阐述了冶金行业轧制自动化技术的特点，总结了轧制自动化关键技术的发展现状，指出轧制自动化技术的未来发展将基于大数据和云计算，更有效地服务于制造装备行业的智能化。在绿色发展方向上，轧制自动化技术的发展除了班级传统的准确性和高效性外，还应注重相关技术的集成和过程信息化。注重进口关键设备和技术的消化吸收。
关键词:冶金行业；轧制自动化；技术发展
1冶金行业轧制过程自动化技术发展现状
传统的轧制自动化系统是由基础自动化系统、过程自动化系统和生产自动化系统组成的典型的三级结构。随着轧制技术的进步，轧制自动化技术的内容得到了扩展，可以向后延伸到以生产控制为核心的制造执行系统，向前延伸到包括以电气和液压传动为代表的设备执行系统。
1.1设备执行系统
轧制中的设备执行系统主要包括各种电机和开关等。自动控制的关键设备是轧机主传动电机控制。轧制主传动系统要求电流和速度响应快，转矩脉动低。在过去很长一段时间内，DC传动是主传动，DC电机的固有缺陷制约了轧机主传动箱的高速发展。随着矢量控制等先进控制算法的出现，交流变频调速系统取代了DC调速系统[1]。交-交变频易于实现电动运行、正反转，具有转换效率高的优点。目前在国内已广泛应用于低速大功率滚动传动。交-交变频系统存在调速范围窄等缺点。交流-DC-交流变频调速可以克服上述缺点，但目前交流-DC-交流轧机的主传动技术基本被国外几家公司垄断。2013年，交流-DC-交流变频技术在国内首次应用于超宽铝合金带材热连轧生产线，对推动技术进步产生了重要影响。
1.2基础自动化系统
轧制基础自动化系统采用高性能控制器直接控制轧机，承担各种生产工艺参数的测量和检测任务。控制主要以金属探测仪、测力计、测厚仪等检测仪器为主，通常配有人机界面系统。L1级现场总线和其他种类的通信与L0设备执行级交换数据。基础自动化是设备和过程直接连接的重要部分。生产过程的控制是复杂的，基础自动化的复杂程度越高，例如在热轧板带生产中，在L1级别实现速度串级控制。我国冶金企业的控制系统基本普及。因为L1水平控制直接关系到设备的实施，技术升级是近年来最频繁的。我国在系统集成控制方面已具备与国外先进技术竞争的能力，整套技术已应用于武钢1700热轧生产线。目前，L1级高性能控制器等核心硬件依赖进口。
2冶金行业轧制过程自动化的关键技术
轧制涉及的自动化设备系统很多。轧制自动化技术的目的是提高生产效率，降低生产成本，包括控制自动化系统的一次性投资，以及包括表面状况在内的产品质量。轧制板形控制技术主要是指根据产品尺寸设定值进行动态调整的技术。相对成熟的AGC技术有根据轧机出口测厚仪测得的厚度偏差调整辊缝，根据入口测厚仪测得的厚度偏差调整辊缝，根据各机架进出口金属秒流量不变的原理调整辊缝等。各种AGC控制的实施效果与模型的计算精度和测量仪器的响应速度密切相关。冷轧速度快，产品精度高，不同的机架需要不同的AGC，加减速时通常需要加入惯性补偿才能得到理想的控制效果。目前现代冷连轧机的厚度偏差精度可以控制在& plusmn1%以内。
3轧制过程自动化技术的发展趋势
3.1高端装备技术研发
中国的大型冷热连轧机，大量先进设备制造已基本实现国产化。随着轧制自动化技术的发展，大数据等相关技术和信息概念的融合是一个重要方向。注重引进关键技术的自主研发[2]。多级自动检测系统在冶金领域基本普及，但是中压交流/直角轧机的主传动或者轧制线的高端检测分析仪器都依赖国外进口，这些设备的研发需要做大量的工作。具有高精度轧制能力的成套设备技术已成为重要的发展方向。中国有交-交变频主传动能力，但核心控制器软硬件都是进口的。大功率交流-DC-交流中压变频轧机整体先进的主传动系统在国内没有成熟的具有市场竞争力的设备，导致冶金企业的投资成本被动。我国掌握整个热连轧计算机控制系统技术后，企业建设同等水平生产线的投资成本将降低1/4。高端技术不仅会降低使用成本，也是提高我国冶金行业产业竞争力的必由之路。
3.2精确快速检测技术研究
发展高精度快速检测技术可以降低设备维护成本，增加产品质量的稳定性。包括全面的产品质量监控、多功能质量缺陷检测技术等。非线性信号处理方法有望提高设备故障诊断的准确性。随着计算机技术和信号处理技术的不断进步，基于互联网的远程监测技术、微型智能传感器、激光和远红外测量技术等新技术被应用到设备状态监测中。国外许多冶金企业都建立了集成其核心业务的信息网络，为生产线的高度信息化管理奠定了坚实的基础。先进的检测技术可以用来实现快速监测和控制。有利于生产线设备信息的整合。
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我国冶金装备及自动化技术研发起步较晚，缺乏核心自主知识产权，能耗整体优化不完善。但目前我国冶金行业各方面基础都比较扎实。得益于国家企业的投资，材料加工国家重点学科、大企业R&D中心等的建设。，相关的轧制生产核心设备发展迅速。目前，受产能过剩的影响，大多数企业都意识到技术升级的必要性。面对第四次工业革命的机遇，他们实施了产业转型升级等专项行动。这将为轧制技术相关领域的技术发展带来新的机遇。大数据、云计算等滚动自动化技术。由于其时效性和以模型控制为主要内容，将向信息化方向快速发展。
参考
[1]张永军，何安瑞，郭强.冶金工业轧制自动化的主要技术现状和发展方向[J].冶金自动化，2015，39 (3): 1-9。
彭天干。国外板带轧制自动化技术的现状及发展趋势[J].冶金自动化，1992，(6): 11-15+57。
作者:李晓明单位:南京钢铁股份有限公司特殊钢事业部
