山东莱钢永锋钢铁有限公司山东德州251100
摘要:随着电气自动化控制技术的广泛应用,推动了冶金行业的发展与变革,实现了现代化的生产模式。电气自动化控制技术提高了冶金领域的生产效率,同时也降低了劳动需求,并对相关的产业有着积极的带动作用。本文主要对冶金电气自动化控制技术相关问题进行了简要分析。
关键词:冶金工程;电气自动化;控制技术
电气自动化控制技术是以电力网理论与控制理论为理论基础的一门新兴生产技术,其中融合了电子信息技术、自动控制技术、电工技术等,其在生产制造领域的应用具有划时代的意义。电气自动化控制技术的核心是自动控制系统,并通过电子信息技术进行参数与指令的设定,使之能够按照一定的流程展开集成化与智能化的生产活动,无需由工作人员进行操作。由于冶金领域的生产活动环节众多,且环节与环节之间有着密切的连续性,再加上生产过程中所加工的产品容易受到外界因素的影响而发生不可控的物理或者化学变化,因此增加了生产的难度。而电气自动化控制技术在冶金行业的应用在很大程度上减轻了冶金行业生产人员的工作负担,提高了劳动生产率,也能够减少不确定因素的影响,提高产品的质量。
一、冶金电气自动化技术的特点
1、适应冶金企业生产需要,技术涵盖面很大
冶金企业的生产基本属于流程型,生产过程工艺环节多、连续性强,而且包含有复杂的物理和化学过程,生产流程存在着各种突变和不确定因素,包括原燃料成分和生产技术条件等都经常发生波动。为确保冶金生产的稳定顺行,需要根据物料、能量、质量要求等,制定最优的生产作业计划,并进行动态的调度。为提高产量、质量和效益,需用在生产过程中,推行自动化管理,在方方面面引入电气控制设备,这样,就需用用到电气自动化技术,以满足各个方面的生产控制和管理需要。
2、技术程度高,应用复杂
冶金电气自动化技术应用比较复杂,既有软件,又需要有硬件,而且不同的环节、细节,要用到不同的技术控制方案,这样才能适应冶金生产设备种类多、工艺过程长、产品质量要求高等状况,真正提高工作效率。这样,就需要工作人员熟悉这些技术,有宽广的知识面和娴熟的技术技巧。
3、对电子技术依赖性强
冶金生产的电气自动控制系统,整个过程都需要用到电子技术机技术,否则无法提升其自动化程度。从采集信号的传感器,到信号处理运算的控制器,从监控运算,到结果执行,都与电子技术紧密相关。每个环节都不能离开电子技术的进步。
二、我国冶金电气自动化技术应用的现状
1、逐步实现生产自动化
冶金生产过程引入自动控制,许多技术被应用到冶金生产的基础控制方面来,特别是以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制技术,取代了常规的生产模拟控制,目前已经基本上在冶金企业得到普及。近年发展起来的现场总线、工业以太网等技术,也逐步在冶金生产的自动化系统中应用,分布控制系统结构替代了集中控制,成为自动化发展的主流。
2、逐步实现生产过程的自动化监测
生产过程的监测,也大量应用了自动化技术。例如,各种流量、鸭梨、温度、重量等数据检测,用上了自动化仪表设施,保证了回路控制、安全生产、能源计量等方面的监测的准确和规范。生产过程的各种预报、报警等,也都引入最新的监管、测量技术和设施,保证了管理、进程的需要。
3、信息化进程进一步加快
我国冶金生产引入电气自动化技术,使得整个行业的信息化进程进一步加快。特别是国内外知名的钢铁企业,在运用信息技术提高控制精度、产品质量,降低资源消耗、生产成本及智能化企业管控等方面,都取得了较大的突破,基本的炼铁工序、炼钢工序和轧钢工序等,大体都采用了生产管理计算机技术系统。在生产控制领域,智能仪表、高性能控制器、模型技术、集中管控得到了广泛的应用,增强了生产过程的稳定性、可靠性、安全性。大型冶金企业如宝钢、武钢等,都建成了主要生产线的MES[MES(ManufacturingExecutionSystem),即生产执行系统,是面向离散制造企业(如机械制造、电子电器、航空制造、汽车制造等行业)和流程生产行业(如化工、制药、石油化工、电力、钢铁制造、能源、水泥等)的生产模式、管理模式的软件系统。是近几年发展起来的企业信息化系统,目前在发达国家已经普遍推广。和产销一体化系统。宝钢更在建立生产经营数据仓库和知识获取等方面,走在了国内冶金产业的前列,开发了数据挖掘系统、基于数据挖掘的质量分析技术、基于数据仓库的客户服务知识库,创建了智能质量设计知识库等,在信息化方面取得了显著的成果。
三、冶金自动化控制系统的未来发展趋势
虽然我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展,但是受到很多因素的影响,我国各地的冶金技术水平还存在很大的不平衡,而这种不平衡是未来亟待解决的问题。自主研发创新已经成为未来发展的趋势。
1、提高并改善自主集成数字化控制系统的水平
(1)自主集成要以‘我’为本
以我为本就要求核心技术是自己创造的。虽然会在创新的路上经历一些磨难挫折,但是也要先人一步早行动,笨鸟先飞,坚持不懈,创造出属于自己的技术。首钢创造出的数字化炼钢就是一个很好的例子,数字化炼钢在坚持原有钢铁工艺流程的基础上,对过程进行改善,不但对控制系统进行了改善,也提高了生产工艺。控制系统有很强的仿真能力,保持其他生产过程不变,对历史生产过程调整模拟,然后通过仿真计算,得到调整后的最优效果。同时也可以在脱离冶炼过程下改变参数与模型,调整到最好然后进行上线冶金。
(2)整套系统要实现实时控制
该技术必须拥有超强的实时性,不但在数据采集方面利用最新的,而且要对数据进行分析处理并且实时对其控制。如果对产品的要求不是很高,则对实时性没有太高要求,如果要生产高端钢铁产品,必须提高其快速判断、诊断并迅速处理的实时能力。
(3)数据挖掘与应用
通过改善自动化控制系统的水平,生产出优质的钢铁产品,是提高行业竞争力的关键。在钢铁自动化控制系统中,对生产过程的实时数据进行收集整合,并通过数学模型的优化,而达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。在当代的冶金技术中,对数据的挖掘与应用也来越完善,而现在技术中的数学模型,控制算法等也广泛应用于自动化控制系统。
2、冶金自动化控制系统优秀的服务
自动化控制系统的服务已经由原来的被动服务向主动服务转变,对服务的质量要求与日俱增。第一,现在冶金企业都在追求一种零故障的目标,这就要求除了设备本身的检修外,不能由于自动化控制系统出问题而影响钢铁正常生产过程。第二,自动化控制系统必须具有优秀的应对突发事故的能力,这就要求系统本身的性能必须优秀。第三,必须提供标准化的服务。为了提高服务的水平与内容,提高标准化服务是必要的措施,只有这样才能精细管理,提高自动化的优化。
3、冶金自动化控制系统要不断开拓创新
自动化控制系统要想长期生存并保持旺盛的生命力,必须不断开拓创新。在未来一些新技术比如物联网、云计算以及大数据概念有可能会融入到自动化控制系统中。而在将来。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术,将测量精度大大的提高。
四、结束语
电气自动化技术是以电力网理论与控制理论为理论基础的一门新兴生产技术,它以信息技术为依托,具有操作难度大,技术覆盖面较大的特点,目前,冶金行业电气自动化控制技术已得到普及,也进一步提高了自动控制技术的性能,并且在监测自动化与生产信息化也有许多推动作用。但是,在电气自动化给生产带来利益的同时,我们应不断优化冶金自动化控制技术,提高生产效率。
参考文献:
[1]蔡晓,等.模糊控制在力控组态软件中的实现[J].自动化技术与应用,2014