[发明专利]一种用于高线轧机的设备运行和工艺量状态监测系统

说明书

技术领域

本发明属于高速线材轧制技术领域，特别是提供了一种用于高线轧机的设备运行和工艺量状态监测系统。

背景技术

高速线材轧机是典型的高度自动化、机械化装备，一旦发生突发故障，将给正常生产带来严重威胁，损失巨大。由于设备功能、精度和可靠性的影响，线材产品的产量和精度也受到影响，机时产量、成材率等指标不稳定；设备故障反过来影响生产节奏，为保证完成产量任务，难免出现阶段性的超负荷生产，对设备状态、功能和精度又构成更大影响，如此形成恶性循环。更为甚者，不均衡生产还会造成能源消耗增加、工艺成本升高，生产过程中设备状态、操作精度常常影响产品质量，如吐丝机、精轧机速度匹配关系不精准，影响产品质量。

由于大多高线轧制企业缺乏有效的生产状态监测和科学管理手段，对加热炉加热钢坯的能力与轧机生产能力的关系、钢坯加热温度和轧制能耗之间的关系以及吐丝机速度和精轧机速度与不同规格、品种产品的关系等方面的认识和把握不足，不能用量化的手段对生产和设备实施精细化管理，生产组织模型设定不尽科学、合理，不利于经济、高效生产，导致生产成本不合理增加，降低了产品竞争力。

功能、精度、设备运行可靠性作为设备的状态与设备的制造、使用、维护、操作、生产工况等各个环节有着密切的关系。在生产实践中，这些关系都以信息的形式表现出来，信息是状态与管理的媒介，深入挖掘、研究状态信息，开展对应的管理，在设备管理和质量一体化管理的大背景下，通过技术和管理手段对设备和工艺信息的获取、处理、判断和利用，建立设备状态与产品产量、质量的量化关系，把握设备状态趋势，对设备采取适度的维护检修，提高设备状态的控制水平；建立设备功能、精度量化标准，对设备缺陷和质量缺陷进行预警、跟踪，提高对设备缺陷和质量缺陷的响应速度，加强对设备、质量问题的追溯性，使设备管理、质量管理工作不断改进、完善，从而达到设备功能、精度和可靠性管理的目的，最终实现设备管理、生产管理、质量管理的目标。

目前，我国线材生产行业进入快速发展阶段，工艺水平、开发研究、产品结构、产品质量等逐渐向国际发展水平靠拢。然而，高线轧制生产过程工艺量的统计与线材装机水平不相适应，是当今线材行业发展必须重视的问题，很多钢厂缺乏有效的生产过程工艺量监测管理手段。

发明内容

本发明是一种用于高线轧机的设备运行和工艺量状态监测系统，该系统对高速线材轧机的粗轧机、预精轧、精轧机、加送辊及吐丝机的轧制电流和轧制速度等工艺量参数进行实时监测，并对所测数据进行分析和计算，实时显示设备运行状态，记录分析报警信息，绘制工艺参数变化趋势，提供历史追忆功能。建立基于轧制电流和轧制速度信息的生产过程参数识别模型，识别出轧制生产的规格、品种、生产支数，各班的停机工时、待机时间等生产过程参数，实现品种、规格的最佳组合和均衡生产，指导生产员工标准化操作和调整，提高吐丝质量，使企业处于最佳经济生产状态。

本发明包括硬件和软件，硬件包括电流互感器和转速传感器、ADAM4017+数据采集模块、ADAM4520通讯转换模块、工业控制计算机；其中传感器与ADAM4017+数据采集模块之间采用RVVP屏蔽电缆连接，传感器测量出轧制电流和轧制转速信号，并以±10V或4～20mA的模拟信号形式输入到ADAM4017+数据采集模块的AD端口，一块ADAM模块一般连接8路模拟信号，通过ADAM4017+模块内AD转换芯片将传感器输出的模拟信号转变为数字信号。ADAM4017+数据采集模块与ADAM4520通讯转换模块之间利用STP-120Ω双绞屏蔽型电缆连接，一个ADAM4520模块可以连接多个ADAM4017+模块。ADAM4017+数据采集模块采集到的数字信号经由ADAM4017+模块的458通讯端口向ADAM4520模块发送。ADAM4520内部协议转换芯片将RS485协议转换为RS232协议。ADAM4520模块与工业控制计算机之间利用串口电缆连接，计算机按照RS232协议规则读取ADAM4520模块传送来的数字信号，实现轧制电流和轧制转速信号的分布式采集。进而由工业控制计算机将采集的数据存储至实时数据库，并利用OPC服务发布数据到企业的intranet，用户通过网络在IE浏览器或客户端提取记录信息进行观察和分析。

软件进行应用层系统开发，软件包括OPC通讯模块、运行状态实时监测模块、报警信息记录与分析模块、趋势信息分析与处理模块、历史追忆功能模块、工业信号逻辑分析模块。

(1)OPC(OLE for Process Control)通讯模块