热轧过程控制设备监测系统的设计与实现

　　1 引言

　　武汉钢铁股份有限公司1700mm热轧生产线是大型化、高速化、连续化、自动化的热轧带钢生产线。热轧过程控制系统是整个热连轧自动控制系统的核心，其是以满足热轧产品高精度的尺寸、表面质量及带钢力学性能要求为最终目标，以确保轧制过程稳定性及实时响应性为宗旨的一个控制系统。在热轧带钢生产过程中，一旦某个过程控制设备出现故障，就可能引起生产事故而造成巨大的损失。为了提高设备利用率和产品成材率，减少设备故障引起的生产事故，对热轧过程控制设备进行在线监测尤为重要[1-3]。

　　本文介绍了热轧过程控制系统的结构，研究了控制设备的监测通讯技术，设计了热轧过程控制设备监测系统，实现了轧线过程控制设备的预警，对判断控制设备是否具备轧制条件提供了科学准确的依据。

　　2热轧过程控制系统结构

　　热轧过程控制系统承担着加热炉、粗轧、精轧、层流冷却和卷取各区的实测数据采集、轧机设定计算等任务。过程控制系统的实时性、可靠性和模型设定精度决定了热轧产品的质量和生产效率。武钢1700mm热轧生产线过程控制设备可分为4类：应用程序服务器、数据库服务器、HMI服务器、PLC和TDC控制器，系统结构如图1所示。

　　热轧带钢生产过程中，过程控制系统负责控制和协调粗轧机组、精轧机组、卷取机等设备的生产能力，根据生产工艺以及相关数学模型优化热轧带钢生产的控制参数，实现对生产的直接控制[4]。根据设备数据交换的通讯方式，可以将热轧过程控制设备分为3种：工业以太网TCP/IP电文通讯、Oracle数据库访问、HMI服务器访问。

　　2.1工业以太网TCP/IP电文通讯

　　轧线过程控制计算机与基础自动化的PLC或TDC通过工业以太网进行通讯，为了保证通讯的稳定性和数据的可靠性和完整性，采用TCP/IP协议传输数据。具体包括：加热炉出钢后将板坯PDI数据发送给轧线服务器;轧线服务器将设定数据发送给各区PLC设备;PLC设备将采集的实测数据发送给轧线服务器。显然，TCP/IP通讯方式是L2和L1之间交换设定数据和实测数据的重要通讯方式。

　　2.2 Oracle数据库访问

　　武钢1700mm热轧生产线改造后，数据库均采用甲骨文公司的OralcelOg，配置有L3数据库服务器、加热炉数据库服务器、轧线历史数据服务器和磨辊数据库服务器。主要数据流程为：L3数据库服务器承接公司L4产销咨询系统下发的生产轧制计划;加热炉出钢后，板坯数据从加热炉数据库服务器发给轧线服务器;轧线服务器收到卸卷信号后，将钢卷过程数据写入历史数据库。此外，对历史数据进行回归分析还可以有效提高带钢控制精度。因此，数据库技术已成为热轧带钢生产的重要支撑技术。