水平。MES系统较复杂，设有不同层次人员的管理界面，每层次操作人员只需要点击界面中相应连接，即可进行系统操作。MES系统是钢铁生产企业与销售企业的桥梁，当销售企业的录入生产需求后，向下传递需求信息。生产技术员按照需求结合现场实际情况进行排产，排产后轧机L2系统及各操作岗位按照计划实施。每一块物料进行到各生产环节时可被该环节的二级系统或者操作者接收并生产加工。MES系统以以太网为传输介质，设置服务器及客户端，不同用户按权限登陆客户端实现相应的操作。

4 新型自动化系统在厚板轧机生产中的应用

随着钢铁企业竞争的日益激烈，一些高强度、高精度、高磁感热轧磁钢等钢产品对于厚度的高精度要求越来越高，促进企业必须开发高精度高性能的自动厚度控制系统。这种系统的开发与应用要求能与MES系统相兼容，具有信息数据标准化，能与三级自动化系统建立连接。新型高精度厚度自动化控制系统（AGC）控制的目的是消除钢板厚度偏差，达到目标钢板厚度，同时满足同板差和异板差性能指标的要求。AGC系统采用相对方式AGC和绝对方式AGC，两种方式在轧制过程中自动切换。初始道次都使用相对方式AGC控制同板差，后面若干道次使用绝对方式AGC保证成品的厚度精度[4]。AGC系统在厚板轧机生产上应用可以完全消除钢头部的厚度偏差，生产出高精准、厚度一致的钢产品，大大减少了后期的服务跟踪费用，而且提高了钢企业的产品质量，实现了以质量求发展的运营理念。

5 结语

随着钢铁企业管理水平和生产技术水平的不断提升，钢铁企业生产自动化不断升极与创新，一些陈旧的自动化系统在技术人员的攻关下，都完成了技术升级与系统改造，加快了工业自动化系统的应用步伐。将信息技术应用到自动化系统中，根据服务对象产生了四级自动化系统，从管理层面，销售层面、生产层面、技术操作层面都实现了高度自动化，三级工业自动化系统在应用中提高了厚板轧机生产的自动化控制水平和产品质量。为了更好的占有市场，一线操作人员要及时反馈自动化系统的问题，争取与技术人员一同改进，为钢企业在国际企业中占有利地位而努力。

参考文献

[1]周林灿，陈东帆.现代集成制造系统中的制造执行系统[J].自动化仪表，2006（11）.

[2]袁宇峰.我国钢铁工业自动的现状和发展[J].钢铁研究，2004（3）.

[3]杨淑美.三级工业自动化系统在厚板轧机生产中的应用[J].自动化技术与应用，2012，31（9）.

[4]陈跃华.中厚板轧机高精度厚度自动控制系统的开发及应用[J].治金自动化，2011（3）.

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