銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用

喻土明

（杭州富陽星宇銅業(yè)有限公司，浙江 富陽 311400）

銅在全球的生產中有著重要的地位，他的生產作為現代化工業(yè)生產的三大支柱之一。在生產的過程中會消耗大量的能源，導致其在銅加工生產總成本中所占比例也在逐漸增大。在大規(guī)模銅加工企業(yè)生產中，產品質量是企業(yè)賴以生存的關鍵因素，為了提升產品質量，高爐煉銅過程中結合在線控制系統(tǒng)以及計算機網絡技術將有效提高銅成品的質量。本文主要介紹了銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的工作原理、提出了在線控制系統(tǒng)的硬件與軟件設計、并對所設計的在線控制系統(tǒng)進行檢測應用、注意信號傳輸、自動控制與技術進步的需要，基于此開發(fā)出連鑄連軋精密銅管生產線在線質量控制系統(tǒng)[1]。

1 銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)需要體現的相關內容

加工銅的企業(yè)需要考慮的不僅是技術優(yōu)勢和經濟實力的競爭，還需要考慮的是檢驗、測量和試驗設備配備導則以及配備滿足預期使用的目的要求的檢驗。銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)需要體現的相關內容包括：第一、在線控制系統(tǒng)屬于在線控制系統(tǒng)的計算模型，在線控制的系統(tǒng)需要進行計算機輸入模型，進而智能優(yōu)化生產系統(tǒng)，最終研究成功屬于自己的銅加工檢測系統(tǒng)模型；第二、輸出參數的分配與設定是用來區(qū)分閃速熔煉和熔池熔煉，系統(tǒng)設置可以攻克了流程型材料加工實時在線質量控制的困難，并且結合銅加工生產過程中的工藝流程特點，可以實現在線控制系統(tǒng)的開發(fā)利用；第三、任何生產流程中的改變都需要調用這一計算系統(tǒng)，在實際的設計的線控制系統(tǒng)流程圖控制事件包括：設定參數變化、配料數量改變、原材料性質等。第四、所設計的在線控制系統(tǒng)進行檢測應用，要使生產過程中任何參數的改變都有特定的處理方法與對策。在銅的提取的過程中提供充足的氧氣，保證氧化反應的完全進行，在最后的程序的設計中還需要再進行計算機輸入模型，使得在線系統(tǒng)可以將改變的參數及時反饋給銅加工企業(yè)工作人員；第五、任何生產流程中的改變都需要調用這一計算系統(tǒng)即需要調用天然氣耗能、氧濃度的升高與下降等一系列的相關物質，下圖給定的是提高生產質量水平、安全生產、降低成本的總系統(tǒng)的設計，實現操作人員、工廠、計算機系統(tǒng)的連用。

圖1 提高生產質量水平、安全生產、降低成本的總系統(tǒng)的設計

2 銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的硬件設計

銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的硬件設計是確保提高計量檢測能力的基礎。國外的銅加工企業(yè)已經開始在生產過程中應用在線控制系統(tǒng)，為了進一步提高了精密銅管生產線在線質量控制效率，我國研究人員積極研究自己的銅加工檢測系統(tǒng)模型。這種研發(fā)不僅是管理水平的競爭，尤其是質量管理的提升。為銅加工企業(yè)開發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實時在線控制系統(tǒng)是目前研究的熱點以及關鍵之處。銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的硬件設計包括的是：第一、進行計算機輸入模型，通過為銅加工生產工作人員提供離線輔導，培養(yǎng)程序人員的智能優(yōu)化生產系統(tǒng)的技能；第二、重要參數計算結果是銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的核心部分，在線控制參數周期不是很長的情況下，可用差分方程替代系統(tǒng)的計算模型，可以使得延伸率達到45%的晶粒度檢測結果；第三、銅加工過程所需要的溫度控制也是重要部分，同時在銅加工過程中容易出現較多雜質，針對這些相關問題，設計人員需要做出相對應的控制處理，并記錄這些參數作為后續(xù)計算模型；使生產過程中任何參數的改變都有特定的處理方法與對策。第四、在線系統(tǒng)可以將改變的參數及時反饋給銅加工企業(yè)工作人員，在銅加工企業(yè)，生產設備使用壽命的長短影響整個企業(yè)產能。

整個所開發(fā)的在線控制系統(tǒng)與人工控制相比較得到，為了要保持閃速熔煉中關鍵參考數據的一致性，計算在線自動控制系統(tǒng)時，常用的參數控制微分方程算法如下 ：Pv表示控制參數，Pt表示微分控制系數。

3 銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的軟件設計

3.1 基于VB開發(fā) Minitab的原理

銅在地球的儲量很高，銅在金屬元素中的功能性僅低于鐵。銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的軟件設計中需要用藥的是Minitab軟件，該軟件雖然能夠直接導入Excel中，導致嚴重降低了工作效率，因此需要Minitab軟件需要二次開發(fā)機制（設計不包含變量），進一步解決這個問題。Minitab自動化技術是企業(yè)長期保持產品高品質的重要機制。Minitab自動化技術允許使用者通過COM DLLs，在實際的應用過程中，可以根據生產現場實際情況自定義選擇需要分析的數據，而且也更靈活，局部宏可以使用臨時變量，變元和子命令，使得程序在執(zhí)行的過程中適合執(zhí)行重復的固定命令語句。在應用了該程序后，隨著Minitab版本的升級，出現了全局宏和局部宏的控制，它比全局宏更加復雜，同時功能更強大。在銅加工企業(yè)，生產設備使用壽命的長短影響整個企業(yè)產能，在程序設計的過程中，設計的不合理不僅影響生產出來的成品銅質量還會對生產設備造成一定損害。

3.2 VB開發(fā)Minitab參數化界面

銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的軟件設計包括VB開發(fā)Minitab參數化界面的設計。Minitab參數化界面的設計存在不同班組、不同生產線，不同規(guī)格、不同用戶的研究。有時候重復的大量的數據利用時自行篩選又會導致大量的重復工作，在增加了導入Excel的功能后，以Excel作為數據庫可以輔助處理數據。另外，在Minitab功能菜單欄上添加自己設計的功能選項，利用的是第一個類型庫，即Mtb 16.0 Type Library，能夠從數據庫文件中導入數據，并連接數據庫文件導入數據子集。最后，不斷研制開發(fā)新產品的根本保證，Excel作為后臺數據庫原理，先進的技術軟件的連用，進一步有助于利用世界先進的智能測試表或者計算機檢測系統(tǒng)。

3.3 VB調用Minitab實例

銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的軟件設計中具體需要VB調用，下面以Minitab實例介紹。利用VB編譯生成可執(zhí)行文件，但是按什么程序來配備滿足，而且要防止檢測能力過高而增加不必要的配備成本。在應用設計的過程中，一方面，研究人員使用調用Minitab中的能力分析和散點圖來自由選擇數據篩選條件。另一方面，調用Minitab軟件進行能力分析后的圖形與數據分析結果，在線控制系統(tǒng)開發(fā)的主要方法。銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)可以減少退火工序，生產線中所有實驗員的工作量與精確度，而且自動化的控制如此反復的數據分析，工作人員將極大程度地減少繁重的工作。將更多的注意力在提高質量上，產生的銅的抗拉強度與對應序號線性相關并顯著，這是最終的質量分析系統(tǒng)進行數據分析的結果[2]。

4 銅加工生產過程的仿真實驗結果與分析

銅加工生產過程的仿真實驗結果與分析可以進一步滿足產品需方的特殊要求。實際的軟件設計利用Minitab軟件中的散點圖對抽樣銅管的抗拉強度進行相關性分析，通過編譯ADDID.MAC宏程序為抗拉強度加載對應的序號列，從而開發(fā)的銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的流程圖。精密銅管生產線在線質量控制系統(tǒng)的開發(fā)應用，可以實現比預期使用目的要求的檢驗、測量的要求。在實際的煉銅過程，復制原材料閃速爐內發(fā)生的物化發(fā)應，同時實現對實體的一個或多個特性進行的諸如測量、檢查，增加制動單元，保證電流電壓的穩(wěn)定性，若出現短路現象，需要及時的檢驗重要的參數數據輸入值是否正確，確認在線控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保電機在安全區(qū)域工作。銅加工生產過程的仿真實驗結果適用于銅加工企業(yè)在原料及成品檢驗，屬于在線控制系統(tǒng)的計算模型，滿足了客戶的不同規(guī)格、不同用戶等多個層次。

5 銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的發(fā)展

銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)的發(fā)展是在原有大生產基礎上發(fā)展而來。在線系統(tǒng)的控制生產不僅可以延長生產線設備的使用年限，而且使得整個系統(tǒng)的企業(yè)管理和工藝裝備水平的顯著提高，同時還具有的優(yōu)點是使銅加工產品性能優(yōu)越，盡量減少能量損耗。這些年來為銅加工企業(yè)不斷完善計量檢測體系，銅冶煉生產計算機仿真模擬系統(tǒng)設計開發(fā)和在生產技能訓練最終實現了最初的設想。運行的過程中，不同硬件以及軟件的連用滿足變頻器電機參數的正確設定，提高了數據分析的效率。銅加工生產過程監(jiān)控、能源計量、環(huán)境監(jiān)測、安全防護各個相關的領域也可以考慮在內，作為參考數據輔助控制參數的設定。銅加工生產過程在線控制系統(tǒng)無疑是具有重要的意義以及應用價值，在線的控制系統(tǒng)電壓顯示器需要設置為零，以確?？刂葡到y(tǒng)的正常工作，該在線控制系統(tǒng)可在不同環(huán)境下規(guī)劃出最合適的生產流程，甚至可以實現包括鑄連軋精密銅管生產線的在線質量控制。

6 結論

隨著社會的不斷進步，能源消耗不斷增加。因此當今社會，燃料成本在不斷增長，為銅加工企業(yè)開發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實時在線控制系統(tǒng)勢在必行。與在線系統(tǒng)的連用會使這種繁重的工作變得容易，提高了工作效率。同時會逐步提高計量檢測能力發(fā)揮了重要作用。軟件系統(tǒng)方面調用Minitab軟件后的散點分析結果，分析結果顯示，利用計算機模型，按照指定條件對數據進行篩選，使得我國的銅產量成為全球總體銅生產技術水平的一個新的提高。軟件設計復制原材料閃速爐內發(fā)生的物化發(fā)應，并且可以提升抗拉強度與對應序號線性相關并顯著，連接測量和試驗設備的選擇配備，并提供驗證與評價的依據，進一步為閃速爐銅冶煉技術推向一個更高的水平。