熱軋電氣自動化與計算機控制技術(shù)演講人：日期:CONTENTS目錄01系統(tǒng)組成與功能02核心控制技術(shù)03工藝流程自動化04工業(yè)控制網(wǎng)絡架構(gòu)05質(zhì)量監(jiān)測與控制06技術(shù)發(fā)展趨勢01系統(tǒng)組成與功能主傳動電氣控制系統(tǒng)電機驅(qū)動控制速度及位置控制電氣傳動保護自動化控制策略采用交流變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)主傳動電機的無級調(diào)速和軟啟動。具有過載、短路、接地等故障保護功能，確保主傳動電機的安全運行。通過編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器等檢測元件，實現(xiàn)對軋輥速度及位置的精確控制。采用PID控制算法，實現(xiàn)主傳動電機的閉環(huán)控制，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應速度和穩(wěn)態(tài)精度。輔助設備自動化單元液壓與氣動控制加熱與冷卻系統(tǒng)輥道與卷取控制環(huán)保與節(jié)能技術(shù)通過PLC和電磁閥等實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)的自動化控制，包括壓力、流量、方向等參數(shù)的調(diào)節(jié)。采用智能溫控技術(shù)，對加熱爐、冷卻裝置等輔助設備進行自動化控制，確保熱軋工藝的溫度要求。通過PLC和傳感器等實現(xiàn)對輥道、卷取機的自動化控制，確保鋼材的平穩(wěn)輸送和卷取質(zhì)量。采用電氣節(jié)能技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)等，降低輔助設備的能耗，提高熱軋生產(chǎn)的能效。采用觸摸屏或工業(yè)計算機等設備，設計直觀、易操作的人機交互界面，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化操作。實時采集、記錄生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如溫度、速度、壓力等，為生產(chǎn)分析和質(zhì)量控制提供依據(jù)。通過監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)出報警信息，提供故障診斷和排除方法，縮短停機時間。通過網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)對遠程設備的監(jiān)控與管理，提高生產(chǎn)管理的效率和水平。人機交互接口設計操作界面設計數(shù)據(jù)記錄與分析故障診斷與報警遠程監(jiān)控與管理02核心控制技術(shù)軋制力模型根據(jù)設備參數(shù)、材料性能及工藝要求，建立高精度的軋制力計算模型。溫度模型考慮材料熱傳導、軋制熱效應及環(huán)境溫度等因素，建立溫度預報與控制系統(tǒng)。軋制變形模型描述材料在軋制過程中的變形行為，包括厚度、寬度、板形等變化。微觀組織演變模型預測軋制過程中材料的微觀組織演變，為優(yōu)化產(chǎn)品性能提供依據(jù)。軋制過程數(shù)學模型閉環(huán)反饋控制策略厚度控制溫度控制板形控制張力控制通過測厚儀或AGC系統(tǒng)實時測量軋件厚度，并調(diào)整軋輥間隙或張力等實現(xiàn)厚度閉環(huán)控制。采用板形測量設備檢測軋件板形，并通過調(diào)整軋輥凸度、彎輥力等手段進行板形閉環(huán)控制。依據(jù)溫度模型及實測數(shù)據(jù)，對軋制過程中的溫度進行閉環(huán)控制，確保產(chǎn)品溫度符合工藝要求。在冷軋等過程中，通過張力傳感器及控制系統(tǒng)實時調(diào)整張力，以保證軋制過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。智能算法優(yōu)化應用數(shù)據(jù)驅(qū)動建模智能優(yōu)化算法預測與診斷技術(shù)質(zhì)量控制與優(yōu)化利用機器學習、深度學習等算法，基于大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立軋制過程模型，提高模型精度。應用遺傳算法、粒子群優(yōu)化等智能算法，對軋制過程中的工藝參數(shù)進行尋優(yōu)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。利用模型預測軋制過程中的關(guān)鍵參數(shù)及可能出現(xiàn)的故障，提前采取措施避免或減小損失。結(jié)合智能算法與在線檢測技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的實時監(jiān)測與控制，提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。03工藝流程自動化加熱爐溫度精準控制燃燒控制通過自動化控制系統(tǒng)，對加熱爐的燃燒過程進行精準控制，包括空燃比、爐內(nèi)氣氛等參數(shù)的調(diào)節(jié)。01溫度監(jiān)測與反饋實時監(jiān)測加熱爐各區(qū)域的溫度，并通過反饋系統(tǒng)調(diào)整燃燒參數(shù)，確保溫度控制在目標范圍內(nèi)。02高效節(jié)能根據(jù)生產(chǎn)計劃和實際工況，優(yōu)化加熱爐的燃燒策略，降低能耗，提高加熱效率。03軋機速度協(xié)同調(diào)節(jié)速度設定根據(jù)軋制工藝要求，自動設定軋機的工作速度，確保軋制過程的穩(wěn)定性和效率。速度控制負載均衡通過控制系統(tǒng)對軋機速度進行實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)與前后工序的協(xié)同作業(yè)，避免堆料和斷料現(xiàn)象。根據(jù)軋機的工作負載和電機的承載能力，自動調(diào)整軋機速度，實現(xiàn)設備的均衡利用和延長使用壽命。123卷取張力動態(tài)補償實時監(jiān)測卷取機的張力變化，確保張力控制在設定的范圍內(nèi)，避免張力過大或過小對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。張力監(jiān)測根據(jù)卷取過程中張力的變化，自動調(diào)整卷取機的控制參數(shù)，實現(xiàn)張力的動態(tài)補償和穩(wěn)定控制。動態(tài)補償通過對卷取機張力的精確控制，確保卷取后的鋼材形狀符合要求，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率。卷形控制04工業(yè)控制網(wǎng)絡架構(gòu)分層式通信協(xié)議配置信息管理層MES、ERP等系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡等技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)信息的管理和集成。03SCADA系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)等，通過以太網(wǎng)等網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)控和控制。02控制層現(xiàn)場設備層PLC、傳感器、執(zhí)行器等設備之間的通信，采用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)設備間的數(shù)據(jù)交換和互操作性。01實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式采用分布式采集方式，通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)采集到PLC或數(shù)據(jù)采集器中，再通過以太網(wǎng)傳輸?shù)缴衔粰C。01數(shù)據(jù)處理與分析實時對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，生成各種生產(chǎn)報表和曲線圖，為生產(chǎn)決策提供支持。02數(shù)據(jù)存儲與管理建立實時數(shù)據(jù)庫，對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，以便追溯和分析。03冗余安全防護機制采用雙網(wǎng)冗余或環(huán)網(wǎng)冗余等方式，提高網(wǎng)絡的可靠性和容錯性。網(wǎng)絡冗余設備冗余數(shù)據(jù)冗余關(guān)鍵設備采用冗余配置，如雙電源、雙控制器等，確保設備在故障時仍能正常工作。對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行冗余備份，防止數(shù)據(jù)丟失或損壞。05質(zhì)量監(jiān)測與控制在線厚度檢測系統(tǒng)利用放射性同位素測量技術(shù)，非接觸式測量熱軋材料的厚度。放射性同位素測量通過激光測距儀對熱軋材料表面進行高精度測量，計算厚度。激光測量利用渦流傳感器測量熱軋材料表面到渦流探頭的距離，從而推算出材料厚度。渦流測厚儀板形閉環(huán)調(diào)節(jié)技術(shù)輥縫調(diào)節(jié)技術(shù)通過調(diào)整軋輥的輥縫值，實現(xiàn)對板形的精確控制。03利用噴水、噴氣等冷卻方式對軋輥和軋件進行局部冷卻，控制板形和性能。02冷卻控制技術(shù)液壓彎輥技術(shù)通過液壓彎輥裝置調(diào)整軋輥的彎曲度，從而控制板形。01缺陷數(shù)據(jù)追溯分析缺陷圖像識別利用計算機視覺技術(shù)，對熱軋帶鋼表面缺陷進行檢測和識別。01數(shù)據(jù)存儲與管理將缺陷數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，便于追溯和分析。02缺陷原因分析根據(jù)缺陷數(shù)據(jù)，分析缺陷產(chǎn)生的原因，為生產(chǎn)提供改進措施。0306技術(shù)發(fā)展趨勢數(shù)字孿生技術(shù)應用通過構(gòu)建熱軋過程的數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和預測，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。實時監(jiān)控與預測生產(chǎn)線仿真與優(yōu)化智能決策支持利用數(shù)字孿生技術(shù)建立虛擬生產(chǎn)線，進行設備仿真、工藝優(yōu)化和故障診斷，降低實際生產(chǎn)中的風險和成本?；跀?shù)字孿生數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能和機器學習算法，為熱軋過程提供智能決策支持，提升生產(chǎn)效益。5G邊緣計算融合數(shù)據(jù)實時處理利用5G技術(shù)的高速傳輸特性，實現(xiàn)熱軋現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、處理和傳輸，為監(jiān)控和決策提供有力支持。設備互聯(lián)與協(xié)同網(wǎng)絡安全保障5G邊緣計算技術(shù)可實現(xiàn)熱軋設備的互聯(lián)互通和協(xié)同作業(yè)，提高生產(chǎn)自動化和智能化水平。5G技術(shù)結(jié)合邊緣計算，可增強熱軋過程的數(shù)據(jù)安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和非法訪問。123節(jié)能降耗控制優(yōu)化能源管理系統(tǒng)廢