冷轧自动化的过程控制

冷轧自动化的过程控制（精选九篇）

冷轧自动化的过程控制 篇1

一、冷轧生产线自动化的两级控制

冷轧生产线自动化控制系统, 设计由一个分布式两级计算机网络组成, 一级机 (Level1) 为设备控制计算机网络, 也称为基础自动化;二级机 (Level2) 为过程控制计算机网络, 也称为过程控制自动化。两级控制系统通过网络高速数据通道实现互通信。

1.控制一级。基础自动化级主要是通过对设备顺序、位置、速度等数据的采集和处理, 实现生产线入口、出口自动化, 完成对产品厚度、宽度、张力及板形控制等基础性任务。基础自动化系统的设计应满足液压系统控制以及各功能间相互通信、逻辑控制、人机对话、数据传输、数据处理及物料跟踪等功能。

2.控制二级。过程控制自动化级一般采用互为热备份的两台计算机, 通过以太网将两台过程控制计算机和附助设备连接在一起。从热轧酸洗卷开卷开始, 对原料初始数据输入和管理, 对待轧、正轧、已轧的钢卷进行跟踪, 对过程参数数学模型进行计算和预设定, 对轧制过程数据进行收集处理和记录, 生成和打印工程报表、生产报表和质量报表, 完成数据通讯、过程自学习、人机对话、模拟轧钢、历史数据处理、应用系统起动和操作、维护画面的显示事件监视等任务的控制等, 一直到钢卷运输系统在线称重离线后结束。

二、二级控制机软件系统的结构

软件。冷轧过程控制机的软件, 以事件监视动作分配器为核心, 由其启动各个子系统模块, 协调内存缓冲区、进程触发、进程间通信、数据流和外部设备之间的相互关系, 控制轧机自动完成各种相应动作。

由于二级控制机与一级控制机中所使用的数据格式不同, 因此, 当一级原始数据传送到二级机的内存缓冲区时, 要进行工程单位转换。由二级机的监视器触发轧机进程的事件监控, 然后由事件监控子系统监控一级控制信号, 并向事件监视动作分配器传送事件被检测到的进程信息。事件监视动作分配器每接收到一个事件都会给应用程序送出执行相应动作的请求信息, 应用程序响应并完成动作后, 再将事件信息返回, 如此“发送-等待-接收”序列的循环往复便建立起一个自动控制的动作链。

三、二级控制机的应用软件

1.位置跟踪子系统。主要任务是负责跟踪和监视钢卷在轧机中的移动和所处的位置。当一级传来断带信号时, 立即设置断带标志, 以提醒操作工及时处理。

2.换辊管理。当工作辊和支撑辊需要更换时, 负责将操作工输入的轧辊的相关数据和机架校正数据进行收集并传输给一级机和二级机的其他程序。

3.生产计划管理。由管理部室主管在二级机画面输入生产计划, 操作工执行和维护计划。但也可以对计划进行调整, 对计划钢卷进行增减和移动。

4.停机管理。监视并记录轧机每次停机的原因以及开始和持续时间。

5.报表。本系统可在轧机运行期间, 随时自动提供和打印出合同报表、质量报表、产量报表、停机报表、故障报表、轧辊校正记录等报表。

6.画面。系统屏幕可提供原始数据输入、钢卷位置跟踪、本卷预设定、下卷预设定、断带处理、故障报警;工作辊、支撑辊和辅助辊数据、轧机停机和报表控制等画面。

四、二级控制机的规程计算

当轧制规程计算进程接受到信息指令后, 它将获得入口处的钢卷号, 并检索出原料卷的原始数据, 基于产成品技术数据和轧制工艺规范, 针对弯辊数据、轧辊直径、轧机限制、模型参数和自学习因子等, 进行轧制规程计算, 保存规程计算结果, 并向事件监视动作分配器发送完成信息。

1.预设定给定。轧制规程计算的数据组装成轧制过程控制参数, 由预设定进程根据所接收的信息, 对轧机和钢卷的各项技术质量指标进行预设定。预设定检索出当前轧辊数据、轧机限制和模型参数。根据标志来判断是否在穿带。

2.模型数据收集。在钢卷进入轧机后, 当数据收集进程接到事件监视动作分配器发出的开始信息后, 将完成对穿带和最小最大中间稳态速度轧制期间的测量数据进行采样、分析和保存。

3.自学习。为了得到功率、轧制力和前滑的校正因子, 需对收集到的带钢厚度、宽度、速度、张力、轧制力等数据, 利用数学模型重新进行计算。

找出测量数据和计算理论数据的偏差。每当一卷钢轧制完成时, 事件监视动作分配器就发出信息激活自学习因子。确认钢卷, 提取数据、预报的轧制规范数据、测量数据和所使用的学习校正因子。通过对上述各类数据的处理, 自适应学习进程产生出新的学习因子, 并将它们存储到该卷的数据记录中, 最后发送一个学习完成信息给事件监视动作分配器。

五、二级控制机的操作维护要点

为了保证过程自动化控制系统能够高精度地稳定运行, 减少操作工的手动干预, 提高冷轧产品的产量和质量, 作为系统的操作者和维护者应该做到以下几点:

1.加强日常巡回点检。掌握系统运行规律, 及时发现存在的问题和处理方法, 努力降低生产线断带等事故的发生率。

2.按时完成系统的定期维护工作, 检查主要运行程序和生产画面, 检查数据库的实时写入是否正常。

3.在硬件维护方面, 将生产现场的二级电脑和服务器进行整理和清扫。

冷轧自动化的过程控制 篇2

精品源自政治科

摘 要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。

关键词:制造工业自动化控制过程控制系统

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0022-01 自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。

1、过程控制系统的特点

(1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。

(2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。

(3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰富。

2、工业中过程控制系统的主要应用

2.1 自动检测系统

利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。

2.2 自动信号和联锁保护系统

自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示)2.3 自动操纵及自动开停车系统 自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。

2.4 自动控制系统

利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。

3、过程控制系统的组成 3.1 检测元件

该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。

3.2 控制器

将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。

3.3 执行器

该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。

4、过程控制系统中的闭环控制系统

按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。

4.1 闭环控制系统的优缺点

闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。

4.2 闭环控制系统的主要类型 根据设定值分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。

(1)定值控制系统,其特点是设定值是固定不变的闭环控制系统称为定值控制系统。

作用为克服扰动的影响,使被控变量保持在工艺要求的数值上。

(2)随动控制系统 ,其特点为设定值是一个未知的变化量的闭环控制系统称为随动控制系统。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。

(3)程序控制系统可以看成是随动控制系统的特殊情况,其分析研究方法与随动控制系统相同。其特点为设定值是变化的,且按一定时间程序变化的时间函数。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。

5、过程控制系统的性能指标及要求

过程控制系统的常见信号有:阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。我们在生产中使用最频繁的就是阶跃信号,其数学表达式为:

当A=1时称为单位阶跃信号。其特点是易产生,对系统输出影响大,便于分析和计算。在阶跃信号作用下,被控变量随时间的变化表现的形式有:发散振荡过程,非振荡衰减过程,等幅振荡过程,衰减振荡过程,非振荡发散过程。

通过以上的陈述不难看,过程制造系统在我国各行各业已经有了十分广泛的应用,并且技术也在日趋成熟。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈,产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足这些更高的要求,做为工业自动化的重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。

参考文献

冷轧自动化的过程控制 篇3

关键词：现代化工仪表；化工自动化；过程控制

前言

化工自动化指的是将自动化的生产设备安装到化工生产设备中，以代替人工作业，这个过程，便被称为化工自动化。在我国经济的发展过程中，化学工业所扮演的角色举足轻重，在一般条件下，化学工业的生产过程应该在全密闭的容器中进行，而人工操作不仅不方便，也会有一定的危险。在这种条件下，化学仪表的自动化便能够实现化工生产过程的安全高效，也能够实现对化学工艺指标的科学控制。

1.当前运用化工仪表的主要类型

在化学工业进行自动化生产的过程中，会广泛使用化工仪表，而主要的化学仪表可以根据不同的特点大致分为以下几种类型：

1.1化工温度仪表

化学工业在生产过程中，因原料与产品的特殊性，对温度具有较高的要求，一般情况下，生产过程中的温度都要控制在零下200摄氏度到1800摄氏度之间，在整个化工产品生产时，划分到化工温度仪表中使用频率最高的便是热电偶与热电阻两种仪表。其基本原理是依托于总线技术，将相关信息输入到DCS与其他温度采集装置中，以完成对化工生产温度上的自动控制。

1.2化工压力仪表

在化学工业生产过程中，压力是除温度以外的另一种必要的化学反应因素，如果在整个生产过程中没有控制好压力，那么整个生产的效果也会大打折扣[1]。与此同时，化工生产设备也会在一定程度上受到压力的影响，因此，在化工生产的过程中，压力仪表的运用也是必不可少的。压力仪表的类型也比较多，如特种压力表、压力传感器、变送器等。

1.3化工物位仪表

所谓物位仪表在整个化学工业生产中所起到的主要作用便是控制化工生产的原料量，也是整个化工生产过程中所必不可少的，在整个化工产品生产时，划分到化工物位仪表的主要有超声波、直读、电接触、浮力、激光辐射、差压以及电容等诸多方式，而其中使用最为广泛且具有较强精确度的主要有矩阵涡流式、雷达式以及磁极伸缩时三种类型。

1.4化工流量仪表

而化工流量仪表也是化工生产中必不可少的仪表之一，其测量原理主要有容积与速度两种方法，在测量体积流量方面比较合适，而质量流量则普遍采用推导法或直接法进行测量。化工流量仪表中流量的含义与普通的流速存在一定的差异，流量指的是有效截面在单位面积留过的流体的体积以及质量，有时还要借助积算仪对某段时期内的流量进行计算，而对流量的测量则要结合实际情况进行，有的要求大口径的流量，有时候则是微小的流量，此外，一些固体的接遏制的流量和多相及脉动流量等在介质上都体现出了不同性质[2]。

除以上四种仪表之外，还有一种在线过程分析仪表，主要用于相对高端的分析仪器，在普通的化学生产过程中，并不经常用到。

2.当前化工仪表的主要应用情况

在科学技术不断发展的前提下，当前化工仪表需要随着时代的发展也拥有了越来越多的功能，主要体现在以下几方面：

2.1记忆功能

在传统的化工仪表中，只能做到在指定的某一时刻做出最简单的记忆，而且记忆不能够被完整保存，具有较大的缺陷。但将自动化设备加入到化学仪表中去，则能够利用计算机中的存储器，将仪表所显示的信息做出完整记录，且将其系统保存，以便日后查看。例如，微机引入仪表后，存储器就能够对前段状态的信息进行记忆并将其保存下来，在需要的时候可以对存储记忆进行重现。

2.2可编程功能

在化学仪表中，将运用大量的高科技软件取代体积庞大的仪表硬件，并在电路控制的过程中，运用芯片位控技术，控制相对繁杂的系统功能，进行比较简单的软件编程[3]。

2.3数据处理功能

在化工生产的实际操作中，化学仪表不可避免的会遇到自动检测与校准、线性化处理、工程测量值相互转换等一系列问题，而且还会时不时的伴随着外界干扰。而在化工仪表中运用科学的计算机装置，便能够有效的运用软件来规避以上问题，使化工生产中的硬件负担更小，在数据的处理方面更加优化。

2.4計算功能

计算机的运用也意味着计算功能的实现，在化学仪表中运用微型计算机，不仅能够计算相对复杂的数据，还能够在很大程度上提升计算结构的精确性，而计算功能的实现能够帮助化学仪表完成以下比较复杂的计算任务，以确定化工生产中的极大极小值等。

2.5复杂控制功能

与普通的化学仪表相比，实现化工仪表自动化功能之后，能够做到很多以前无法实现的功能，举例来说，在化工色谱仪器中，运用自动化的化工仪表便能够通过色层分离的方法来实现相对复杂混合物的分离工作，进而确定混合物中化学成分的含量。

2.6测量精确度更高

化学仪表的自动化意味着计算机设备在化学仪表中的充分运用，而计算机能够完成短时间内的反复数据测量，进而计算数据的平均值，这也就在很大程度上提高了相关数据的准确性与精确度，减少了数据测量的误差。

3.结论

化学工业的自动化涉及到很多综合性技术，在对化学仪器自动化控制的过程中，以科学的计算机技术为依托，能够为化工生产过程提供更好服务。在未来的化工生产中，现代化工仪表需要与化工自动化形成一个系统结构，以提升化工仪表的准确性，促进化工生产的自动化进程。

参考文献：

[1]高东方，崔岩峰.执行《工程建设标准强制性条文》中石油和化工建设工程部分注意事项[J].石油规划设计，2013，08（15）：218-219.

[2]沈耀亚，赵德智，许凤军.功率超声在化工领域中的应用现状和发展趋势措施[J].现代化工，2014，06（22）：187-188.

冷轧自动化的过程控制 篇4

莱钢使用六辊轧机轧制钛带、65Mn等特殊合金材料。但是, 因特殊合金材料测厚的合金补偿与钢有较大差距, 测厚仪与特殊合金材料的实际厚度差距较大, 导致试轧特殊合金材料只能采用恒轧制力模式, 控制系统全部开环控制。由于钛带具有弹性大、塑性大、轧制力大的特点, 因此只能预先控制好辊缝, 减少辊缝倾斜干预, 以保证轧件与轧线一致后进行生产。但通过人工调整操作, 易导致试轧效果不好, 出现断带、板型差等问题。由于厚度和板型精度是宽幅钛带材最主要的质量指标, 所以其控制水平在很大程度上决定了钛带材的质量。厚度自动控制AGC和板型自动控制AFC作为现代轧机的最基本的控制手段, 在改善钛带产品质量, 使带材沿轧制方向上厚度均匀及平直度等方面具有重要作用。因此, 冷轧宽幅钛带材轧制过程中, 对自动控制系统有了更新更高的要求。

本文通过对测厚仪、AGC等系统进行适应性改造, 开发测厚仪的合金补偿系数曲线, 优化AGC系统、板型系统及张力系统的耦合参数, 利用钛带轧制过程中合金补偿模型技术、AGC系统的功能拓展优化及张力系统的自适应技术, 以满足当前钛带批量生产的要求, 基本实现了钛带生产中厚度的自动控制。

1 在线测量设备测厚仪检测钛带厚度的实现

测厚仪钛合金补偿系数曲线模型的开发, 可通过分析合金成分, 优化合金代码算法模型, 计算理论厚度补偿系数, 完成规程的预设定。测量出样品板的机械厚度、对测厚仪作全量程标定、预吸收标定, 温度补偿, 计算出钛带的附加补偿系数;再根据计算的理论厚度补偿系数, 与之叠加得出最终钛带的实际厚度补偿系数。

拟合曲线采用测建母表法, 如图1所示。首先, 制作待测钢种的厚度样板, 并精确测量其厚度, 再使用x射线测厚仪进行在线测量。如果合金样板实测厚度为x, 不经合金补偿的x射线厚仪读数为XA, 于是可得到对应合金吸收指数:AI= (XA, X) /X。该表由于是通过直线插法来计算任何厚度对应AI, 所以厚度点应覆盖KV段整个厚度范围。

测厚仪较宽的测量范围一般被分成几个段, 每个段对应一个固定的线管KV电压, 较厚的厚度段对应高KV电压。x射线测厚仪在投入使用前必须进行一次在线标定, 形成在线标定曲线。在线标定时, 手动将覆盖整个测量范围的不同厚度规格且已知确厚度的外部标准样板 (或组合) 放置于在线位置 (带材通过线高度位置) 进行标定测量, 然后由计算机记录不同厚度对应的x射线强度 (Xn, In) 。这里, Xn为不同样板实际, In为对应的探测器信号 (已减去探测器原始信号) 。每个KV段计算机将采样点使用多项式, 采用曲线拟合的办法将其拟合成曲线, 并记录多项式系数。于是, 就建立了射线强度I和厚度x的函数关系。通过曲线拟合能够在一定程度上修正标准样板的厚度测量误差 (主要是随机误差) , 从而保证测量精度。

2 钛带轧制过程中AGC系统的优化完善

AGC系统优化主要可以完成厚度、速度检测滤波功、分段厚差分级、辊缝同步、压力环、位置环调节参数自学习自适应、压力环、位置环无扰切换等控制功能;实现反馈AGC控制、前馈AGC控制、秒流量AGC等控制系统。

本控制系统中, 在秒流量AGC控制的基础上加入前馈AGC和监控AGC, 开发了一种策略。该控制策略以秒流量AGC为控制核心部分, 前馈AGC和监控AGC作为辅助。前馈AGC主要用来消除来料厚差的影响, 监控AGC定期对秒流量AGC的控制效果进行修正, 以消除轧辊磨损等因素对带材刃度偏差的影响, 从而保证带材的厚制精度。在轧制过程中, 随着轧制道次的增加, 带材的硬度逐渐增大, 压下效率逐渐减小, AGC的增益需要逐渐增大, 以保证AGC系统的动态响应速度。为适应此硬度变化, 根据测得的轧制力及带材压下率计算带材的硬度系数, 用以修正AGC的增益。

3 钛带轧制过程中张力系统的优化

本系统在开卷机及卷曲机和轧辊之间设有独立的张力控制系统, 以保证在整个机组稳速轧制阶段的张力稳定。张力轧制的主要作用是:防止带材跑偏;使带卷保持板形平直;降低轧件的变形抗力;适当调整冷轧机主电机负荷。系统采用直接张力和间接张力两种控制方式。在直接张力闭环故障时, 自动切换到间接张力控制方式。在稳定轧制的基础上, 可适当加大轧制张力, 适当调整冷轧机主电机负荷, 以防止带卷跑偏, 降低轧件的变形抗力, 从而使带卷保持板形平直。

张力控制的模型见图2。

张力轧制的核心技术是卷径计算与张力力矩、转动惯量的计算。张力模型中的卷径计算有2种方式, 一种是线速度计算, 另一种是厚度积分。该六辊轧机采用简单的线速度除以角速度的方式来计算卷径。处理卷径问题时, 为避免带材在低速段造成较大的计算误差, 该系统设置了线速度低限, 超过该线速度再计算卷径。

张力控制模型中, 对于闭环力矩极限控制, 张力控制器对速度控制器的极限起作用, 进而维护所需要的带张力。摩擦和惯性的补偿力矩是预设好的, 其带有正确的标记, 并被加在力矩极限的前面。使用这种控制原理, 通过输入一个饱和的设定点来使速度控制器保持在力矩极限内。当选择闭环速度校正控制时, 张力控制器影响速度控制器设定点系统在基本的速度控制器后, 加入补偿力矩作为补充力矩设定点。

对于闭环张力控制的操作, 控制器的增益可适应T400上的转动惯量变量, 或是在传动整流器使用可参数化的多边曲线, 在启动时使用自动优化程序来设定控制器。为了做到增益自适应, 需要满的和空的卷筒的Kp值。本系统在卷曲率大于3时, 才调试Kp适应, 否则使用基本的设定。

系统用416CPU实现张力设定, 动态力矩、补偿力矩、卷径计算等, 主程序的程序框图如图3、图4所示。带材张力设定值由操作站自动预设定, 操作人员也可以人工干预。

4 实施效果

该项目自主开发了特殊合金补偿模型, 引入了附加系数曲线修正技术, 拓宽了测厚仪的检测范围, 实现了特殊轧制材料的精确检测。采用连续分段函数曲线控制的乳化液喷射技术, 提高了轧辊分段喷液调温控制及板型的控制精度。

4.1 成品纵向厚度偏差

在来料厚差梯度、带材的最大硬度差、带材的凸度和其他要求符合国家标准GB 709-88、GB 710-91、GB 912-89的前提下, 轧制速度达到300~1200m/min范围后, 对0.2~0.65不同规格的产品进行了现场检验, 发现0.31~0.65的产品厚度纵向偏差能达到产品的±1%。

4.2 自动化系统的利用率

经过连续720小时利用率测试, 电气自动化设备的硬件利用率 (包括主单元 (CPU) , 过程输入/输出接口, 主传动装置) 都大于或等于99%。

摘要：针对莱钢冷轧宽幅钛带存在的问题, 本文对宽幅钛带的自动化控制系统进行了研究, 实现了在线检测钛带厚度, 完善了轧制过程中的AGC系统, 优化了张力系统。经过现场应用, 该技术在莱钢取得了很好的应用效果。

冷轧自动化的过程控制 篇5

缩写

内容

缩写

内容

M

电机代码字母

YBL

制动释放齿轮，通用的

MD

转矩电动机

YBLH

电动液压制动释放齿轮

MDR

AC交流辊台鼠笼马达

YBLM

电动马达型制动释放齿轮

MFK

低速转动马达鼠笼转子

YBR

完全机械和电动制动器

MFS

带slipringrotor和鼠笼转子的低速转动马达

MG

直流并激电动机，通用的

YBRS

圆盘式制动器

MGD

直流复励电动机

YWB

涡流制动

MGH

直流串激电动机

YM

磁铁，通用的

MGK

带补偿绕组的直流并激电机

YMB

电磁制动器

MGKI

带补偿绕组和叠片磁轭的直流并激电动机

YMH

磁力起重机

MGN

不带补偿绕组的直流并激电机

YMI

感应离合器

MGNI

不带补偿绕组和叠片磁轭的直流并激电动机

YMK

电磁离合器

MGR

直流辊台电机

YML

制动释放磁铁

MKL

交流鼠笼电机

YMS

电磁操作离合器

MKL/P

交流鼠笼电机/交流变极式感应电动机

ML

直线电动机

E

零星荷载代码字母

MS

阶跃式电动机

ED

流体加热器，通用的

MS

阶跃式电动机

EDO

油用流体加热器

MSB

无刷励磁同步电机

EDW

水流体加热器

MSL

交流slipringmotor

EH

加热器，通用

MSY

同步电机

MT

鼓形电动机

S

切换开关代码字母

M./G

齿轮马达

SBE

接近开关(引发开关)

M./Y

带整体磁性制动器的马达

SDE

扭矩开关

M./H

带防凝加热器的马达

SE

限位开关，通用

M./V

滑动转子马达

SK

回转式限位开关，通用

SKE

回转式限位开关，电子的

Y

电气操作设备代码字母

SME

磁性限位开关

YV

电磁阀，通用的

SPE

主轴限位开关

YVG

气体电磁阀

SRL

牵索开关

YVH

液压系统和油部分电磁阀

YVHP

比例作用电磁阀(液压系统和油部分)

B

从无电流到有一定电流的转换器代码字母

YVHS

伺服阀

BA

加速度传感器

YVL

真空电磁阀

BD

压力传感器

YVM

电动阀

BDD

压力差传感器

YVS

润滑油部分电磁阀

BDE

延伸率传感器

YVW

水或乳化液电磁阀

BDR

旋转方向转换器

YG

调整设备，通用的

BF

测力传感器

YGH

电动液压调整设备

BFT

YGM

电动马达型调整设备

BFZ

光电元件，通用

缩写

内容

缩写

内容

BFZI

红外光束光电元件

FWN

水体保护警报器

BH

液位传感器

BLF

电导传感器

P

测量仪表(显示器)代码字母

BLS

挡光板，通用

PT

温度指示计

BLSI

带红外光束的挡光板

PV

线速度指示计

BLSR

反射挡光板

BLSW

带振荡光束的挡光板

PN

转速指示计

BLV

光屏，通用

PS

路程指示计

BLVI

带红外光束的光屏

PD

压力指示计

BLVW

带振荡光束的光屏

BM

转矩传感器

W

传输路径代码字母

BN

转速传感器

WKS

电缆牵引链

BQ

流量传感器

WKT

电缆卷筒

BS

路程传感器

WKW

电缆车

BSW

振动传感器

WXO

本地(局部)插塞和插座连接器

BSY

同步传感器

描述信号输出类型和数量的(词)后缀

BT

温度传感器

./A

模拟的

BV

线速度传感器

./C

绝对编码的

BWL

位置传感器，角传感器

./D

数字的

BZ

张力测定仪

./G

带齿轮的

BBB

带钢宽度测量仪

./I

增量

BBS

带钢(拉)应力分布传感器

./M

附着于马达上的

BBZ

带钢张力传感器

BDI

测厚仪

DEF

电源，进料装置

BSL

活套位置传感器

BWF

轧制力传感器

KA

，起动接触器

KR

换向回路，换向接触器

F

保护装置代码字母

GA

静止变流器，通用

FD

压力监测器

GU

可逆变流器，通用

FDD

压差监测器

GUG

可逆变流器，自由循环电流

FDR

旋转监测器方向

GKU

级联同步变流器

FFQ

频率监测器

GF

变频机，通用

FFT

湿度监测器

GFS

变频机，静态型(直流连接变频器)

FH

液位监测器

GFD

环状变频器

FI

电流监测器

GGS

振动变换器

FN

转速监测器(控制器)

FQ

流量监测器

FST

FT

温度监测器

FU

电压监测器

缩写

内容

缩写

内容

R

闭环控制的通用条款

S-Q

流量控制

R-A

加速度控制

S-S

中心控制

R-D

压力控制

S-STA

自动停止控制

R-E

EMF控制

S-T

温度控制

R-FE

现场控制

S-ZS

定时循环控制

R-FQ

变频调速

R-G

同步转速控制

U

监控通用条款

R-H

液位调节

U-BL

带钢运行监控

R-I

日常检查

U-D

压力监控

R-LA

负载均衡控制

U-DD

压差监控

R-M

扭矩调节

U-H

液位监控

R-N

角速度调节

U-Q

流量监控

R-P

电源控制装置

U-SF

滑动监控

R-Q

流量控制

U-T

温度监控

R-S

遥控，位置调节器

R-T

剪切控制

R-U

撑套器控制

R-V

线速度控制

R-Z

温度控制

R-BK

轧制力控制

R-BM

张力控制

R-DG

带钢延伸率控制

R-DI

带钢边部控制

R-GM

带钢中心控制

R-MZ

带钢延伸率控制

R-SE

厚度控制

R-SH

标准仪表控制

R-SL

最小张力控制

R-WF

活套位置控制

S

开环控制通用条款

S-EL

分级控制

S-FS

程序控制

S-GP

群控制(分组控制)

S-H

液位控制

S-LT

协调控制

S-N

速度调节

S-PGA

程序顺序控制

S-PZA

水表自动检定过程中的误差控制分析 篇6

【摘 要】在水表自动检定装置中，其特点就是具有高自动化能，而且水表自动化装置能使检定人员的劳动量降低，从而使检定效率和精度提高，同时，因为其在操作时比较简便，所以，被越来越多的检定单位所使用。因为高度自动化并不是说准确度高，所以，在检定过程中仍然有很多的因素能够造成检定结果的误差。本文就分析研究了水表自动检定装置检定水表过程中可能引入误差的因素，从而进一步讨论了控制办法。

【关键词】水表；自动检定装置；误差；控制

引 文

水表检定是保证水表计量准确性的重要手段，但水表检定很容易受到各种因素的影响，导致水表检定工作的准确性、科学性有所降低。因此，相关计量部门或法定授权组织必须认真分析检定误差可能出现的原因，并及时采取相关解决措施，保证检定工作的准确性.

一、水表检定的自动化改造

水表检定装置的自动化改造，能够增强检定装置的数据处理能力，提高水表检定工作的效率及准确度。水表检定的自动化改造时，不同型号的水表检定装置自动化改造方法存在着较大的区别。在改造DN15-50节水型水表检定装置时，首先在被检水表的上方安装摄像头，实时监测水表的表盘，摄像头采集到的视频信号输入到计算机的图像采集卡后，计算机会识别检定水表的指示流量，并对水表盘的图像进行分析处理。其次，在水表检定装置的标准量器水位指示装置上安装水位测量仪和水位感应头，水位感应头通过光电感应控制水位。

二、水表检定误差产生的原因

（一）水表的零部件质量存在问题，零部件加工及装配过程中出现误差

为了保证水表的质量，设计生产过程中必须严格按照设计图纸选择零部件的材质、规格，零部件加工过程中必须遵守生产标准。水表中含有涡轮、蜗杆等部件，它们在生产过程中很容易受到外界温度、出模时间等等因素的影响，导致零部件加工出现误差。水表的装配过程中，如果零部件存在毛刺等不良现象或者施工人员没有按照装配工艺标准进行施工，就很容易出现装配误差。比如，水表外罩必须保证松紧度适宜，避免漏水、上下夹板变形等问题出现，水表外壳在铸造过程中可能会出现砂眼，也会导致水表漏水，影响其性能。

（二）水表检定装置存在误差

水表检定工作需要使用专业的检定装置进行，一般来说，检定装置的准确度为0.2%。检定装置本身存在的设备误差会影响检定工作的准确性。检定装置的设备误差受到零部件质量、安装环境等等因素的影响，一般来说，检定装置的安装时应该保证光线充足、通风、空气湿度低于85%，为了避免外界振动源等因素的干扰，检定装置必须与振动源保持一定的距离。有些检定装置的瞬时流量指示针为玻璃转子流量计，安装过程中必须保证流量计垂直，不得出现歪斜，转子流量计在使用过程中如果被沾污、转子表层有气泡，转子被摩擦都会导致误差。

（三）人为操作过程存在的误差

检定操作过程中，工作人员操作失误会对检定结果造成比较严重的误差。检定过程中，首先需要将水表安置在检定台上，然后开启夹紧器将水表夹紧，之后关闭流量调节阀，打开进水阀。一般情况下，管道、水表承受水压时，水表或者管道内的空气无法完全排出。水表检定过程中，如果工作量器内的水位符合相关规定，此时流量调节阀可以关闭。当工作量器内的水位不再发生变化，且与设计值存在一定区别后，就可以进行读数、计算。水表检定过程中，工作人员必须严格按照检定规范进行操作，为了确保读数计算过程中数值精确度，水表检定装置的标尺、刻度线等读数部位必须清晰，没有出现脏污、磨损等现象。水表检定时，密封性检查必不可少，密封性检查时，试验压力为水表最大允许压力，试验时间应该1min以上。检定装置中的O型耐油橡胶圈是夹紧器、放水底闸等装置十分重要的密封件，长时间使用后可能会出现磨损，进而导致漏水，影响检定结果的准确性，相关工作人员必须定期对其进行检查，及时更换。

（四）检定环境或其他方面出现的误差

外界环境也会影响检定的准确性。在水表检定过程中，标准大气压下，应该保证检定环境的温度在10℃～20℃，检定湿度低于85%，水的温度应该满足相关的检定标准，水温偏差应该低于5℃。此外，水表检定时，水源压力改变会影响检表，因此，为了尽可能地减少水源压力对检表的影响，应该保证压力稳定，将瞬时流量波动系数控制在一定百分比之下。

三、自动检定过程中的误差控制

（一）环境需要满足检定要求

因为检定规程对检定环境提出的要求非常明确，所以，只有在规程规定的环境条件下，其相应的检定方法才能使检定结果的准确性得到保证。因为我们可以通过空调控制环境温度，所以，在检定过程的水温会逐渐上升，如有必要使水温降低时就可以往循环水池中注入温度较低的自来水。

（二）对检定装置硬件和软件及时更新升级

如果检定装置的硬件和软件在设计时较不合理，那么就可以联系生产厂家，从而要求对方进行改进。例如：为了使水表读数的准确度和识别率提高，我们可以通过升级图像来对软件进行处理，而当检定时压力不稳定时，我们为了保证水源压力的稳定，可以对功率足够大的水泵和体积足够大的稳压罐进行使用。

（三）定期维护保养

因为如果检定装置长时间的进行使用，那么零部件就会有损耗、老化情况出现，从而使得计量标准的计量特性会也会有变化发生，所以我们要经常对其进行定期维护保养，从而对可能引入误差的因素及时发现。如果有零件出现故障，就必须对其及时维修或者更换。对于维修或更换后会造成计量特性发生变化的，对检定装置有必要的要及时的进行检定，从而进行使用。

（四）改进检定方法

因为自动检定装置与传统的检定设备不同，所以，其检定方法也就不能对过去的方法单纯的应用，我们需要改进一些过程和细节，从而进一步结合自动检定装置的结构和特点。而在设计上，自动检定设备对一些缺陷不可避免地出现，所以，在检定过程中需要人为地对其进行干预，从而使检定误差更好地减少。

（五）提升检定人员的技术水平

检定人员需要计量对法律、法规认真学习，并且需要在思想上使认识提高，对质量技术监督和计量检定相关政策熟练掌握，从而对检定规程认真钻研，要对检定技术精益求精。进一步培养认真、仔细的习惯，从而使数据处理业务水平提高，在理论学习的同时使计量检定技术水平不断提升，不断的在日常的水表检定过程中对经验进行总结，从而将理论知识与实际工作紧紧联系在一起，对可能给检定结果带来误差的因素要及时发现，并想办法解决，从而使计量检定中误差的产生减少和避免。

四、结束语

通过分析和控制以上的误差，能够使水表自动检定过程中出现的误差进一步减少，从而对水表检定结果分析更加的准确可靠。同时也进一步说明高度自动化并不是说准确度高，这需要检定人员在使用自动检定装置过程中一定要起到监督作用，从而对可能对检定结果造成误差的问题及时发现，并加以解决，使检定结果准确性尽量提高。

参考文献：

[1]JJG162-2009《冷水水表》，北京：中国计量出版社，2009.

[2]李季.水表检定过程中的误差原因分析及讨论[J].中国化工贸易，2014（1）：252.

冷轧自动化的过程控制 篇7

电气部分的设计由武科大与ASI联合负责。武科大负责其硬件部分的供货、ASI负责软件部分。中外双方技术人员用大半年的时间对酸轧机组的电气部分进行了调试。并与2008年上半年顺利投产。

1. 酸洗连轧控制系统概括

酸洗连轧控制系统由两级计算机组成一个分布式计算机控制系统, 设备控制计算机 (一级机) 和过程控制计算机 (二级机) , 他们通过工业以太网进行连接通信。

1.1 一级机概括

一级机的主要任务式根据二级设定的参数完成轧制过程的控制、数据采集等功能, 主要由4块ASI公司特有的AMS控制器完成其主要功能, 其下还有若干个ET站、操作员站、工程师站组成。根据控制的对象不同, AMS1主要控制酸洗各个设备。AMS2主要控制AGC、HGC、压下等轧机有关的各种主要设备。AMS3主要控制各测量仪表的设备。AMS4主要控制其各种辅助设备。

一级HMI的组成由两台DELL的OPTIPLEX 755服务器通过和AMS进行数据的交换把各种数据传到各个操作台上的操作员站上。同时那两台HMI服务器也互为热备, 当一台出现故障时自动切换到另一台。HMI服务器不仅与AMS进行数据交换, 同时也与二级服务器的数据进行着交换。

一级HMI的网络图如图1:

1.2 二级机概括

过程控制服务器采用三台HP, 一台为PCS (过程控制服务器) 、一台为HDS (历史数据库服务器) 、一台为BCK (备份服务器) , 每一台都由其各自的功能, 功能如下:

PCS (过程控制服务器) :二级HMI、过程控制的数据库、设定计算、数学模型、钢卷管理、事件管理、诊断、报警。

HDS (历史数据库服务器) :质量的管理、历史数据库、数据记录客户机

BCK (备份服务器) :二级HMI、过程控制的数据库、设定计算、数学模型、钢卷管理、事件管理、诊断、报警、质量的管理、历史数据库、数据记录客户机

这三台服务器中PCS、HDS服务器正常工作时, BCK不启动, 只有当PCS、HDS服务器中的一台出现故障时, BCK服务器才启动。此三台服务器采取热备方式备份。它们通过以太网将三台服务器和各操作台上的二级客户机和工程师站之间通信。同时也用工业以太网与一级相连。

二级过程控制系统结构图如图2

在PCS服务器中有三个应用软件STS、L3 Bridge、PCVismes。其中STS用于与二级数据库相连, 也作为事件记录。L3 Bridge用于与三级的通讯 (柳钢冷轧暂时还没三级系统, 系功能为以后所预留) 、PCVismes用于与报警数据库通讯。

在BCK服务器中有一个应用软件DLS, 主要用于历史数据库的通讯。

二级HMI的所有画面都是基于VB开发的, 底层的各种通讯则用VC开发。

2. 应用软件

本系统应用软件主要包括以下子系统:钢卷管理、轧机的设定、动态变规格的设定、模型参数的设定、设备参数的设定、酸洗的设定、报表、质量曲线。

其主要功能如下

2.1 钢卷管理:

钢卷管理功能分为8个状态。计划状态、接近状态、处理状态、待轧状态、轧制状态、已轧状态、完成状态、移除状态。此八个状态每一个都有其各自的作用。在计划状态下操作员需输入钢卷的PDI数据到二级里, 此状态从操作员输入到步进梁的十号卷位确定前都是计划。当入口的操作员确定后变成接近状态, 此状态一直到焊机前。当过了焊机后经过酸洗到轧机前都为待轧状态。当一进入轧机即马上变成轧制状态, 当带尾一出轧机就变成了已轧状态了。到了完成状态时即为称重完毕后。其流程图如图3。

2.2 轧机的设定

在这个画面中, 由三个不同的钢卷的设定, 最上边的一个为正在轧制的钢卷, 中间的一个为待轧的钢卷, 最下边的一个为接近状态下的钢卷, 在这个画面中由压下量、厚度、速度、等参数, 这些参数都是经过数学模型计算出来的。如果想要手都修改则可修改其每个机架的压下来手动干预, 但不能干预太多。轧机设定时轧机最重要的一个画面, 反映了数学模型所计算出的参数, 如图4。

除了以上界面外还有一个仿真的界面, 当需要计算各种参数时, 可在仿真的这个界面进行计算。

2.3 动态变规格的设定

这一界面的设定时对各种参数进行设定, 例如压下量、厚度、速度、等参数, 可进行手动的设置, 如果对数学模型的设定值不满意可在次进行更为详尽的修改, 但一般操作员没有这个权限去修改。

2.4 模型参数的设定

这个界面包含了压下测量、张力策略、正常运行策略、低速运行策略、带钢材质、自适应参数等画面, 它们每一个画面都时及其重要的, 同样的操作员也是没有权限去修改的。

2.5 设备参数的设定

设备参数的设定时指轧辊和电机的各种参数的设定, 工作辊材质、设备的极限值。

2.6 酸洗的设定

操作员可以通过这一界面对酸洗的温度和浓度进行修改和设定。还可通过酸洗设定的另一个画面进行酸槽的各种参数的设定。

2.7 报表

在报表的选项中有很详尽的各种报表可供查询, 可查询工程报表、质量报表、延迟报表、产品报表、班报、原始数据报表、动态变规格报表、厚度性能、焊机性能、酸洗报表、出口标签打印报表、其中工程报表

2.8 质量曲线

在质量曲线的界面里, 可以通过选择日期选择所要查找的钢卷, 也可直接通过钢卷号查询, 并可以查询钢卷的各种参数的曲线, 例如:压下、厚度、张力、速度等曲线。

3. 结论

在此过程控制系统投入使用后, 运行稳定, 预报准确, 提高了控制精度和轧制速度, 降低了断带率, 减少了手动干预, 减轻了操作工人的劳动强度, 提高了冷轧产品的产量和质量, 我们认为酸洗连轧控制系统具有以下特点: (1) 系统安全可靠, 具有完善的自诊断功能, 维护方便; (2) 数学模型设定精确, 自学习功能很强, 能够很快地适应柳钢的轧制环境; (3) 系统采用模块结构, 易于扩充; (4) 系统功能完善, 能够很好地满足生产、管理的需要; (5) 采用高速数据通信网络, 实时地传送各种控制信息; (6) 具有丰富的人机对话画面和多种报表。

今后需继续完成以下工作: (1) 根据冷轧具体情况进一步优化轧制规范数据, 提高设定的质量; (2) 在现有模型的基础上, 研究动态变规格轧制的有关数学模型, 以及系统中其他有关的子系统, 为酸洗与连轧联机做好技术准备。

摘要：介绍了柳钢冷轧厂酸洗连轧过程控制计算机系统的组成和功能, 着重介绍了该系统的硬件、软件结构, 以及应用软件的功能。

冷轧自动化的过程控制 篇8

酸再生(ARP)项目属太钢冷轧硅钢厂盐酸回收项目,建设规模为一套3.5 m3/h的盐酸再生装置,总占地面积约2 000 m2。项目建成后,每年可回收盐酸13 000 t,节约石灰3 484 t,减少污泥外运量约11 427 t,回收金属氧化粉3 900 t;同时可改善中和站中和处理后的水质,实现中和水回用,产生的新酸可供生产线再次利用。

该项目采用先进、可靠的喷雾焙烧工艺,整套装置由脱硅装置(包括预脱硅区及脱硅区)、酸再生站本体、酸储罐以及氧化铁粉站4个系统组成。

2 酸再生(ARP)项目自动化控制系统

2.1 控制范围

根据酸再生机组的工艺要求,本控制系统的控制范围如下:

(1)预脱硅系统:包括混合罐、沉淀池、收集罐、预脱硅后的废酸储罐、絮凝剂投加罐。

(2)废酸净化处理:包括反应溶解槽、废气洗涤塔、pH调节罐、沉淀池、混凝剂投加罐、脱硅后的废酸储罐、脱盐水储罐、氨水储罐。

(3)酸再生本体:包括焙烧反应炉、文丘里预浓缩器、吸收塔、除氯塔、最终洗涤塔等主要处理装置,以及过滤器、酸泵、排气风机等设备。

(4)酸储罐系统:包括废酸储罐、漂洗水储罐、再生酸罐、新酸罐。

(5)氧化铁粉站:包括氧化铁粉仓、除尘器、输送风机等设备。

(6)再生酸管道。

(7)能源介质计量。

2.2 供配电系统

全厂设两台10/0.4 kV变压器,一台给酸再生系统使用,一台给厂区的照明、空调、检修和公辅设施使用。供配电均采用380 V/220 V 50Hz交流三相四线制低压配电系统。

2.3 传动控制

根据工艺要求,废气风机、焙烧炉供给泵、洗涤塔循环泵需调速传动,采用西门子变频器、V/F变频调速;其余电机(酸泵、水泵等)为恒速传动,采用马达控制中心(MCC)控制。

2.4 可编程序逻辑控制器(PLC)

该机组配置有SIMATIC S7-400主机1台,其余I/O点采用远程I/O单元 ET200子站。

与SIMATIC S7-400配套的软件系统采用西门子的STEP-7 V5.4编程软件,上位机软件采用西门子的WINCC6.2组态软件。

PLC硬件配置如图1所示。

2.5 上位机HMI画面

HMI画面主要包括:①工艺流程图画面:主要包括酸储罐、焙烧炉、浓缩塔、吸收塔、氧化铁粉系统、各泵组、废水坑等设备状态及工艺流程图画面,在各画面上显示工艺过程参数和报警参数,供操作人员对工艺过程及设备进行监视和操作控制;②调整画面;③过程控制回路显示画面,可对控制回路参数进行设定和操作;④趋势记录画面;⑤棒状图画面;⑥过程参数报警画面;⑦生产报表。

酸再生主画面见图2。

2.6 网络通讯

S7-400主站到各远程I/O站采用PROFIBUS-DP网络,与各操作站、工程师站和已有的生产线之间采用以太网通讯。因距离较远,使用单模光纤传送信号。

2.7 酸再生机组的典型控制功能

2.7.1 焙烧炉进废酸流量调节回路

焙烧炉给料流量经流量变送器转换为模拟量,送到控制系统中进行PID运算。当流量信号大于设定值时,控制系统输出4 mA～20 mA电流信号,送到变频调速器,使焙烧炉给料泵转速下降,流量减小,流量稳定在设定值附近;当流量小于低限报警值时声光报警;当流量小于低低限报警值时延时、联锁提枪、熄火。

2.7.2 焙烧炉负压调节回路

焙烧炉出口压力经压力变送器转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算。当压力信号大于设定值时,控制系统输出4 mA～20 mA电流信号,送到变频调速器,使废气风机转速下降,压力减少;当压力信号小于设定值时,控制系统输出4 mA～20 mA电流信号,送到变频调速器,使废气风机转速上升,压力增大,压力稳定在设定值附近;当压力大于高限报警值时声光报警;当压力大于高高限报警值时延时、联锁提枪、熄火。

2.7.3 预浓缩器液位调节回路

预浓缩器液位经液位变送器转换为模拟信号,送到控制器进行PID运算,PID的运算结果在酸操作时控制进酸调节阀的开度来调节预浓缩器液位,在水操作时控制进水调节阀的开度来调节预浓缩器液位。

2.7.4 焙烧炉出口温度调节回路

焙烧炉出口温度经温度检测元件转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算。PID的运算结果作为燃气流量调节副回路的设定值,再经过副回路各自的PID运算来调节煤气流量调节阀的开度;另一路乘以空燃比KSP后作为空气流量调节副回路的设定值,再经过副回路各自的PID运算来调节空气流量调节阀的开度。通过保持空气流量与煤气流量的正常比例,使烧嘴燃烧稳定、燃气燃烧完全、炉内的化学反应正常,从而使焙烧炉出口温度稳定在设定值附近。空燃比KSP在操作画面上根据工艺要求设定,通常为4.7。点火前空气吹扫时,空气流量调节阀的开度由手动设置,使空气流量达到设定值。吹扫完成后,空气流量调节阀的开度仍由PID回路控制。当温度大于高限报警值时声光报警;当温度大于高高限报警值时延时、联锁提枪、熄火;当温度小于低限报警值时声光报警;当温度小于低低限报警值时延时、联锁提枪、熄火。

2.7.5 吸收塔供水流量调节回路

吸收塔供水流量经流量变送器转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算。当流量信号大于设定值时,控制系统输出4 mA～20 mA电流信号,送到变频调速器,使吸收塔供水泵转速下降,流量减少;当流量信号小于设定值时,控制系统输出4 mA～20 mA信号,送到变频调速器,使吸收塔供水泵转速上升,流量增大,流量稳定在设定值附近。

2.7.6 洗涤塔脱盐水流量调节回路

洗涤塔脱盐水流量经流量变送器转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算,PID输出控制脱盐水调节阀的开度来调节脱盐水流量。

2.7.7 废酸温度(加热)调节回路

换热器出口温度经温度检测元件检测并转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算,PID输出控制加热蒸汽调节阀的开度来调节蒸汽的流量,使废酸温度稳定。

2.7.8 溶解槽液位调节回路

溶解槽液位经液位变送器转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算。PID的运算结果作为进酸流量调节副回路的设定值,再经过副回路的PID运算来调节进酸调节阀的开度来调节溶解槽液位。

2.7.9 废酸温度(冷却)调节回路

换热器出口温度经温度检测元件转换为模拟信号,送到控制器中进行PID运算。PID输出控制冷却水调节阀的开度来调节冷却水的流量,使废酸温度稳定。

3 结束语

该项目于2009年1月投入生产,至今系统运行良好。该项目的投运使太钢冷轧硅钢厂各条生产线产生的废酸得到了良好处理,变废为宝,为太钢的废酸处理作出了示范,在冶金行业内也具有一定的参考价值。

摘要：简要介绍了太钢冷轧硅钢厂酸再生项目全厂供配电、传动、自动化、仪表系统的构成以及基本控制功能。系统设计先进,可靠性好,便于维护,具有一定的参考价值。

关键词：酸再生,自动化系统,控制系统

参考文献

冷轧自动化的过程控制 篇9

关键词：自动检测；过程控制；教学改革

作者简介：刘保军（1968-），男，河南辉县人，电子科技大学中山学院机电工程学院，工程师；黎萍（1981-），女，江西萍乡人，电子科技大学中山学院机电工程学院，讲师。（广东中山528402）

基金项目：本文系电子科技大学中山学院质量工程建设（教学团队）项目（ZLGC2009 JXTD06）、广东省高等教育本科教学改革立项项目（BKJGYB2008107）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）09-0069-02

当今社会发展对人才素质的要求日益提高，培养理论扎实、知识全面、应用能力强、综合素质高、富有创新能力的复合型和应用型人才已成为高等院校的主要培养目标。专业课作为连接专业基础理论和未来工作应用实践的重要桥梁，其教学质量对于毕业生未来的专业适应能力至关重要。

“自动检测和过程控制”是工科院校自动化、仪表等电类专业的重要专业课程，具有知识面广、理论要求较高、实践性强的特点，[1]其先修课程涉及电子技术、自动控制、计算机控制、可编程控制、电力电子技术等多门学科。为了能够在该课程教学中利用和发挥电子科技大学（以下简称“我校”）独立学院学生思维活跃、乐于实践的长处，按照卓越工程师的要求培养出具有创新性应用型人才，重塑教学观念，进行了一系列教学改革探索和实践。

一、建立新型教学观念，以能力培养为核心

在教学过程中，应当改变以往的“以教师为中心”的灌输式教学方法，而代之以“以教师为主导、以学生为主体”的新型教学观念。针对应用型人才要求和独立学院学生思维活跃的特点，教学始终坚持以增强学生的知识灵活运用能力为核心、培养创新思维和能力为灵魂、造就卓越工程师综合素质为目标，由此要求从教学体系和内容、教学方法、教学手段等多角度着手，对理论教学和实验教学等全方位加以改革。

二、理顺教学体系和内容，把握知识重点

“自动检测与过程控制”课程教学内容相当繁杂，包括三大部分：变送器、调节器和执行器等自动化仪表内容；过程对象特性，简单控制、复杂控制和先进控制系统；集散控制系统和现场总线控制系统等计算机控制系统。[2]

为了适应新世纪人才培养的需要，按照“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的要求，针对本课程知识面广、难度大、综合性高、实践性强的特点，首先必须认真梳理教学体系，精心选择教学内容，在当前越来越少的专业课时中为学生准备更加精良的、更富有营养的课程食粮，注意搞好与相关课程的知识点划分与衔接，同时突出本课程的知识重点，掌握检测仪表和过程控制系统课程的灵魂。比如对于检测仪表部分，注意与传感器应用课程在知识点上的衔接；避免重复和缺漏，重点突出变送器的原理、电路组成和使用要点；增加新型智能传感器、智能显示仪表；着重讲解数字传感器和虚拟显示仪表，并介绍与目前正在兴起的物联网相关的无线传感/变送器。调节器部分着重于PID控制理论的讲解及无扰切换理念讲述，模拟调节器的电路分析则要求学生使用模拟电路知识在课余自行学习和分析并在下次课进行扼要讲解，而重点则放在讲解数字式调节器、智能调节器和智能可编程数字调节器等。精简过程控制部分各章节的理论推导过程，强调不同类型系统的应用场合和技术特点分析；重点加强集散控制、特别是现场总线技术和系统集成等新兴技术方面的内容。

三、改进教学方法，提高授课成效

采取有效的教学方法，非常有助于提高课堂收效。

重视第一堂课，力争引人入胜，使学生如临其境。由于多数学生对过程工业没有直接的感性认识，针对课程实践性强的特点，为了让同学第一次课就明白课程的实际应用场合，笔者通过科研联系单位、往届学生工作单位、网络等多种渠道，收集了大量的石化、电厂、化工、水处理、冶金等行业的图片和视频资料，精心编辑，学生们听课有如身临其境之感，极大地提高了同学们对课程知识的憧憬，提高了学习兴趣，为后续学习提供了良好的心理暗示。

平时授课过程中在注重讲授法的同时，巧妙灵活运用更加注重学生主动思维的启发法、讨论法、案例法、项目研究法、自学法等，[3]增加学生主动思考的时间，发挥其主观能动性，让学生做思维和知识的主人，将教师的教和学生的学有机结合，构建全新的课堂师生关系，提高教和学的综合成效。例如，过程控制系统讲解中引入具体的控制系统科研成果案例，如换热器热出温度串级控制系统、汽油发电机前馈-反馈控制系统等，既极大地丰富了学生对系统的感性认识，又深化了对技术特点的理解。

上述教学方法的使用增强了学生学习的主动性、积极性和灵活性，授课成效明显提高。

四、丰富教学手段，提升形象理解

建立立体化的多媒体教学系统，构建多样化的教学手段，是提高教学成效的重要措施。

建立立体化的多媒体教学系统，编辑了集文字、图片、视频、动画等于一体的课程PPT课件，不仅极大地丰富了课堂的知识量，又可以使学生的兴奋点始终保持在比较高的状态，非常有益于知识的理解和消化。比如与传统的孔板式流量原理完全靠图片、板书和口述讲解相比，通过增加Flash动画演示，可以很形象地将流束变化、压力分布及流量测量过程展现出来，加深了学生对相关内容的理解。使用视频、动画等可以有效节约课堂上的板书、口头讲述的时间，更容易为学生所理解和吸收，课堂的授课进度和效率明显提高，有利于将更多的时间放在课程的重点和难点的讲解，发掘专业知识的深度，拓宽教学内容的广度。[4]

利用校园网和Blackbloard教学平台制作了课程的教学网站，内容包括教学大纲、教学课件、典型仪表的图片及其功能和技术性能、企业视频、过程自动化网站链接等，同时设置了论坛、答疑空间和bbs平台，增强学生课余自我获取专业有效信息的能力。

引入MatLab/Simulink仿真系统运行。过程控制系统是控制理论在流程工业中应用的提炼，为了更形象地表现系统的动态特性，对各类系统引入Simulink仿真可完成系统模型辨识、建立系统结构方框图、稳定性分析、控制策略选择及闭环参数整定、响应曲线仿真、抗干扰能力分析等任务，仿真各种控制系统实例的不同情形，理论和实践相结合，加深对过程控制理论的理解，对于学生掌握过程系统的分析、设计与整定等技术十分有益，切实缩短了控制理论与实际应用的距离。

仪表中的变送器部分和电子线路技术等密切相关，教师采用实物进课堂和Proteus仿真两种手段来提升教学的形象理解，加强知识融合。各种变送器实物进课堂后，其外观、内部结构等清晰展现在学生面前，直观形象，比图片给学生的印象更为深刻有效；同时采用Proteus先绘制好电路原理图，使用其虚拟示波器等功能可以形象展示变送器的输入/输出特性曲线，学生既理解了变送器的特性，又实现了课程知识和电路仿真技术的融合，达到了事半功倍的收效。

五、加强实践实验教学，增强系统设计能力和创新能力

本课程实践性强，实验教学是其中一个非常重要的环节，应培养学生的综合素质。因而，应能突破传统实验的仅限于验证理论的情形，实验项目需要教师和实验指导人员精心设计，注重能力培养和训练，重新构建实验课体系。

1.精选实验项目，增加综合性设计性实验

根据实验教学内容要求，删减了以往内容单一、验证性强的大量实验项目，改设为综合设计性实验。将检测仪表及变送器的校验、检定实验等分散放入系统部分的实验课，不再单独设置，使学生明白仪表校检是保证系统运行的基础；仅保留过程对象特性的测定与分析这一验证性实验项目，但也提出了在不同的负荷调节阀开度下进行测试和比较的实验要求，加强对比分析能力；液位、流量、串级、先进控制实验等全部改进成为综合设计性试验。

2.发掘实验深度，加强实验对理论知识的理解

实验自身的深度程度对学生的认识深度和收效有明显的影响。加强实验的深度，可以提高学生对课堂理论知识的理解程度，达到拓展理论课空间的目的。

单容液位控制系统实验一改既往单独采用模拟调节器的方法，要求同时采用模拟调节器和先进的智能数字调节仪完成，达到既认识模拟仪表，又熟悉先进智能调节仪表的功能和操作方法，有利于同学们通过对比发现技术的进步和发展趋势；基于单片机的流量控制系统和基于PLC的双容水箱液位PID控制系统实验，则分别要求同学们设计相应的单片机控制程序和PLC控制程序。实验深度明显提高，而且相关课程群知识互相渗透、互相融合，有利于培养学生进行系统设计的基本能力。

3.开设创新实验，增强学生的创新能力

实验课以一个创新实验设计来验证实验课的教学效果，同时训练學生的观察能力和创新思维。在实验课程开始之初，就要求学生在实验时认真观察实验装置模块各部分的结构和功能，告知创新实验的要求：自行搭建一套复杂控制系统的实验系统，提出实验目的和任务，设计实验原理，制订实验内容和步骤，分析实验结果，总结实验系统设计和整个实验效果的经验和教训，允许实验失败。学生听闻自行设计创新实验，兴趣盎然，在平时实验时认真观察装置及功能，留意实验细节，最后设计了基于PLC的液位—流量前馈反馈控制系统、基于可编程调节器的锅炉水位前馈—串级控制系统等创新实验项目，很好地锻炼了实践创新能力。

六、拓展学习空间，开拓视野

安排学生到企业参观和实践，开拓学生的视野，对于学生将自动检测和过程控制的理论知识转化为实践是一个重要环节。为此，特别组织和带领学生到自来水处理厂、发电厂、石化等实习企业，现场观察企业现场的各种设备和控制技术等，与技术人员面对面地交流，企业积极配合安排学生并给技术人员做助手，对学生的实践和应用能力有极大的帮助作用。

同时积极鼓动学生参加传感器、仪器仪表和过程装备等各种展览会，拓展学生课外的知识，了解最新的各种仪表和设备，亲自去发掘和感受技术的发展与进步。

当今是信息网络时代。因此，合理布置题目，由学生充分利用各种网络资源进行学习，查找集散控制系统、现场总线技术以及日益兴起的物联网技术等，并以小论文形式上交作为课外学习的总结，计入总评成绩以提高学习的积极性，对于学生拓展视野和课外学习研究能力、提高搜集资料水平能力等也是非常有益的训练。

七、结束语

建立正确的教学观念，以学生能力培养为目标，通过对“自动检测与过程控制”课程的教学改革探索和实践，以现代的教学内容、先进的教育方法、丰富的教学手段来提升理论课堂的教和学的成效，改进实验教学的项目、增强综合设计性实验，拓展学生的课外学习研究能力，对增强学生的知识灵活运用能力、锻炼其系统设计能力、培养其创新思维和素质有极大的帮助，受到了广大学生的欢迎。实践证明，本课程的教学探索和改革取得了良好的收效。

参考文献：

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[2]黄学章.自动检测和过程控制课程教学改革与实践[J].湖南医科大学学报(社会科学版),2010,(1):117-118.

[3]薄翠梅,李俊,林锦国.过程控制工程课程教学改革与实践[J].化工高等教育,2006,(5):29-32.

[4]许大宇,黄稳山,何坚强.工业仪表及自动化课程教学模式的探索与实践[J].自动化与仪器仪表,2005,(3):64-66.

（责任编辑：宋秀丽）