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摘要：现阶段，随着制造业对冷轧钢板的质量要求越来越高，相应的计算机控制系统建设要求越来越高。本文对冷轧过程的自动化控制、软件系统等进行了分析，并对操作维护相关注意事项进行了概述，旨在为相关制造生产提供一定了理论基础。
关键词：冷轧自动化；过程控制；研究
1 前言
冷軋过程一般在室温下进行操作，对钢材进行轧制的一个制造加工流程，原材料一般是4mm以下的热轧薄板，经过自动化加工轧制成为所需厚度的钢板，属于生产制造行业中的高端材料，目前对轧制成品的要求越来越高，因此，冷轧自动化工艺的要求越来越高，冷轧工艺成为关键问题，它是冶金制造业的重要加工技术。现阶段，冷轧生产线的精度、效率、操作稳定性等诸多要求使得相应的计算机控制技术需要进一步提升。
2 冷轧自动化部分
冷轧生产控制系统根据功能属性不同，大体分为两级控制系统，一级控制为设备控制，二级控制为过程控制，俗称过程控制自动化，二者通过系统之间的网络实现数据传输，具体介绍如下：其一、一级控制，也是基础控制阶段，通过对过程变量进行维持给定数值控制、协调整体工艺流程、实现自动化操作的控制。该阶段对设备的速度、位置等进行信息采集并控制，保证整个工艺流程的出入口可以实现自动控制，从而保证成品材料的尺寸大小、物理性能等符合要求。该系统的设计需要符合液压系统控制要求、数据通信传输功能及物料跟踪效益。其二、二级控制，该过程通过对物料的跟踪实现工艺流程正常运行，通过数学模型得出相应的控制压力，根据需要对产品质量进行控制，形成工艺流程的生产报表、质量报表等数据，完成操作流程的监控任务，该过程控制在钢卷称重后脱离生产线即完成。
2.1 一级控制
基础自动化级主要是通过处理与收集设备的速度、位置及顺序等数据，以使生产线入口与出口实现自动化，从而使控制产品的板形、张力、宽度及厚度等基础性任务得以完成。设计基础自动化系统必须使各功能之间的互相通信、人机对话、处理数据、传输数据、控制逻辑、跟踪物料以及控制液压系统等功能得以满足。
2.2 二级控制
过程控制自动化级通常是选用互为热备份的两台计算机，然后再利用以太网把两台过程控制计算机与附助仪器结合起来。自热轧酸洗卷开卷起，两台过程控制计算机就开始录入并管理原材料的初始数据，同时跟踪待轧、正在轧以及已经轧过的钢卷数据，另外还会预先设置并测算过程参数数学模型，记载并采集处理轧制过程数据，然后形成并打印质量报表、生产报表以及工程报表，最后再完成控制人机对话、数据传输、处理历史数据、过程自学习、轧钢模拟、操作与启动应用系统以及对画面的显示事件监视进行维护等工作，直至运输钢卷的系统在线称重离线之后才结束。
3 二级控制机的软件
其一、位置跟踪子系统，功能体现在对钢材在工艺流程中的位置进行实时监控，响应一级机的断带信号，并对操作人员进行第一时间提醒；其二、换辊管理，更换工作辊、支撑辊时，将相关数据进行收集、录入操作；其三、计划管理，根据主管人员在二级机中录入的生产计划进行相应的操作施工；其四、停机，对相关停机操作进行监控、记录、管理；其五、报表，轧机正常工作过程中，根据需要进行质量、产量等相关报表；其六、画面，操作管理人员根据操作界面进行数据录入、材料位置跟踪、设定、断带故障处理等相关操作，实现便捷方便的操作控制。
4 二级控制机软件系统的构造
事件监视动作分配器是冷轧过程控制机软件的核心部分，其他子系统模块都是由它来启动的，它能够对外部设备与进程触发、数据流、内存缓冲区、进程间通信之间的相互关系进行协调，使轧机在完成各类相关动作时实现自动化。
因为二级控制机所采用的数据格式不同于一级控制机。所以倘若二级机的内存缓冲区接收到一级机的初始数据时，必须转换工程单位。监控轧机进程的事件是由二级机的监视器触发的，随后再让事件监控子系统对一级控制信号进行监控，同时将检测到的事件进程信息传达给事件监视动作分配器。每次接收到一个事件，事件监视动作分配器都会将执行相关动作的指令传达给应用程序，待应用程序收到并完成动作之后，再返回事件信息，冷轧自动控制的动作链就是由“传达―等待―接收”一系列的重复动作构成的。
5 计算二级控制机的规程
在接收到信息指令之后，轧制规程计算进程就会对入口处的钢卷号加以获取，同时对原材料卷的初始数据予以检索出来，然后再根据轧制工艺规范与产成品技术数据，并结合轧辊直径、模型参数、弯辊数据、自学习因子以及轧机限制等来计算轧制规程，并对计算规程的结果加以存储，最后再将完成信息传达给事件监视动作分配器。
5.1 采集模型数据
在将钢卷放入轧机之后，当接收到事件监视动作分配器传达的开始信息之后，采集数据的进程就会立即完成分析、采样及储存穿带与最小最大中间稳态速度轧制过程中所测量的数据。
5.2 对给定进行预先设置
轧制过程的控制参数是由计算轧制规程的数据构成的，由预先设置的进程依据所获得的信息，预先设置钢卷与轧机的各项技术质量标准。同时对目前的轧机限制、轧辊数据以及模型参数予以预先设置并检索出来。依据标志来对是否在进行穿带加以判定。
5.3 自适应学习
为了获取轧制力、功率及前滑的校正因子，需要借助数学模型来对采集到的带钢宽度、厚度、轧制力、张力及速度等数据进行重新计算。将计算理论数据与测量数据之间的偏差找出来，每次完成轧制钢卷时，事件监视动作分配就会将信息激活自学习因子予以传达出来。通过对钢卷进行确认以及对数据、所测量到的数据、预报的轧制规范数据以及所应用的学习校正因子进行提取，自适应学习进程就会形成新的学习因子，同时把它们保存至此卷的数据记录之中，最后再将完成学习的信息传达给事件监视动作分配器。
6 结语
综上所述，我们可以得知，冷轧是一项具有高效、高精确度、不间断性以及较高自动化程度的工艺，所以，其所配备的计算机控制系统也必须具有较快的反应能力、较高的精确度、较高的稳定性以及较快的速度，这样才能使冷轧技术实现更好的发展。
参考文献：
[1]张宁，赵亮，汪中.鞍钢1450冷轧生产线酸再生机组电控系统浅析[J].中国新技术新产品.2012（12）.
[2]霍岩岩，谢海云.基于冷轧自动化技术的西门子控制系统[J].科技视界机械与电子，2014（20）：111-112.
[3]李建平，杨红，牛文勇，王国栋. 直拉式冷轧实验机自动控制系统[J]. 东北大学学报（自然科学版），2012，33（07）：970-973.
[4]徐利璞，尤磊，计江，王大号.冷轧生产线惰辊的改进及应用[J].轧钢.2012（06）.
（作者单位：河钢乐亭钢铁有限公司）
关键词：冷轧自动化；过程控制；研究
1 前言
冷軋过程一般在室温下进行操作，对钢材进行轧制的一个制造加工流程，原材料一般是4mm以下的热轧薄板，经过自动化加工轧制成为所需厚度的钢板，属于生产制造行业中的高端材料，目前对轧制成品的要求越来越高，因此，冷轧自动化工艺的要求越来越高，冷轧工艺成为关键问题，它是冶金制造业的重要加工技术。现阶段，冷轧生产线的精度、效率、操作稳定性等诸多要求使得相应的计算机控制技术需要进一步提升。
2 冷轧自动化部分
冷轧生产控制系统根据功能属性不同，大体分为两级控制系统，一级控制为设备控制，二级控制为过程控制，俗称过程控制自动化，二者通过系统之间的网络实现数据传输，具体介绍如下：其一、一级控制，也是基础控制阶段，通过对过程变量进行维持给定数值控制、协调整体工艺流程、实现自动化操作的控制。该阶段对设备的速度、位置等进行信息采集并控制，保证整个工艺流程的出入口可以实现自动控制，从而保证成品材料的尺寸大小、物理性能等符合要求。该系统的设计需要符合液压系统控制要求、数据通信传输功能及物料跟踪效益。其二、二级控制，该过程通过对物料的跟踪实现工艺流程正常运行，通过数学模型得出相应的控制压力，根据需要对产品质量进行控制，形成工艺流程的生产报表、质量报表等数据，完成操作流程的监控任务，该过程控制在钢卷称重后脱离生产线即完成。
2.1 一级控制
基础自动化级主要是通过处理与收集设备的速度、位置及顺序等数据，以使生产线入口与出口实现自动化，从而使控制产品的板形、张力、宽度及厚度等基础性任务得以完成。设计基础自动化系统必须使各功能之间的互相通信、人机对话、处理数据、传输数据、控制逻辑、跟踪物料以及控制液压系统等功能得以满足。
2.2 二级控制
过程控制自动化级通常是选用互为热备份的两台计算机，然后再利用以太网把两台过程控制计算机与附助仪器结合起来。自热轧酸洗卷开卷起，两台过程控制计算机就开始录入并管理原材料的初始数据，同时跟踪待轧、正在轧以及已经轧过的钢卷数据，另外还会预先设置并测算过程参数数学模型，记载并采集处理轧制过程数据，然后形成并打印质量报表、生产报表以及工程报表，最后再完成控制人机对话、数据传输、处理历史数据、过程自学习、轧钢模拟、操作与启动应用系统以及对画面的显示事件监视进行维护等工作，直至运输钢卷的系统在线称重离线之后才结束。
3 二级控制机的软件
其一、位置跟踪子系统，功能体现在对钢材在工艺流程中的位置进行实时监控，响应一级机的断带信号，并对操作人员进行第一时间提醒；其二、换辊管理，更换工作辊、支撑辊时，将相关数据进行收集、录入操作；其三、计划管理，根据主管人员在二级机中录入的生产计划进行相应的操作施工；其四、停机，对相关停机操作进行监控、记录、管理；其五、报表，轧机正常工作过程中，根据需要进行质量、产量等相关报表；其六、画面，操作管理人员根据操作界面进行数据录入、材料位置跟踪、设定、断带故障处理等相关操作，实现便捷方便的操作控制。
4 二级控制机软件系统的构造
事件监视动作分配器是冷轧过程控制机软件的核心部分，其他子系统模块都是由它来启动的，它能够对外部设备与进程触发、数据流、内存缓冲区、进程间通信之间的相互关系进行协调，使轧机在完成各类相关动作时实现自动化。
因为二级控制机所采用的数据格式不同于一级控制机。所以倘若二级机的内存缓冲区接收到一级机的初始数据时，必须转换工程单位。监控轧机进程的事件是由二级机的监视器触发的，随后再让事件监控子系统对一级控制信号进行监控，同时将检测到的事件进程信息传达给事件监视动作分配器。每次接收到一个事件，事件监视动作分配器都会将执行相关动作的指令传达给应用程序，待应用程序收到并完成动作之后，再返回事件信息，冷轧自动控制的动作链就是由“传达―等待―接收”一系列的重复动作构成的。
5 计算二级控制机的规程
在接收到信息指令之后，轧制规程计算进程就会对入口处的钢卷号加以获取，同时对原材料卷的初始数据予以检索出来，然后再根据轧制工艺规范与产成品技术数据，并结合轧辊直径、模型参数、弯辊数据、自学习因子以及轧机限制等来计算轧制规程，并对计算规程的结果加以存储，最后再将完成信息传达给事件监视动作分配器。
5.1 采集模型数据
在将钢卷放入轧机之后，当接收到事件监视动作分配器传达的开始信息之后，采集数据的进程就会立即完成分析、采样及储存穿带与最小最大中间稳态速度轧制过程中所测量的数据。
5.2 对给定进行预先设置
轧制过程的控制参数是由计算轧制规程的数据构成的，由预先设置的进程依据所获得的信息，预先设置钢卷与轧机的各项技术质量标准。同时对目前的轧机限制、轧辊数据以及模型参数予以预先设置并检索出来。依据标志来对是否在进行穿带加以判定。
5.3 自适应学习
为了获取轧制力、功率及前滑的校正因子，需要借助数学模型来对采集到的带钢宽度、厚度、轧制力、张力及速度等数据进行重新计算。将计算理论数据与测量数据之间的偏差找出来，每次完成轧制钢卷时，事件监视动作分配就会将信息激活自学习因子予以传达出来。通过对钢卷进行确认以及对数据、所测量到的数据、预报的轧制规范数据以及所应用的学习校正因子进行提取，自适应学习进程就会形成新的学习因子，同时把它们保存至此卷的数据记录之中，最后再将完成学习的信息传达给事件监视动作分配器。
6 结语
综上所述，我们可以得知，冷轧是一项具有高效、高精确度、不间断性以及较高自动化程度的工艺，所以，其所配备的计算机控制系统也必须具有较快的反应能力、较高的精确度、较高的稳定性以及较快的速度，这样才能使冷轧技术实现更好的发展。
参考文献：
[1]张宁，赵亮，汪中.鞍钢1450冷轧生产线酸再生机组电控系统浅析[J].中国新技术新产品.2012（12）.
[2]霍岩岩，谢海云.基于冷轧自动化技术的西门子控制系统[J].科技视界机械与电子，2014（20）：111-112.
[3]李建平，杨红，牛文勇，王国栋. 直拉式冷轧实验机自动控制系统[J]. 东北大学学报（自然科学版），2012，33（07）：970-973.
[4]徐利璞，尤磊，计江，王大号.冷轧生产线惰辊的改进及应用[J].轧钢.2012（06）.
（作者单位：河钢乐亭钢铁有限公司）