范伟杰
南京钢铁股份有限公司 江苏 南京 210035
摘要：现如今，我国是智能化快速发展的新时期，科技发展十分迅速。介绍了一个先进的轧钢自动化智能仿真试验系统，以热连轧板带为目标，研究与开发先进轧钢自动化控制计算机仿真平台系统与计算机仿真技术，模拟实际轧钢生产工艺过程，为研究与开发轧钢工艺技术与产品、优化工艺与控制参数、研发与测试轧钢自动化控制软件包提供三维可视化技术分析手段，是解决轧钢自动化工程要求高和建设速度要求快之间矛盾的有效方法。
关键词：轧钢;智能;仿真
引言
随着工业物联网、工业4．0和“两化深融”等模式的提出和发展，钢铁企业自动化程度越来越高，具有设备安全等级高的特点，钢铁企业越发体现出对于通过智慧装备运营实现企业管理模式升级的必要性。而承接自动化工程技术的单位也在商业服务模式上有了创新，服务方式包括现场运维服务、电话运维服务和远程运维服务。随着智能技术的发展和进步，远程运维技术越来越受到企业和工程单位的重视，轧钢自动化远程诊断维保服务系统应运而生。
1何为轧钢
轧钢技术十分容易理解，同时在钢铁生产过程中也十分重要。简单的说，轧钢技术是钢铁制作和生产中将钢铁从钢锭或钢坯形式，轧压成指定形状的过程。轧压过程需要通过轧辊进行压力操作，通过压力作用完成加工。一般来说，轧钢技术并非将钢材一次成型，会经过多次的轧压压力加工完成。
2轧钢自动化智能仿真试验系统?
2.1一级单独仿真
一级单独仿真是基础控制级的一种单层面模拟，是指基础自动化系统与过程控制系统、设备及仪表通讯断开的情况下，通过模拟测试系统模拟设备与仪表的信号与相应的时序逻辑来测试基础自动化控制系统的各项功能，按区域又可分为粗轧区域单独仿真、精轧区域单独仿真和卷取区域单独仿真，主要用途有两个:一是用于一二级联合调试前，检查系统控制逻辑的正确性、系统内部各项控制功能;二是用于生产现场在长时间停轧、设备检修后的轧制过程模拟，电气人员和现场操作人员可根据模拟结果判断是否具备生产条件。现以金波尔950+mm热轧带钢为例，描述一级单独仿真过程的详细步骤如下:(1)检查模拟环境是否正常。检查PLC心跳信号正常，网络通讯诊断状态正常，HMI画面运行正常等。(2)通过HMI画面录入L1仿真数据，并进行单机设备模拟标定及投用选择，启动设备进入待轧状态。(3)选择区域仿真，通过调用微跟踪仿真计算程序完成轧制过程，检验设备动作及控制时序等的正确性;如无异常则选择全线仿真，完成从钢坯出炉到卷取下卷的全线轧制过程，检验各区域间握手信息的传递状态及交权时序的正确性。(4)恢复待轧状态，轧制数据来源选择L2，等待联合仿真。
2.2创新信息集中控制方式
信息集中控制方式，是指在轧钢电气自动化系统中，控制信息的输入和输出采用集中集控的方式，进行处理，一方面实现控制过程的快捷和高效，另一方面为后期的维护提供了便利。信息集中控制方式对于监控防护的等级要求较高。这是由于信息集中控制，意味着总体的控制量在增加，需要不断的增加监控防护中的监控对象。因而主控制系统的监控防护负担在不断的增加。在实际生产应用中，这种控制方式可能造成远程输送的电缆使用量的增加，形成控制可靠性的下降，难以确保控制准确率。创新信息集中控制方式尽管存在增加电缆使用量的问题，但是其可以在轧钢生产环节中通过信息输入和输出接口的转换，形成控制数据的组合式调整，充分的发挥全场的电气设备控制作用，降低监控轧钢生产过程的成本。同时，由于其对于电气设备的操作简便性，其维护过程十分简单。在轧钢电气自动化技术的创新发展中，发挥其优势，控制其电缆使用量问题，有助于信息集中控制方式的未来应用。
2.3认清自身的实际情况
在发达国家，钢铁行业是一项夕阳产业，该行业不是发达国家开发智能制造技术的重点。在此种情况下，我国需要加强钢铁行业的自主思考和规划，从而实现钢铁工业的智能化制造。为了实现上述目的，应从以下几个方面入手:①认识到自动化走向智能化是一条漫长的道路，无论是企业管理层还是生产控制层都应认识到这一点，并树立坚定的信念，才能实现智能化的生产和运营；②轧钢行业要重视技术的可靠性和效益性，并加强工艺设备的更新、产品的创新等，可选择钢铁试点进行智能制造，然后全面推行，最终实现全面的智能化制造；③要加强生产线的全面需求分析，整理和总结生产线方面存在的问题，并通过智能化方式进行解决，从而推动工业4.0的建设。
2.4基础自动化系统
应答式服务时，选定现场控制器，访问该控制器程序。需要时，可与远程服务器上的程序进行对比，修改完毕后，下装到该现场控制器。修改后的程序，可存储到远程服务器上。现场该控制器的上电等操作，应由现场完成。主动式服务时，系统自动辨识严重故障、潜在严重故障、重复性故障(如急停、检测元器件失效等)，及时通过微信或邮件，向用户提出整改或关注建议。依据目标工厂基础自动化系统运转状况，定期以邮件形式向用户提出点检维修建议。
2.5二级单独仿真
二级单独仿真是过程控制级的一种单层面模拟，是指过程控制系统与基础自动化系统、制造执行系统通讯断开的情况下，通过生产计划管理软件和数据回放软件系统的通讯，模拟回放轧机基础自动化系统的信号与相应的数据来测试过程控制系统的各项功能，主要用途有两个:一是用于一二级联合调试前，检查系统控制逻辑的正确性、系统内部各进程通讯状态以及轧制规程给定输入具备输出结果;二是用于生产现场在长时间停轧、换辊换规格、轧制新产品的轧制规程模拟，工艺人员及现场操作人员可根据模拟结果判断是否具备过钢条件。
2.6轧钢在软件和数学模型方面的智能化思考
数学模型是影响轧钢生产控制的一个重要因素。在正常情况下，数学模型可以对轧钢生产进行较为准确的设定、计算和预报，从而达到生产控制的目的。但在异常情况下，数据模型的设定、计算和预报可能会出现很大的偏差，难以发挥生产控制的作用。针对这一问题，目前的解决方法是由模型维护人员、工艺技术人员共同对模型进行研究和计算，找出正确的工艺参数、模型参数、计算逻辑等，并进行相应修改，从而确保生产的正常进行和产品的质量。如果将模型维护人员和工艺技术人员的方法和技术融入软件中，并对软件进行专业化操作的编程，使其能够模拟人工智能化操作，从而实现模型维护的智能化，提高数学模型的适应性，以实现轧钢行业智能化控制的目标。
结语
轧钢自动化智能仿真试验系统的搭建和运行，使得三电控制系统出厂前系统集成测试功能更加完备、完整，通过一级单独模拟轧钢、二级单独模拟轧钢和一二级联合模拟轧钢功能来测试两级自动化的所有控制功能，大大减少了现场调试周期，成本节约可观。同时，该系统与以往的两级自动化系统共同形成一套完整的板带轧制工艺与控制一体化解决方案，满足轧制领域工程应用需要，为用户生产高质量产品保驾护航。
参考文献
［1］刘卓，张维竞，聂鹏瑜．基于LabVIEW平台的数据回放系统设计［J］．仪表技术，2003(6):20．
［2］周泽雁，包清．过程控制级模拟轧钢系统的研制及在热轧试车中的应用［J］．冶金自动化，2004，28(6):20．
[3]薛兴昌,黄维纲,胡仁安.工程科学的前沿技术——轧制过程自动化工程支撑体系[J].冶金自动化,2010,34(04):1-5+9.
[4]龙志刚.轧钢电气自动化控制系统改造技术探讨[J].科技创新与应用,2014,(012):82-82.
[5]刘战萍,彭高南.轧钢电气自动化控制系统改造技术研究[J].科技创新与应用,2016(27):178-178.