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摘 要：在机械加工工程中，轧钢的工艺比较常见，在施工的过程中工作人员要对轧件进行严格地控制，尽量保证轧件安全导入机组。在整个工艺进行中，起到主导作用的就是侧导板，只有对侧导板进行合理地控制，才能提升机械加工的高效性。本文主要以西门子TDC控制系统为例，对其在侧导板系统中的应用状况进行分析和介绍，希望能够给专业人士提供借鉴和参考。
关键词：TDC；侧导板；压力控制；位置控制
侧导板的主要作用就是保障轧件能够顺利地进入到轧机中，从整个轧钢工作来看，侧导板的辅助性功能较强。但是有些轧钢工作人员并没有对其进行严格地控制，导致故障问题层出不穷，很容易出现轧钢和飞剪不相符现象，严重的还会出现堆钢的问题。一旦出现这些问题，不仅会影响机械加工的效率，还会影响到轧制的稳定性和安全性，严重威胁到产品的安全问题，所以，对侧导板进行控制，需要具有一定的准确性。本篇文章中，主要选择的是西门子的TDC系统，这种产品高端性较强，可以解决设备中通讯、控制以及驱动等方面的问题。可以对驱动系统进行高效控制，同时还可以对不同的变量的参数进行调节。在整个热轧过程中，侧导板和压力的控制工作比较明显。
1 侧导板控制系统
通常情况下，无论是何种类型的轧机组，在机组的架前或者是卷取机前都会有侧导板，侧导板一般都会安装在两个位置，一个是入口处，一个是出口处。但是无论是哪一种侧导板，其构成部分都是面对面的一对。侧导板系统的工作原理非常简单，就是通过对侧导板进行控制，使得轧制过程中的轧件能够对准正中的导向。但是整个軋制过程中速度相对较快，所以对于控制工作的精准度要求较高。
侧导板控制系统在实际的运行过程中，侧导板由两个部分构成，第一是操作侧，第二是传动侧。其中操作侧只受到位置的限制，和压力之间没有任何关系。传动侧即受到压力的作用也同样受到位置的控制。侧导板在工作的过程中，双侧共同完成轧制工作。侧导板和齿轮之间是一个整体部分，在侧导板工作的过程中，需要依靠液压缸来带动齿轮做到传动。同时，传动器可以对侧导板的位置进行检测。
整个控制过程时序图（见图1），其中包括时间轴、侧导板的开口度变化状况。
（1）在带钢来之前，要进行缜密地计算，明确设定值，将侧导板控制在设定的位置，要将初始的开口度控制在一定的范围内，同时根据系统运行的状态，来对控制状态进行调整。（2）当带钢头进入到夹辊时，就需要对带钢的头部进行跟踪，要根据计算好的数据来调节运行的状态。同时，还需要找到连续的位置控制设备，通常情况下主要是以移动控制闭合侧导板为主。（3）当侧导板接触到大纲的边缘，操作测和传动侧状态之间存在着严重的差异，前者仍然以位置控制为主，后者则是转换到压力控制的状态。要保证控制器处于被激活的状态，这一过程虽然以自动化和智能化的运行为主，但是为了保证系统运行的准确性和安全性，需要辅助以人工设置工作。这样才能将压力和位置进行控制。（4）带钢尾部的跟踪工作主要是以L2的设定值为主，做好位置控制工作也是促进系统正常运行的重要内容。（5）带尾跟踪进行之后，侧导板又回到开口度的位置，处于一种等待的状态。带钢位置的检测工作是由热金属检测器为主，其中侧导板的位移状况也是由专业的位移传感器来进行检测。传动侧的压力位置控制原理见图2。
对侧导板的闭环进行控制主要以压力控制器为主，侧导板的压力反馈值和保护值之间可能存在着一定的出入，可以通过侧导板自身来减少压力或者是将其控制在科学的范围内。所谓的位置控制，就是用磁尺位移传感器来对移动位置进行测定。不仅如此，还需要用精准放大控制电路的位移进行控制。在实际的运行的过程中，反馈的过程中，还会出现冗余设计环节，这样才能对整个系统的运行效率进行控制。
2 控制系统硬件
2.1 硬件组态。在大型轧钢线上，TDC系统一般包括：（1）机架：一般选用UR5213机架，共有21个卡槽位，可以根据不同需要插入CPU模块，I/O模块，通讯模块，接口模块以及全局数据通讯模块。卡槽与卡槽之间的模块可通过背板总线连接。（2）中央处理器：多块CPU，分别复杂不同的任务，如通讯，连接外设，整体控制等等。CPU是TDC的核心，可选CPU551，该模块提供一个RS232的串行接口，用于数据传输和状态诊断。（3）I/O模块：SM500模块可提供模拟量、数字量的I/O，增量编码器的输入接口等多种接口类型，可满足系统的各种应用需求。（4）通讯模块：CP51M1、CP50M50等。（5）GDM模块：全局数据通信模板。可实现机架间所有CPU模板的高速数据交换。控制系统中采用了工业以太网，GDM等多种通讯。
2.2 整体结构。在轧制过程中，为分散风险，一般利用计算机组成多级控制管理系统，共有四级：L0为传动设备级；L1为基础自动化级；L2为过程自动化级；L3为生产管理级。本控制系统中包涵两级控制系统，包括为L1基础自动化级和L2过程自动化级。L1基础自动化级面向机组，面向设备及设备的机构，用于逻辑控制，数据处理和开闭环控制，负责轧制过程中根据L2设定和带钢位置对相关的设备动作时序等控制；L2过程自动化面向整个生产线，其主要任务是对生产线上各机组和各个设备进行控制计算，完成轧线设备模型设定和数据采集，以及人机接口等功能。由此不难看出，侧导板的控制属于L1基础自动化级。
2.3 L1级和L2级。L1是DDC操作控制级，主要是在人工操作下进行轧制过程的具体控制，即所有相关设备工作的状态控制。L1操作控制级计算机从总线接受L2级传来的设定计算数据，采集所有现场有关于轧制状态信息和设备工作信息，例如润滑油压，轧件温度，轧制压力等。由于轧制过程中各种过程变量是模拟变量，所以首先要将模拟量转换成数字量，即数模转换，然后送入计算机内存。计算机经过适当的计算，将其转换成所需要的数值，或进行其他的数学分析或数据加工。然后输出结果。
结束语
西门子TDC控制系统是新一代高性能的控制系统。可以满足复杂控制的需求，完全可以应用于对侧导板进行控制。不管是在粗轧或者精轧区，满足了侧导板的高速，控制精度高等需要。
参考文献
[1]张金玲.热轧带钢精轧机组侧导板磨损分析及结构改进[J].轧钢，2013（5）.
[2]张智，李鑫，热轧精轧侧导板控制方法的改进[J].新疆钢铁，2010（3）.
[3]张芮，张卫，张正权，任立新，攀钢热轧板厂卷取液压侧导板工艺与控制[J].冶金自动化，2000（5）.
[4]单传东，卷取机侧导板控制策略优化[J].轧钢，2010（2）.
关键词：TDC；侧导板；压力控制；位置控制
侧导板的主要作用就是保障轧件能够顺利地进入到轧机中，从整个轧钢工作来看，侧导板的辅助性功能较强。但是有些轧钢工作人员并没有对其进行严格地控制，导致故障问题层出不穷，很容易出现轧钢和飞剪不相符现象，严重的还会出现堆钢的问题。一旦出现这些问题，不仅会影响机械加工的效率，还会影响到轧制的稳定性和安全性，严重威胁到产品的安全问题，所以，对侧导板进行控制，需要具有一定的准确性。本篇文章中，主要选择的是西门子的TDC系统，这种产品高端性较强，可以解决设备中通讯、控制以及驱动等方面的问题。可以对驱动系统进行高效控制，同时还可以对不同的变量的参数进行调节。在整个热轧过程中，侧导板和压力的控制工作比较明显。
1 侧导板控制系统
通常情况下，无论是何种类型的轧机组，在机组的架前或者是卷取机前都会有侧导板，侧导板一般都会安装在两个位置，一个是入口处，一个是出口处。但是无论是哪一种侧导板，其构成部分都是面对面的一对。侧导板系统的工作原理非常简单，就是通过对侧导板进行控制，使得轧制过程中的轧件能够对准正中的导向。但是整个軋制过程中速度相对较快，所以对于控制工作的精准度要求较高。
侧导板控制系统在实际的运行过程中，侧导板由两个部分构成，第一是操作侧，第二是传动侧。其中操作侧只受到位置的限制，和压力之间没有任何关系。传动侧即受到压力的作用也同样受到位置的控制。侧导板在工作的过程中，双侧共同完成轧制工作。侧导板和齿轮之间是一个整体部分，在侧导板工作的过程中，需要依靠液压缸来带动齿轮做到传动。同时，传动器可以对侧导板的位置进行检测。
整个控制过程时序图（见图1），其中包括时间轴、侧导板的开口度变化状况。
（1）在带钢来之前，要进行缜密地计算，明确设定值，将侧导板控制在设定的位置，要将初始的开口度控制在一定的范围内，同时根据系统运行的状态，来对控制状态进行调整。（2）当带钢头进入到夹辊时，就需要对带钢的头部进行跟踪，要根据计算好的数据来调节运行的状态。同时，还需要找到连续的位置控制设备，通常情况下主要是以移动控制闭合侧导板为主。（3）当侧导板接触到大纲的边缘，操作测和传动侧状态之间存在着严重的差异，前者仍然以位置控制为主，后者则是转换到压力控制的状态。要保证控制器处于被激活的状态，这一过程虽然以自动化和智能化的运行为主，但是为了保证系统运行的准确性和安全性，需要辅助以人工设置工作。这样才能将压力和位置进行控制。（4）带钢尾部的跟踪工作主要是以L2的设定值为主，做好位置控制工作也是促进系统正常运行的重要内容。（5）带尾跟踪进行之后，侧导板又回到开口度的位置，处于一种等待的状态。带钢位置的检测工作是由热金属检测器为主，其中侧导板的位移状况也是由专业的位移传感器来进行检测。传动侧的压力位置控制原理见图2。
对侧导板的闭环进行控制主要以压力控制器为主，侧导板的压力反馈值和保护值之间可能存在着一定的出入，可以通过侧导板自身来减少压力或者是将其控制在科学的范围内。所谓的位置控制，就是用磁尺位移传感器来对移动位置进行测定。不仅如此，还需要用精准放大控制电路的位移进行控制。在实际的运行的过程中，反馈的过程中，还会出现冗余设计环节，这样才能对整个系统的运行效率进行控制。
2 控制系统硬件
2.1 硬件组态。在大型轧钢线上，TDC系统一般包括：（1）机架：一般选用UR5213机架，共有21个卡槽位，可以根据不同需要插入CPU模块，I/O模块，通讯模块，接口模块以及全局数据通讯模块。卡槽与卡槽之间的模块可通过背板总线连接。（2）中央处理器：多块CPU，分别复杂不同的任务，如通讯，连接外设，整体控制等等。CPU是TDC的核心，可选CPU551，该模块提供一个RS232的串行接口，用于数据传输和状态诊断。（3）I/O模块：SM500模块可提供模拟量、数字量的I/O，增量编码器的输入接口等多种接口类型，可满足系统的各种应用需求。（4）通讯模块：CP51M1、CP50M50等。（5）GDM模块：全局数据通信模板。可实现机架间所有CPU模板的高速数据交换。控制系统中采用了工业以太网，GDM等多种通讯。
2.2 整体结构。在轧制过程中，为分散风险，一般利用计算机组成多级控制管理系统，共有四级：L0为传动设备级；L1为基础自动化级；L2为过程自动化级；L3为生产管理级。本控制系统中包涵两级控制系统，包括为L1基础自动化级和L2过程自动化级。L1基础自动化级面向机组，面向设备及设备的机构，用于逻辑控制，数据处理和开闭环控制，负责轧制过程中根据L2设定和带钢位置对相关的设备动作时序等控制；L2过程自动化面向整个生产线，其主要任务是对生产线上各机组和各个设备进行控制计算，完成轧线设备模型设定和数据采集，以及人机接口等功能。由此不难看出，侧导板的控制属于L1基础自动化级。
2.3 L1级和L2级。L1是DDC操作控制级，主要是在人工操作下进行轧制过程的具体控制，即所有相关设备工作的状态控制。L1操作控制级计算机从总线接受L2级传来的设定计算数据，采集所有现场有关于轧制状态信息和设备工作信息，例如润滑油压，轧件温度，轧制压力等。由于轧制过程中各种过程变量是模拟变量，所以首先要将模拟量转换成数字量，即数模转换，然后送入计算机内存。计算机经过适当的计算，将其转换成所需要的数值，或进行其他的数学分析或数据加工。然后输出结果。
结束语
西门子TDC控制系统是新一代高性能的控制系统。可以满足复杂控制的需求，完全可以应用于对侧导板进行控制。不管是在粗轧或者精轧区，满足了侧导板的高速，控制精度高等需要。
参考文献
[1]张金玲.热轧带钢精轧机组侧导板磨损分析及结构改进[J].轧钢，2013（5）.
[2]张智，李鑫，热轧精轧侧导板控制方法的改进[J].新疆钢铁，2010（3）.
[3]张芮，张卫，张正权，任立新，攀钢热轧板厂卷取液压侧导板工艺与控制[J].冶金自动化，2000（5）.
[4]单传东，卷取机侧导板控制策略优化[J].轧钢，2010（2）.