1  引言
　　目前，新建的轧钢生产线自动化程度越来越高，但项目的开发周期与现场调试的时间要求反而越来越短。模拟轧钢系统是解决冶金企业自动化工程要求高和建设速度要求快之间矛盾的有效方法。模拟轧钢提供了一个类似于现场的测试环境，一方面可以缩短总的调试时间，另一方面可以通过模拟轧钢来优化生产工艺参数，以代替试轧，避免轧制损失，节约了轧制原材料；还可以通过模拟轧钢随时检查现场的设备准备状态

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，减少设备的安全隐患。正因为如此，模拟轧钢的研制与应用被逐渐重视起来。
　　2  模轧原理和实现
　　在现代化轧机的计算机控制系统中，在轧线上无钢坯的情况下产生类似于轧钢的实际状态，使轧制线上所有设备正常地按轧制情况运转起来，起时序控制作用的软硬件被称之为模拟轧钢。模拟轧钢程序是通过硬件i/o接口起作用，同样可以完全使用软件方式工作。
　　2.1 模拟轧钢概念[1]
　　在现代化热轧生产线上，自动化程度高，轧制节奏快

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，对产品质量要求亦较高。而在计算机控制系统中具有一个关键性程序，它对全部功能控制程序的运行起到调度作用控制工程网版权所有，这就是跟踪程序。跟踪程序是对轧线上热金属检测器和平辊轧机的压力负荷继电器
　　(hmd，lr) 状态仿真，进而指示出钢坯在轧线上实际位置和运行状态，从而达到调度的目的。在实际轧制中www.cechina.cn，hmd和lr的 “on/off”状态改变主要根据轧件的到达和离去的时序而定(除少数hmd误动作之外)。但对于模拟轧钢时，无轧件在轧线上运动，亦要产生hmd和lr的“on/off”的变化，这就是模拟轧钢时的plc依据时序通过硬件接口的作用。首先按实际轧制时的工艺情况和具体的轧制方案，依据模型计算出轧线上各hmd和lr的状态时序，由计算机输出接口将此状态以时序发出去控制实际的hmd和lr二次检测器，再由输入接口采入各检测器状态，则跟踪程序就可像真实轧制时一样正常运行

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，调度作用同时产生了。关于实际检测器与计算机硬件接线如图1所示。

　　图1  模拟检测器示意图

　　2.2 模拟轧钢实现
　　如若不使用硬件CONTROL ENGINEERING China版权所有，比如在实验室工作阶段或现场过程接口尚未完备时

，则只可使用纯软件方式工作。那就是使用分布式系统数据库中的计算点名代替检测器的点名。此时跟踪将不直接使用计算机输入接口采入的检测器信号，而使用模轧点名和接口采入的进行或运算之后的信号。如图2所示。

　　图2  模轧逻辑图

　　图2中是以hmd10检测器为例说明纯软件模轧和实际检测器的并联输入作用。ahmd10表示实际的二次检测器的状态www.cechina.cn，shmd10表示模拟轧制时的状态输入，同时具有条件模拟轧钢sml。跟踪要使用的信号为hmd10，逻辑代数式为：hmd10=ahmd10+sml·shm -d10各检测器的模拟状态和时序[2]是按模轧方案事先制定的。制定模轧方案考虑到了实际生产过程中常生产的产品结构和规格，考虑到少数特殊生产工艺情况(例如空过机架等)来制定的。具体实现模轧时，设立模轧方案号schno，还需要与schno相对应的假定钢坯数据号sdano。一旦操作人员在人机接口操作员站(hmi)上输入这两个参数时，模轧程序就调用相应的模轧方案数据，并且分布系统的过程计算机根据sdano对指定的假设数据进行模型设定计算和各种过程参数的计算，并将计算机结果依照模轧时序传送到功能控制计算机。每个模轧方案应具有一个以上的钢坯数据与之对应，其方案本身的多少视具体生产工艺情况而事先制定。
　　模轧方案确定之后，具体的时序数据(亦是模轧时的方案数据)事先按工艺模型生成和检测器中每一个状态变化时序以组合字方式形成模轧方案数据存入计算机，便于运行时使用。方案数据的组合可以按图3所示的方法来制定，每次状态变化为一个组合字www.cechina.cn，多个组合字就组成了一个完整的模轧方案。

　　图3  模轧方案数据组合

　　图3中：a表示检测器状态，a=1为on，a=0为off；b表示本检测器是否为重要检测器，b=1为重要检测器CONTROL ENGINEERING China版权所有，b=0为非重要；c备用位，以此表示某些特殊应用中的特殊状态；d为检测器名称代号，可表示检测器的个数为：26=64个；t表示检测器状态变化与上次某检测器状态变化之间的时间间隔，亦即时序，单位为0.1s，最大为12.8s。
　　上述方法的制定可根据实际需要可以灵活组合。在实际运行模轧程序时就是将上述组合字分解开，依据d字段指定的检测器号并按时序t，将a中的on/off状态发出，进而通过计算机接口输出去控制对应的二次检测器，这就是实现模拟轧钢的基本原理和实现方法。
　　模轧程序设置快慢两种形式的模拟。慢模用于发掘程序和设备故障时使用，快模是模拟实际轧制节奏。在慢模时，时序前进有待于操作员确认，否则将在本检测器处时序停止不前，这是对于重要检测器时起作用的。
　　3  模轧的应用
　　一个现代