现代化设备基础管理探析

涟钢在1999年10月，90吨转炉工程破土动工兴建，于2000年底投产，它标志着涟钢跨入新的历史发展时期，这是涟钢老一代为涟钢发展创造了良好条件。从此新的生产工艺、新的生产技术、现代先进技术的设备在涟钢的炼铁、炼钢、轧钢等各生产流程中全面快速被采用，经新一代领导者各方工作，到2009年2250热轧线投产，可以说涟钢完成了向大型化、高速化、连续化与自动化的转换，进入了新的历史时期。

涟钢现有的热轧板(即CSP)生产线、2250热轧线、冷轧板及其镀板线、大型高炉、大型转炉，以及某些辅助生产线的装备，可以说都具有现代化设备的资质，就技术等级在国内属于一流的，在国际也可称得上先进水平。涟钢现有生产线的设备肯定的说在十五至二十年内不可能被淘汰，其硬件被更新的可能性也不大，这是现有先进技术装备的设备状况。

涟钢在上世纪80～90年代所推行的设备管理理论，即“设备综合工程学”的概念，该理论着重设备本身硬件的管理和硬件期的费用管理着重设备作业率、维修费用管理。上世纪80～90年代涟钢的设备状况是处于逐渐被淘汰的地位。当时设备管理的重点是预防设备故障、加强设备维修保养、提高设备作业率、降低消耗、降低维修费用等。管理人员对各项工作做出大量有效的业绩，为涟钢取得好的经济效益作出了一定的贡献。但由于许多设备将被淘汰，基层的设备管理工作人员对设备的基础管理工作积极性和主动性差一些。设备硬件的基础工作和设备信息的基础工作的管理按要求都有较大的差距。更谈不上基层设备管理人员具有要关注设备管理与本生产线的产品质量的密切相关的概念。

现以涟钢现阶段轧制设备生产线为例谈一谈现代化设备管理和产品质量关系的新理念。现阶段轧制设备生产线有CSP、2250热轧、冷轧板等，几条生产线都是现代化生产线，现代化生产线的生产过程其特点是生产过程由计算机控制，计算机控制作用是应用描述各类参数间的关系的数学模型，在不超过限制参量的前提下，通过控制调节参量，克服扰动量的影响，使得被参量达到目标值。

应用计算机控制过程的更高水平在于实现最佳运行。即以预定的目标出发，寻求一组最佳的生产条件，使过程在这组条件下运行。

能获取所追求的最好目标，生产运行过程参数调整都是由计算机程序控制。一个完整的计算机控制系统除了要设置可靠性高的检测元件、计算机与执行机构等硬设备外，还要具备能使计算机具有多种功能，并保证计算机能同生产过程联系在一起的软件部分。作为应用软件部分的数学模型，它把过程抽象化，使得计算机能够据此进行设定计算和控制。

因此，正确掌握过程的特性，建立质量高的数学模型，对于充分发挥控制系统的功能，实现最佳控制有着关键性的作用。生产过程由预定各类参数经计算机完全自动控制，在生产过程中不接受人工临时参数的信号，所以操作人员是无能为力的。

现代化生产线的自动控制系统中的各软件是相互联系的，而数学模型是整个控制系统的核心和关键。现代化工业生产线即工业自动化，它要应用“自动控制原理”的完整的理论，“自动控制原理”包括线性定常控制系统的基本理论、非线性系统理论、采样系统理论、线性系统理论、最优控制理论、状态估计与参数辩识等。自动控制系统可有多种方式组成，有开环控制、闭环控制，开环控制和闭环控制相结合的复合控制等方式。一般说来控制系统均由以下基本元件(或装置)组成:测量元件、放大元件、比较元件、执行机构、被控对象、校正装置。对控制系统的基本要求是控制系统在没有受到外作用时，总是处于一个稳定的平衡状态，系统的输出亦保持其原来状态不变。而当系统受到外作用时，其输出必将发生相应变化。由于系统中总是包含具有惯性或贮能特性的元件，因此输出量不能立即按希望的规律变化，而是有一个过渡过程。每一个控制系统在不同的外作用下，都会表现出各不相同的过渡过程特性。

它是衡量控制系统动态质量的重要标志。一旦过渡过程结束之后，系统就将进入新的稳定平衡状态。此时，在理想情况下输出量应完全复现输入信号。实际上，由于结构及非线性等因素，系统输出量只能以一定准确度复现输入信号，这就会在输出量与希望值之间出现误差，称之为稳态误差，它是衡量控制系统稳态控制精度的标志。“稳态误差”是衡量控制系统控制精度的重要指标也是重要要求。对自动控制系统还有“最优控制”、“自适应控制”等重要指标。这些都是应用计算机控制系统技术的科技人员的重要设计研究的课题。现代化工业生产线都少不了与产品有关的工艺技术、与计算机控制有关的自动控制技术、与组成生产线实体的机构装置技术等主要的三大技术。

涟钢有多种产品出售，但出售量最大的最主要的产品是通过轧制设备加工的产品，2250热轧线、热轧板(CSP)生产线、冷轧板生产线等都是属于由计算机控制的现代化生产线，在计算机自动控制系统中的各软件是相互联系的，而数学模型是整个控制系统的核心和关键。现以CSP生产线为例说明，作为构成轧制线实体的主要装置为七架高刚度四辊轧机，每架轧机都有20多个部件组成其中弯辊，窜辊系统(即CVC调整系统)，工作辊轴承座、支承辊平衡系统、轧机牌坊、止推装置、液压压下系统、支承辊锁紧装置等，生产线中层流冷却装置，卷取机系统，轧制工艺中的轧辊热凸度模型、轧辊磨损模型、轧辊弹性变形模型、带钢凸度计算模型、轧制压力模型等等，这些机构和模型均对产品的质量有直接影响。现有CSP生产线、冷轧板生产线时常出现的产品质量问题如CSP生产线的“板形”、“钢卷形”、“辊印”，冷轧板生产线的“辊印”、“压痕”、“浪形”、“振动纹”、“边厚”等产品质量问题，它们都与设备及其控制系统有直接关系。应用计算机控制过程的更高水平在于实现最佳运行。

即以预定的目标出发，寻求一组最佳的生产条件，使过程在这组条件下运行。能获取所追求的最好目标，生产运行过程参数调整都是由计算机程序控制。如何寻求到一组最佳的生产条件，使过程在这组条件下运行。这就是现代化工业生产线稳定地生产出合格产品的关键所在。寻求一组最佳的生产条件的过程也就是我们平常所说计算机控制系统的软件编制过程，这软件编制需要由对生产工艺了解透彻的技术人员、对设备机构特点了解透彻的技术人员、对自动控制原理了解透彻的技术人员组成的团队共同探讨、研究才能获得。对于某一产品的计算机控制系统的软件编制过程中以生产工艺技术人员为团队的领头人，各专业人员首先对该生产线的设备供应商所提供的自动控制系统软件了解、研究，充分认识其使用方法，在这个前提下，根据新提出要求的条件，从各自专业的技术要求提出各类参数值，各类参数值各专业之间来源于不同的条件如机械专业有机构刚度变化、安装精度、中间介质的变化、维修后零件加工精度的变化等，如与工艺有关的产品材质的变化、坯料的变化、产品规格的变化、加热温度的变化、轧辊凸度的变化等，如自动化专业有关的测量元件敏感性的变化。执行机构灵敏度的变化等，总之各专业中都有一些待估计的参数，一般有两类:静态参数(或参数)它与设备本身有关，不随时间而发生变化;动态参数(或环境参数)它随着时间、环境的变化而改变。这些参数的变化就要对数学模型中的参数进行实时修正计算，各专业之间以互相协商，逐渐逼进的方法确定参数值。唯有这种方法编制控制系统才能得到高精度的“稳态误差”的控制系统的稳态控制精度。这时的计算机控制系统就能保证运行的生产线生产出质量合格的产品。现代化生产线这种特点就有了现代化设备管理的新理念即生产线要加工出质量合格的产品决定于具有高稳定性、高精度的“稳态误差”的计算机控制系统的设备而不是生产线的操作人员!而高稳定性、高精度的“稳态误差”的计算机控制系统的获得则决定于计算机控制系统的软件编制的团队。