无缝钢管生产线自动化控制系统研究

1、无缝钢管生产线自动化控制系统研究摘要:自动化技术在无缝钢管产业中的有效应用能够有效提升无縫钢官的生产速率和生产质量z但是由于无缝钢管生产线工 艺睑曲,设备众多，对控制系统有着较高的要求,因此,在自动化控制过程中存在很多问题,影爲自动化生产线的运行 效杲,【文献标志码,g编号谭德坤 蒋智 郑春娟【摘要】随着社会经济的不断发展和我国工业产业的迅速逬步，无缝钢管产业获得了迅猛的 发展,极大地改变了我国钢铁生产进程。自动化技术在无缝钢管产业中的有效应用能够有效提 升无缝钢管的生产速率和生产质星，但是由于无缝钢管生产线工艺比较复杂，设备众多，对控 制系统有看较高的要求,因此，在自动化控制过程中存在很多问

2、题，影响自动化生产线的运行 效果。论文主要针对无缝钢管生产线自动化控制系统逬行探究。Abstract With the continuous development of social economy and the rapid progress of Chinas in dustrial industry z seamless steel pipe in dustry has achieved rapid development, which has greatly changed the steel production process in China. The effective ap

3、plication of automation technology in seamless steel pipe industry can effectively improve the production rate and quality of seamless steel pipe However, due to the complex process and numerous equipment of seamless steel pipe production line f there are high requirements for the control system The

4、refore f there are many problems existing in the process of automatic control f which affect the operation effect of the automatic production line This paper mainly discusses the automatic control system of seamless steel pipe production line【关键词】无缝钢管生产线;自动化控制系统;工业互联网Keywords seamless steel pipe pro

5、duct!on line; automatic control system; industrial internet【中图分类号】TF345;TP273【文献标志码】A【文章编号】1673-1069 ( 2019 ) 12-0176-021引言 无缝钢管自动化控制系统的开发和研究可以有效减少钢管生产过程中人力资源的投入，降低无 缝钢管的生产成本,提高无缝钢管的生产质臺和生产效率。无缝钢管生产线自动化控制系统在 无缝钢管生产中的有效应用促进了我国无缝钢管行业的可持续发展，加快了无缝钢管的生产步 伐，提升了我国钢铁产业的整体效能,使得我国钢铁行业可以在激烈的市场竞争中存活并稳走 发展下来。2无缝

6、钢管的生产流程无缝钢管的生产工艺主要包括锯切钢坯以及管坯加热、轧制检测、走型等相关过程，生产流程 比较复杂,生产设备十分繁杂，控制t匕较困难。自动化控制系统在无缝钢管生产工艺过程中的 应用可以解决人力所无法控制的问题，提高控制效率和控制质呈,减少人为事故的发生。在轧 制无缝钢管的过程中,通常以长圜柱批作为原料，将长圆柱坯放入加热炉中,加热完成之后送 入穿孔机中进行穿孔，从而可以形成钢管。需要在穿孔之前在钢坯的后端中心处先打一个小孔, 使得穿管机能够顺利地进入钢坯,保证穿孔的稳走性与安全性。可以将无缝钢管根据生产工艺 的不同分为热走心和冷走心两种类型，热定心需要在加热以后以及穿孔之前进行，冷走心

7、则主 要在锯切钢坯之后以及加热前的过程中进行。热走心和冷走心两种方式都能够保证穿孔的稳走 性，使得轧制过程更加顺利和均匀。3无缝钢管生产线自动化控制系统的构成3.1控制系统无缝钢管生产线控制系统主要包括基础自动化系统过程、计算机控制系统、传动系统以及网络 系统等。网络系统主要包括控制网络、现场总线、工业以太网、内部以太网相互组成的功能强 大自动化控制系统。基础自动化系统包括人机接口界面系统、分布式系统以及控制器等。工程 师站基于相关软彳牛平台进行编程调试，传动系统采用交流变频传动装置，冷区基础自动化系统 一般包括两套控制器,分布式系统需要采取对应型号的软件系统。各个单机控制系统采用工 以太网以

8、及点对点的方式与主线系统进彳魂讯和交流1。3.2网络结构以及系统配置无缝钢管生产线自动化控制系统配备三级自动化系统，构成集中管理、分布运算、分散控制以 及资源共享的分布式的自动化控制系统。传动系统主要采用公共直流母线的多传动系统，最为突出的优势在于应用了通用技术,能够最大限度地满足响应速度的要求以及控制精度的要求， 而且模块4E的设计理念更加便于运行和维护,避免生产过程中出现停机事故,提高了生产效率 和生产稳走性。控制器与传动系统之间采用光纟千进行连接,并使用相关通信协议进行信息的交换,控制器之间的通信是一种使用光纟千介质连接的高性能通信，具有低負荷W快速的特点，能 够满足快速响应以及控制精度

9、的需求。所有控制器、工程师站、服务器、过程数据采集分析系 统都需要连接到自动化控制系统当中，实现基础通信功能。基础自动化系统中的服务器包括用户管理服务器、服务器以及功能服务器三种。其中r用户管理服务器主要承担看管理用户权限的功能。功能服务器一般包括两台互为冗余的服务器,承担对象和信息分配以及管理的功 能，数据服务器主要功能在于实时数据的收集与分析，并为服务器提供自动的数据更新。在无 缝钢管生产线自动化控制系统当中，工业以太网主要用于过程计算机控制系统、单机控制系统 与控制器之间的通信。通过交换机连接走径机工艺控制系统、穿孑師工艺控制系统、连轧工艺 参数设定及监控系统、单机PLC控制系统、质呈保

10、证系统以及连轧自动規缝控制系统等。4无缝钢管生产线信息化管理平台的实现 无缝钢管生产线信息化管理平台通常使用计算机语言Java技术实现r搭建基5岀框架之后，合持久化工具。基础的实体类需要面向对象的思煌指导进行构建并将整个业务的逻实现层三个层次，浏览器与控制层辑按照框架技术逬行划分r划分为接口层、控制层以及f之间相互交互并用于数据的接收以及分析,数据得到简单处理之后直接发送至接口层逬行业务逻辑的实际操作r返回的:传递给控制层再发送给浏览器。这样能够有效降低程序内部的耦合度,提高代码的应用效率W重用性。在这种控制系统具体实现的过程中设计开发人员普遍 会遇到用户权限控制的问题，大型企业信息化管理平台

11、通常需要应用相关技术作为身份验证以 及情绪控制的基础。在内部用户进行系统登录时，会将相关用户信息直接存放到服务器端，此 信息在整个用户会话过程中一直生效，这样在系统的前端页面便可以将当前数据的属性与特走 属性逬行比较，进行权限的对比，从而可以向用户有选择性地开放相关功能，实现平台控制的 目的和效果2。5上位机软件的功能 整个无缝钢管生产线自动化设备由_条现场总线相连，所有连接该总线的设备都需要具有与总 线相兼容的通信接口,这样便能够将相关通信接口分散到整个生产车间,从而可以达到对现场 设备的精准控制和实时控制。借助工控机的过程监视软件可以实现整个生产过程的组态监控以 及整个系统的监视。首先r上

12、位机软件主要实现对生产线的监控功能，在组态成功之后，工控 机能够获得无缝钢管生产线自动化系统试运行的各项运行参数,并借助这些参数和从系统中获 得的数据能够实现可视化的模扌以界面。通过对可视化的模拟界面进行分析和硏究，可以及时发 现生产过程中可能存在的问题,便于管理人员监控和调整。由于无缝钢管生产线所需要的监控 设备比较多，为了能够更好地体现各个生产区域的生产细节，需要多个实施界面同时运行。例 如，为了监视穿孑匾的位置以及相关的设置参数，可以制作一个专门的操作界面，用户可以借 助这个专门的界面观察到无缝钢管生产线穿孔的全过程，并及时发现穿孔过程可能存在的问题。 旦出现生产事故，用户也可以借助界面

13、上出现的提示完成急停操作，避免造成重大损失，保 证无缝钢管生产行业生产的稳走性和安全性。其次，一般情况下,无缝钢管生产线都能够正常 平稳运行.上位机软件对于偶尔出现的故障具有记录功能报警显示的功能,这样有利于工作 人员及时发现问题，有针对性t也进行解决。所有的上位机的报警都会被记录下来，用户可以及 时查询相关的报警信息，并发现某个阶段某个设备存在的故瞳信息。在生产过程中，上位机可以把各設备发送来的历史1以及操作员对系统操作的历史数据存储到本地硬盘当中，并根据 子用户的要求自动生成生产报表，体现历史数据，便于后续生产流程的调整以及问题的查找, 保证生产的可靠性。例如，轧辐的准确位置对于生产出合格的无缝钢管非常重要，借助历史数 据，操作员可以调整轧短位置控制算法，找出最优位置，确保生产出合格优质的无缝钢管。6结语 综上所述,无缝钢管生产线自动化控制系统的有效应用能够极大地提升无缝钢管行业的生产效 率和生产效率,减少人力资源的使用,实现精准控制和全程控制的