1.冷轧自动化控制系统
在轧制过程中，可采用多种能够反映轧制工艺的动态变化的数学控制模式、自动控制设备和计算机软件技术，将轧制过程中的各种参数（例如流量、温度、表面张力、速度）维持在规定的临界值之内，从而使轧制工艺得到科学的、合理的、完整的自动化运行。随着对冷轧薄板品质的不断提高，采用微机控制的自动控制系统已经成为冷轧生产的重要环节。采用物料追踪功能，实现批量生产；通过系统模型，得到合理的设定值，将设定值输入到现场生产系统中，可以极大地降低现场的工作压力，从而改善产品的质量；采用神经网络对各设置点进行优化，从而简化生产过程，降低人工成本。目前在钢铁行业中，最常用的就是连轧机，它的生产效率很高，能够将自动化和自动化技术完美地融合在一起，保证了轧钢的产量。但随着科技的进步，轧钢的自动控制技术也随之发生了变化：在轧制过程中，应增加一定的数学模型，例如拉力、摩擦等；为了适应目前轧机速度的要求，必须改进测试仪器和有关系统的工作性能，确保轧机的自动化程度能够达到要求；改进计算机控制系统的软、硬件结构，全面提升设备的性能.
2.冷轧机电气自动化控制系统的设计
2.1冷轧机电气自动化控制系统的硬件配置
薄板厚度与流量、温度、张力、速度等四个参数有关，因而要求对四项指标进行监控和调节。本文采用西门子s7-400PLC作为主工作站，利用西门子视窗控制中心组成计算机监测系统，通过触摸屏进行参数的编辑和显示。开卷机、卷取机和主机均由直流调速实现。配置包括 CPU，通信接口，传感设备：位移传感器，压力传感器，厚度计；驱动器：直流调速器，伺服阀，马达等。在主站和从站间建立了profibus-dp通信协议，实现了与分布式 I/O的通信。硬件型号的选择，参数的设置，地址的分配，都是通过配置来实现的。
2.2冷轧机电气自动化控制系统的功能实现
（1）辊缝调节
在轧制之前，所有的工艺参数都由触摸屏设定。通过各种传感器对各个参数进行采集、反馈。在调整薄板的厚度时，辊缝的调整是一次精度级调整。所以，对板料的加工厚度要按辊缝作为优先控制指标进行调节。如果辊缝在轧制时发生变形，那么辊缝的数值就会偏离预定的位置。通过位移传感器对滚筒的位移进行测量，把误差输入到伺服阀线圈中，通过伺服阀的作用，带动滚筒向下运动，使滚筒迅速地运动，直到达到预定的辊缝数值。这时，位移偏移信号消失，辊缝调整完成，主机收到信号，正常进行生产。在滚筒运动时，用测厚计测量板料的厚度，如果滚筒再也不能运动，则说明辊缝运动不能继续进行厚度控制。在这个时候，系统会收到一个信号，然后就会自动地进行拉力调整。
（2）张力调节
张力的调整是由冷轧机组的开卷、收卷而实现的。随着加工精度的提高，对拉丝的调整也越来越严格。从钢板的力学性能来看，拉力调整有一个极限，当极限值超出极限时，钢板将发生断裂。所以，本系统将采用按比例和积分值分开调整的方法对张力的释放进行控制。可编程控制器与直流调速器通过交流，对其进行控制，保证拉力按线性比率增加，并在达到要求之前给予积分，以减少板料破裂的可能性。
（3）轧制保护功能
对轧机的转速和压力的控制，与对辊缝、张力的调整相似，都是由传感器探测到的，并由通信系统来驱动执行动作，实现各项指标的调整。期间通过测厚仪对薄板的厚度进行数据的采集，在薄板厚度达到一定范围后，误差信号就会消失。本系统采用“profibus-dp”通信方式实现，在下位机出现故障时，由通信协议将信号反馈给主机，主机在收到指令后立即停止工作。
冷轧生产中产生的废品多发生在穿带时，容易造成原坯料的积聚。所以，在本系统中，通过三个环节的测试，可以降低穿带的卡顿造成的堆积。第一，用感应器探测到穿带带头的位置，保证在指定的时间里，带头穿过水槽。在出现误差∆t时，PLC接收反馈信号使操作停止；第二，对电动机的转矩电流进行设定。电流不小于设定值，在有可变的∆A时工作停止；第三，对变频器转速进行检测，对转速变数∆v进行控制，当变频器转速太高或太低时，系统会发出警告，使其停止工作。在诊断过程中， PLC的输入和输出装置是一种人机互动的装置。所有的轧制工艺均由触摸屏显示，包括张力、辊缝、压力、速度、液压油温、板料厚度等，从而达到对生产设备的有效防护，并能实时监控生产工艺。
3.二级控制系统
3.1二级控制机的规程计算
该系统能在轧制过程中获取入口钢卷材料的原始资料，通过读取成品的技术和工艺规范信息，对轧辊的直径、模型参数进行计算，并将其自动生成的结果保存下来，然后通过工艺控制系统将相关的操作命令信息传送给分配器等设备。首先，要设定预设值，将轧机的所有相关数据输入到轧机系统中，形成相应的控制参数，并在此基础上对轧辊的数据进行预设置，并将轧辊的数据、轧机的约束条件、模型参数等进行分析。其次，在整个钢卷材料进入轧机后，通过实时采集、分析、存储等方法，建立相应的数据模型。第三，进行自学习，为了实现功率和轧制力的控制，必须通过建立一套完整的数据模型，对所采集到的厚度、宽度、速度等数据进行重新计算，并通过科学的对比和分析，进行相应的修正。
3.2二级控制机的维护
为保证整个生产效率不受机器的干扰，使生产自动化能够正常稳定地进行，从而提高产品的总体质量和产量，必须对二次控制器进行定期的维修。保养要点：（1）每天进行巡回点检。通过对生产设备的使用年限、产量水平以及生产过程的规律等因素的分析，对生产过程中存在的隐患及时上报、处理，并进行检修，尽量减少断带情况的发生，保证生产线的正常运转。(2)定期保养。对某些大型的生产、加工设备，要经常进行维修，以保证各关键操作元件及相应的程序控制工作正常；对车间作业和数据库的数据进行定期的检验，确保设备的正常使用。(3)设备的维修。对现场的二次电源、服务器等设备要按实际情况进行及时的检修。(4)软件的维修；对二级机的某些有关资料要及时备份，对某些已过期或失效的资料要定期进行清理，以确保计算机系统在最优化的工作条件下，运行速度达到规定的要求。
4.结语
从上述分析可以发现，通过加强冷轧机系统的自动化控制技术应用，可以有效的提高冷轧机组生产质量以及相关的品质。冷轧机组能够实现对不同厚度薄板的冷轧作业，该技术在当前我国的冶金和钢铁行业中已经有了比较普遍的应用，并且在实践中已经获得了良好的成效。当前随着我国冷轧机生产技术的逐步提高，对于该技术的要求也与日俱增。所以为了能够更好地适应我国市场发展需要，应当大力推广自动化控制技术，更好地推动我国相关产业的发展，相信在未来的发展历程中，自动化控制系统会对我国冷轧机生产技术提升起到重大的推动作用。
5.参考文献
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