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熱鍍鋅板利用冷軋薄板作為生產原料，采取一定的工業手段將鍍鋅層包覆于鋼板表面，并通過包覆鍍鋅層的方式，提高鋼板的耐腐蝕性和延長鋼材在惡劣環境條件中的使用壽命。鍍鋅生產線的基本工作原理為：將鍍鋅液維持在450.0℃的狀態下，在鋼板通過鍍鋅液時，鍍鋅液體會與氧氣發生化學反應，形成具有較高致密性的氧化鋅薄膜，并完全附著于鋼板之上，可避免外部具有腐蝕性的介質直接與鋼板表面接觸，從而起到提高耐腐蝕性的作用。

1鍍鋅生產線概述

馬鋼股份有限公司冷軋板廠1#連續熱鍍鋅線是馬鋼公司投入使用的第一條鍍鋅生產線。該鍍鋅生產線年均生產能力為3.0×105t，產出產品為鍍鋅薄板（供建筑業、家電制造業和彩涂業使用）。本生產線自動化控制系統由3部分構成：①一級。是指基礎自動化系統。②二級。是指模型控制系統。③三級。是指與廠級自動化系統對接的部分。

2網絡結構分析

針對鍍鋅生產線所設置的自動化控制系統由兩級網絡構成，一級為生產控制工業以太網網絡，二級為生產管理以太網網絡。兩級網絡結構建立在TCP/IP協議基礎之上，可實現數據通信，并經過一級信號數據庫服務器與二級服務器連接。在鍍鋅生產線自動化控制系統網絡結構中，一級自動化系統中的PLC控制器以其所對應的操作終端、二級操作終端作為兩級以太網網絡的節點，并在不同的位置接入以太網內。現場遠程I/O接口在Genius網絡支持下與PLC終端連接，帶位置控制的設備裝有編碼器，按區域組成4個Profei-Bus網，分別接至入口、中間、出口PLC控制器Profei-Bus的主板，從而實現對位置的精確控制。鍍鋅生產線現場傳動設備基于IS-BUS與PLC終端連接。對于獨立設備，比如鍍鋅生產線上稱重設備、焊機和氣刀等，與系統的接口為以太網直接與PLC終端的連接。

3一級自動化控制系統的構成

3.1一級數據庫服務器

在一級自動化控制系統中，一級數據庫服務器的主要應用功能是對整個鍍鋅生產線的運行狀態進行全面監測和控制，分析網絡通訊的運行情況，收集生產控制所需的關鍵數據信息，根據運行狀態生成報警信息，遵循優先權分級標準對報警信息進行管理，并可提供鍍鋅生產線在各種狀態下的生產報告。

3.2操作終端

在一級自動化控制系統中，操作終端的主要價值是輔助對鍍鋅生產線運行狀態的檢測和控制，為各種生產控制功能的實現提供必需的畫面組態支持，并根據畫面對生產控制操作提出建議。在本文所構建的自動化控制系統中，可應用GE-Fanuc所提供的人機界面實現操作終端的功能。該人機交互界面的最大特點是實現客戶與服務器HMI系統的融合，實現全網絡化的監督控制和數據收集功能。其基本構成包括服務器和終端兩部分，前者負責采集、發送生產線的運行數據；后者負責連接服務器，并顯示和控制數據。

3.3PCL控制器終端

在一級自動化控制系統中，GE-InnovationPLC控制器是實現大量自動化控制功能的核心模塊之一。相比于模擬控制模塊而言，為了更好地滿足鍍鋅生產線對自動化控制提出的要求，本文選用了基于可用控制塊語言編程的控制器。本類型PLC控制器具備中斷驅動操作的控制中心，響應速度快、診斷功能強，支持多類型的I/O接口，在復雜的大型系統中的應用價值較高。

3.4傳動設備

本系統中的傳動設備為Toshiba公司的IGBTPWM變頻器。在一級自動化控制系統中，傳動設備的主要功能是實現對交流電動機的調速控制，根據其使用范圍可進一步劃分為無傳感器矢量控制和有傳感矢量控制兩部分。傳動柜直流電源有IGBT整流和二極管整流兩種，IGBT整流元件的整流柜用于開卷機、活套、張緊輥、夾送輥和卷取機等；二極管整流元件的整流柜主要用于風機、刷輥等。

4二級自動化控制系統構成

4.1過程自動化功能的實現

在本系統中，過程自動化功能的實現主要包括以下4部分：①接收一級自動化控制系統發送的處理命令，并通過PDI原始數據輸入的方式處理每個卷所對應的信息；②在對卷信息進行處理的過程中跟蹤卷動態，并生成與之相對應的調整設定點，顯示有關線、卷的修改參數信息；③通過操作員顯示屏幕對非正常運行狀態提出報警指令；④診斷各個卷的產出性能，并形成數據報告。

4.2生產控制模型

在整個鍍鋅生產線自動化控制系統中，共涉及2個生產控制模型，分別為有關鍍層重量的控制模型和有關加熱退火爐燃燒狀態的控制模型。模型機軟件系統采用日本新日鐵公司提供的技術。在模型的選用和構建過程中，可在二級自動化控制系統的以太網網絡掛設專用計算機，并通過網絡實現與二級服務器的信號交換。二級系統接受三級系統下發的鋼卷信息，并通過協議地址發送至模型機，模型機將符合該鋼種的控制數據在焊點到達退火爐和鍍層測厚儀時分別傳輸給它們，從而達到自動控制爐溫和鋅層厚度的目的。

4.3二級系統與廠級系統的接口部分

二級系統和三級系統之間的數據傳遞會經過ODBC數據庫。二級系統將建立一個與三級系統數據庫的ODBC連接，并直接從三級數據庫中讀取所需的數據。當卷數據處理完成后，二級系統將通過ODBC連接直接將所有的卷數據寫入三級系統數據庫。

5結束語

在近年來的實踐中，我國各類冷軋線的處理開始展開自主集成技術的研究，自主集成技術的應用逐步替代了國外引進的應用模式，但在自主技術研發方面尚處于起步階段，相關技術仍未成熟。本文著眼于對鍍鋅生產線自動化控制系統的研究，對該控制系統的構成、網絡結構和控制功能進行了詳細分析，希望能促進有關自動化控制系統研究的進一步發展，從而更好地保障鍍鋅生產線的安全、穩定、高效運行。

作者：楊志平 單位：馬鋼股份冷軋總廠點檢一分廠