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国家要发展,必须工业要快速发展,工业在国家的国民经济占有重要比重,提高科学技术水平是提高工业现代化的重要标志,电气自动化技术是一门综合技术,是企业发展的核心技术,利用电气自动化技术,提高了企业的生产效率,在一定程度上减少了人力、物力、财力,节约了成本,增加了企业的剩余利润,电气自动化技术在相关企业中的应用,符合现代工业发展,有利于提高工业现代化进程,符合现代企业发展需要。
1电气自动化控制系统
电气自动化控制系统是提高科技水平重要标志,电气自动化控制系统是利用电气自动化技术制造的,具有一定信息技术能力,符合现代信息系统发展需要,在工业控制等领域发挥重要作用,提高了企业工作效率,增加了企业的利润,具有广泛的应用前景,对于提高国家的经济水平起到重要作用。现代电气自动化控制系统普遍采用分层分布式计算机监控系统。从管理上分为上下两层(甚至多层),上位机为管理协调层,负责越限报警(显示器显示报警、手机短信报警)、调度优化计算、命令下达、远程通信等高级应用软件;下位机为执行层,负责采集数据、执行上位机下达的命令。电气自动化技术在实际应用过程中,特别在实践应用技能,在企业的实际需要过程中,要根据企业的实际情况,具体应用自动化技术,对企业提高工作效益,减少成本,增加利润有一定意义,提供了可靠的技术保障。
2电气自动化技术的基本特点
2.1电气自动化技术的综合性电气自动化技术应用领域比较广,是一门综合性技术,在实际工作过程中,存在一定问题,必须有效解决实际问题,提高其有效认识。电气自动化技术是一门综合性的技术,技术涵盖的范围较广,与实际的电气自动化控制工作密切相连,特别是与火电工程、钢铁行业、建筑领域有着密不可分的联系,这就形成了电气自动化技术综合性强覆盖面广的特点,需要一定的综合能力才能全面把握电气自动化技术的实质。综合性是体现其电气自动化技术的应用特点,体现出实际应用价值,提高了企业的应用技术,符合现代企业发展需要。2.2电气自动化技术的涉及范围广企业在实际发展过程中,需要科技水平提升,电气自动化技术涉及领域比较广,在实际应用过程中,要根据企业的实际情况,进行科学有效的应用。电气自动化技术涉及到软件技术和硬件设备,在不同的行业、不同地域和不同位置电气自动化技术的技术方案和技术要点存在着较大的差异,这会形成电气自动化技术应用的难度,导致电气自动化技术的应用困难。电气自动化技术涉及领域多,没有形成统一标准,必须规范其有效的应用,根据企业的实际情况,选取电气自动化技术投入到生产中,有效提高工作效率。2.3电气自动化技术的依赖性强电气自动化技术对于电子技术和网络技术有着特殊的依赖,没有电子技术和网络技术就不能实现电气自动化控制,因此发展和应用电气自动化技术需要以电子技术和网络技术作为基础,这也是电气自动化技术的基本特征。
3电气自动化技术的发展展望
3.1电气自动化控制的高频化发展电气自动化技术应用到电业企业领域,需要对高频技术,高频化的发展对其应用有一定的影响,符合现代电气自动化控制需要。当前我国工业生产中高频化发展趋向明显,电气自动化技术必须对此作出反应,因此,未来的电气自动化技术应该对高频化进行必要地研究与疏导,使电气自动化技术适应这一发展方向。电气自动化技术发展方向很多,尤其应用领域进行控制,符合现代工业发展要求,提升电气自动化技术水平,是解决工业技术问题关键因素。3.2电气自动化的计算机网络发展现在是大数据时代,云计算时代,这些技术发展都依靠计算机网络,工业技术发展也离不开网络技术。未来的世界必定是计算机网络的世界,电气自动化技术要主动与计算机技术和网络技术进行深入融合,将巨型计算机、云计算、高速网络等各类技术有机地整合在电气自动化技术之中,这样就可以实现电气自动化技术发展方向的把握。计算机网络技术发展改变了人们的生活、学习、工作、娱乐等,提高了其工作效率,对企业的快速发展提供了技术保障,是企业发展的核心力量。3.3电气自动化的人工智能发展人工智能是工业未来发展趋势,电气自动化技术主要应用于现代工业中,如何提高工业的现代化进程,促使企业更快发展,与国际企业接轨,符合现代企业发展趋势。电气自动化技术未来发展是人工智能,这是科技水平发展结果,符合现代技术水平发展的要求。人工智能是当今科技的趋势,电气自动化工作要立足于当前的体系和网络,进行信息平台和信息数据库的建设,为日后人工智能在电气自动化技术上的应用打下系统和资源基础。电气自动化技术发展方向人工智能,计算机网络技术快速发展为其发展提供强有力的支持,必须提高电气自动化技术人工智能发展。
参考文献
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【关键词】扬水泵站自动化技术;功能;发展;现状;趋势
一、扬水泵站自动化技术的概述
扬水泵站自动化技术是现代电子信息技术发展的成果之一。随着计算机技术及功能的不断发展与完善,造就了如今先进的扬水泵站自动化系统。以我国为例,扬水泵站自动化系统主要由自动监控系统、自动装置以及继电保护等设备组成,它去除了老旧的表计与控制平台等传统设备,在很大程度上减少了电缆的数量,节省了控制室的使用面积。扬水泵站自动化系统除了对正常工作的泵站进行监视、控制外,还会对泵站的一、二次设备进行数据采集、工作状态监控以及调节与控制,从而确保抽水泵站运行的安全性与高效性。在扬水泵站的正常运行过程中,一旦发生设备故障等问题时,保护装备将立即对其进行数据采集与实施监控,并对故障做出快速反应,找出故障原因,进行故障修复处理,最后恢复泵站的正常运作。保护、监测、远传、控制是扬水泵站自动化系统的四大功能。具体功能如下:监测变电装置、机组设备的日常运作情况;搜集设备装置的电量信号与非电量信号进行检测、预警;记载、储存、分析与处理重要的设备运行参数;记载、反馈所采集到的各项故障数据;研究、对比机组设备的开启状况与运行状态;调试并修护扬水泵站的辅助装置;合理地调节泵站机组设备的节能优化状况等等。更为重要的是,扬水泵站自动化系统还会对泵站的设备装置起到保护作用,从而减少风险性,预防安全事故,确保职工的生命财产安全。
二、泵站自动化技术的发展现状
1、数据采集和处理技术。数据采集和处理技术是整个泵站信息化系统的基础,主要承担着泵站信息的采集和数据处理功能。通过现场控制单元来采集泵站日常运行过程中的各类电气量信息(电压、电流、功率等)、非电气量信息(测点的温度、压力、流量等)、状态量信息(机组的工作及检修状态等)、开关量信息(主变及线路的投退、机泵的启停、排水泵和风机等附属设备的控制等)、继电保护信息(各类继电保护的动作情况),采集信息后经过数据处理和逻辑判断,对设备进行控制并输出相应的告警信息。目前,在监控信息化方面,新建的泵站都配备了计算机监控系统,基本实现了先进的视频监控技术,同时结合包括Wincc、intouch等在内的众多国际品牌计算机监控软件及网络等共同完成泵站监控系统架构。
2、运行调度技术。运行调度系统是泵站自动化的“神经”,能够根据泵站实际运行情况来进行实时调度。在满足泵站扬程与流量的前提下,寻找最优的运行方式,在成本最优的情况下实现泵站效益的最大化。运行调度系统通过计算机技术建立泵站控制对象模型,包括泵机经济运行模型、泵站调度管理模型等,并结合效率、成本、流量等相关约束条件,根据目标函数实施优化控制、科学调度,通过对数学模型求解选择最优的机组联合运行模式,确定不同时段、不同流量的最优运行状态,实现泵站的高效、最优、经济运行。目前,在运行调度方面,供水泵站都基本实现了不同水平的半自动化,数据通信已经实现“四遥”,有些大中型泵站可以达到以机待人、少人值守,甚至无人值守的自动化水平。
3、运行信息管理技术。泵站在运行中将产生大量信息,做好运行信息管理是泵站自动化的基础。泵站实时运行信息管理包括实时数据采集和显示、历史数据综合统计、泵站运行数据管理三大环节。其中实时数据采集主要包括泵站压力、流量、水位等信息,能够通过这些数据进行泵站可靠性分析,一旦发现异常能够实时报警。数据信息综合统计主要监测和存储历史数据,包括设备操作记录、故障录波等,便于进行统计、查询和故障回溯。泵站运行数据管理主要包括泵站设备的配置维护和监测数据库维护,为泵站正常运行提供数据和平台支撑。随着计算机信息技术、数据库技术、现场总线技术等的发展,很多泵站已经建设了光纤环网形式的站级测控局域网,实现了泵站数据的高速采集,并与上级信息中心可靠地联网,进行统一的运行信息管理。
三、泵站自动化技术的发展趋势
1、测量、控制、管理一体化。科技的进步,促进了泵站自动化技术的发展。嵌入式智能控制器以及集PLC、HMI、I/O及通信于一体的“显触控一体化”OCS控制器等技术不断出现,泵站自动化朝着测量、控制、管理的一体化方向发展,新型的综合自动化监控系统在能够测量与控制泵站内关键机电设备的同时,还能够以多泵站整体运行最优为目的进行调度优化,集成泵站工作各个环节,将信号采集、设备控制、远程监控、调度优化、运行管理M行一体化管理。
2、健全完善自诊断功能。新型泵站自动化应不断完善自诊断功能,实现智能故障诊断和自愈控制。目前,我国正在进行大规模的大中型泵站升级与改造工作,BP神经网络、模糊运算、频谱分析、状态检修、多信息融合等新技术将不断应用于泵站故障诊断领域,提升泵站自动化的人机协作平,推动泵站管理系统向自动化和智能化方向不断发展,从简单的数据监测向故障诊断、智能分析、专家会诊等深层次应用转变。
3、运行信息的实时化管理。运行信息实时化管理有利于更加便捷、高效地掌握泵站运行情况,进行科学决策,辅助泵站管理。未来泵站运行信息的实时化将能够实现泵站运行实时监测、最新卫星云图实时接收、实时在线巡视、设备状态实时上送,基于实时性平台实现数据信息多方共享,数据中心和各个子站之间以专线接入,泵站检测库、水情库、设备库、决策支持库等数据库集成管理、专人维护。
结束语
综上所述,泵站承担着地区供水的重任,随着科学技术的飞速发展,我国泵站自动化技术已经初步实现了集散控制,并向着测量、控制、管理一体化方向发展。并且泵站自动化技术的发展趋势同样会结合地区及行业的实际情况,向着科学化、现代化方向递进。
参考文献
[1]王学明.泵站自动化的发展趋势[J].科技信息,2011,23(12).
关键词:机械 自动化 柔性制造系统
中图分类号:TG409 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0225-01
机械行业在国民经济中占有非常重要的地位,是一个国家的支柱性和基础性产业,关系到国家的住房、钢铁、日用品等,能够拉动国家经济的发展。机械自动化指的是应用自动化技术进行机械制造,实现自动化生产,提高生产效率。机械自动化技术自从出现以来就收到研究者的高度重视,一直都是机械制造中一个最活跃的研究方向。机械制造自动化技术经历了刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个发展阶段,综合自动化将许多技术综合在一起,通过融合这些技术起到提高企业生产效率的目的,机械自动化技术不仅关系到机械制造行业的发展,还会直接影响与国民经济相关的各项技术。因此,研究我国机械自动化技术的现状和发展趋势对促进我国国民经济的发展具有重要意义。
1 我国机械自动化技术的发展现状
改革开放以来,我国制造业无论在数量还是质量上都有了突飞猛进的增长,但是具有独立知识产权的产品却不多。例如,许多企业的产品虽然表面上说是国产,但是很多产品的核心技术还是应用的国外的技术,如汽车发动机、空调压缩机等。据研究,我国的机械制造业与发达国家相比还是比较落后,落后的主要是以下几个方面。
1.1 管理方式落后
我国机械制造业的管理方式与发达国家相比比较落后,目前我国大部分中小企业都采用经验管理,只有少数大型企业应用了计算机辅助管理。而在发达国家,计算机管理已经普遍应用到机械制造业的管理中,发达国家的企业都十分重视组织和管理体制,根据企业的发展情况以及管理科学的发展及时更新和发展适合企业发展的生产模式,国外推出了精益生产、准时生产、和并行工程等新的管理思想和技术。
1.2 CAD技术使用比率低
发达国家的机械制造行业积极探索新的设计准则和设计方法,CAD技术已经广泛应用到机械制造行业中,许多大型企业都采用了无图纸设计和生产,既提高了生产效率,又节约了资源,十分的环保。而我国的CAD技术使用比例还比较低,只有一些大型企业采用了计算机辅助设计,许多中小型企业仍然采用传统的图纸设计方法。
1.3 新型加工方法普及率低
在加工方法方面,发达国家都广泛地应用微型机械和微米、激光加工技术以及高精密加工等新型加工方法,而我国尚没有掌握这些方法和技术,也没有自主研发出新型加工方法,新型加工方法在我国没有得到普及。
1.4 自动化技术落后
在自动化技术方面,发达国家已经将柔性制造单元、计算机集成制造系统、数控机床等技术应用到机械制造中,而与发达国家相比,我国还处于机械自动化还处于比较原始的阶段,只有少数企业应用了柔性制造单元和制造系统。
1.5 国家政策不合理
我国机械制造业技术上一个明显的弱势就是对外技术依赖过高,导致每年都有大量资金应用在进口国外设备上。在高新技术和冶金机械中,几乎有一半的技术、设备和系统来自国外。据统计,我国新产品的贡献率为6%,而发达国家新产品的贡献率高达51%,我国在核心技术方面的产品大部分都是模仿国外的产品,进行克隆,自主研发的产品较少。这降低了我国机械制造业的创新能力,还容易受到其它国家的指控。而这些技术上的问题与国家政策息息相关,国家在政策和资金方面的失误导致机械制造业技术发展的落后。
研发和创新产品的重要保障就是产权激励制度,但是我国的国有企业在实际执行并没有实行对创新人才的产权激励,导致创新成果的知识产权没有得到保护,创新者的贡献也没有得到产权确认,研发出来的新产品和新技术通常无常归国家所有,或者被其他企业无偿复制克隆,这大大降低了企业和个人的研发和创新积极性,导致我国机械制造业整体的研发能力低,拥有独立知识产权的产品极少。
2 我国机械自动化的发展趋势
2.1 发展现代机械自动化技术
我国是一个发展中国家,在技术方面与发达国家还有很大的差距。虽然自动化技术是一门先进的技术,而且给发达国家带来了客观的利益,但是我们不应该盲目跟风,将自动化技术照搬到我国机械制造业中,盲目地追求高度自动化或全盘自动化,在应用先进的自动化技术时,我们应当仔细分析该项技术是否适用于我国当前的技术发展水平,在确保必要的生产柔性前提下,优化人机界面,建立完善的信息系统,充分发挥计算机管理的作用。由于我国的机械制造技术比较落后,因此不应当摒弃所有传统普通设备,全部采用先进自动化设备,应该将两种设备结合使用,在某些特殊的环节,应当采取人工控制的方法。我们应当在积极学习国际上先进的自动化技术的基础上,努力结合我国机械制造技术的特点,研究出适合我国机械制造业的机械自动化理论,以适用为前提,将企业需要的技术先引入应用中,取得一定的实践经验,证实其效果再推广应用该技术。
2.2 发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术潜力大、前景广、投资省、见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。
2.3 结合我国国情发展适合我国的自动化技术
在发展机械自动化的同时要注意到环境问题,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用以后再通过绿色处理加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时也使原材料和能源的利用率达到最高。
3 结论
总而言之,我国机械自动化发展与发达国家还有很大差距,针对这样的现状,我国应当根据我国的实际情况,学习和引进适合我国机械制造的先进自动化技术,发挥我国机械自动化应用的作用,促进国民经济的快速发展。
参考文献
[1]马振华,李丹.论我国机械自动化技术的发展应该注重的几个问题[J].科技资讯,2008(15).
关键词:电力自动化技术;工作原理;现状;趋势
1.前言:随着科技的快速发展,经济水平的提高,社会大众对供电系统提出更高的要求,伴随着电力自动化技术的快速发展,该技术在社会的不同领域陆续被广泛应用,在科技得以迅速发展的今天,电力自动化技术在整个电力系统中占据非常重要的地位。电力自动化技术作为电力与电子信息的融合,是一项综合的科学技术,将信息技术、控制技术、互联网技术等诸多学科的相关知识融为一体,其自动化水平能够直接反映电力发展水平高低,对国民经济发展发挥出巨大作用,同时给输电系统带来深远的影响,也是目前及今后能够有效解决电力资源与能源问题的关键所在,是现代电力系统得以持续健康发展的重要保障,确保现代电力系统得以安全可靠运行。本文笔者结合多年的工作实践经验,根据电力自动化技术工作原理,探讨了电力自动化技术的工作原理和现状,并就其发展趋势进行深入分析,目的为电力自动化技术的可持续发展提供有价值参考。
2.认识电力自动化技术
2.1内容:(1)馈线自动化:能够有效完成馈电线路的控制、检测、隔离故障、网络重构和故障诊断,主要作用包括:就地控制及远方控制、恢复供电及转载负荷、调压及无功补偿、隔离故障区及监测运行状态。(2)变电站自动化系统:就是通过计算机技术,把变电站的信息传输、继电保护、远动及控制测量等融为一体,从而成为一体多机的共享系统。(3)配电管理系统:指的是利用现代计算机、通信等设备与技术,管理并监视配电网的运行,该系统不仅作为整个配电自动化系统的管理、控制及监视中心,也是该系统中的神经中枢,具体包括:用电、管理及负荷管理等。
2.2工作原理:(1)电力自动化主要通过信息技术来实现,也就是把计算机调控系统置于电力系统的中心,以此覆盖周围地区信息,同时周围的电力场及发电站利用这些信息反馈装置,实现远程信息流通,形成一个立体的网络覆盖区域,最终实现电力系统的协调运行及相关信息的流通。(2)中心计算机负责宏观方面的整体调控,其他相关监控设备负责记录异常事故,同时对操作控制自动化设备的运行和异常现象实施分析,并在此基础上实现计算机之间信息的流通,最终成为严密的计算机自动化控制系统。(3)电力自动化控制是将分层控制作为基础,并通过分配发电站及调度控制室相关职责,实现电力系统的稳定、协调运行,最终达到经济合理、安全稳定和有效控制电力系统的目标。(4)配电通信系统是配电自动化系统中非常重要的组成部分,由于配电网终端节点数量相对较大,在通信方案选择时一般较为困难,所以在选择通信方式时,电力企业应该根据用户的实际状况选择性能相对较高的通行方式。
3.电力自动化技术现状分析
3.1职能电网获得较快发展:电力自动化技术目前发展的情况是依托电子信息技术的计算机作为其重要媒介与载体,全过程实现核心控制,并将最新的信息技术、控制技术等融入电力自动化技术的发展,可以动态分析电力自动化的软件运用。
3.2配电网络得以较快发展;实现配电网络自动化对促进电力自动化水平具有非常重要的现实意义,作为技术支撑可以有效地促进区域性配电网络升级,当然,此类技术的日益完善得益于高速发展的高新技术。
3.3配电管理得以科学化:将计算机技术融入配电管理的全过程,结合最先进的信息处理技术,通过电力自动化相关设备进一步对配电网络自动化程度实施全程的监督与控制,其作为电力自动化工作的核心。依据电力自动化技术的发展需求,配电管理更需不断科学完善,并定期采取政策方面或技术层面相关举措来引导并鼓励电力的供给与需求,最终参与电力自动化的管理。
3.4变电系统得以进一步完善:该系统常见于变电站自动化运用过程,借助计算机技术将变电站中的测量、传输及保护等功能融为一体最终实现资源的公用共享,变电系统自动化具体包含数据搜集、继电保护和运行控制等重要环节。
4.电力系统自动化技术的发展趋势
4.1功能分层分布:电力自动化和通信系统密切相关,为了深入贯彻功能下放、分级分层及切实提高事故的响应速度等原则,电力系统自动化系统可分为主站、子站及馈线共三层。三层之间的通信大都采用光纤以太网、光纤环网、电力线载波及无线等方式,其中的电力线载波作为一种非常理想的通信方式,是为了传输高频保护信号及话音信号而设计,是基于线路两端阻波器点对点的通信。
4.2用户对电力系统的可靠性要求越来越高:该系统的保护集中于对馈线的保护,切除馈线故障时并不严格要求必须快速,不过,随着经济的快速发展,电力用户对用电可靠性要求越来越高,提高电力系统的可靠性将成为工作重点。
4.3进一步提高电能质量:随着大功率电子开关设备的广泛应用,由此带来的电能质量问题逐渐引起电力工作者的高度重视,因此,切实提高电能质量的新方法、新技术已成为接下来电力系统中新的研究热点。
4.4主站一体化:随着电力事业的快速发展,人民大众对供电可靠性要求显得越来越高,不过,由于电力企业各职能部门的平台不够统一、功能欠缺,致使各系统之间难以实现互联及信息共享,因此,在接下来的电力自动化技术发展过程中迫切需要改变此不利局面,应该会把各自为政的系统协调成信息共享的一体化系统,也就是将数据采集及监控系统、地理信息系统和管理信息系统组织成平台统一、信息共享且高效灵活的信息系统。
5.结束语
综上所述,伴随着计算机技术、通信技术和控制技术的日益进步,电力系统应该随之予以更新,电力自动化技术能够有效地缩短停电时间,同时还可以缩减系统的运行成本,切实改善供电质量,最终实现电力企业经济效益的提高,所以说电力系统中的电力自动化技术已经成为电力系统开发过程中不可缺少的重要步骤,也可以认为安全、可靠而高效的开发电力系统不得不需要电力自动化技术,所以,作为新时期的电力企业工作者,需要提高认识,更新观念,利用闲暇时间加强个人理论学习,深入研究相关技术方法,勇于探索,并积极利用外出培训的机会加强同行间的交流,将新技术新方法应用与工作实践,及时总结经验教训,切实提高自身的业务水平,为实现电力企业的安全可靠供电贡献自己的力量。(作者单位:陕西送变电工程公司)
参考文献:
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[关键词]自动化技术 有色冶金行业 发展趋势;
中图分类号:TM725 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0045-01
冶金自动化技术作为自动化在冶金行业的应用技术,其发展轨迹既遵从自动化学科自身的发展规律,也与钢铁工业的发展,包括工艺路线演化、制造装备的更迭、生产流程和组织方式、企业运营模式的改革和进步等密切关联。
一、冶金自动化技术现状和差距
在基础控制方面,以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制取代了常规模拟控制,已在冶金企业全面普及。在控制算法上,回路控制普遍采用PID算法,智能控制、先进控制技术在电炉电极升降控制、连铸结晶器液位控制、加热炉燃烧控制、轧机轧制力控制等方面有了初步应用,取得了一定成果。在检测方面,与回路控制、安全生产、能源计量等相关的流量、压力、温度、重量等信号的检测仪表的配备比较齐全;高炉的软熔带形状与位置、高炉炉缸渣铁液位、炼钢过程的熔池钢水含碳量和温度、连续铸钢过程的结晶器钢坯拉漏预报、钢材质量和机械性能预报等软测量技术取得了初步成果。在电气传动方面,用于节能的交流变频技术普遍采用;国产大功率交、直流传动装置在轧线上得到成功应用。
二、钢铁行业未来发展对冶金自动化技术的需求
炼铁系统(铁、焦、烧)是高炉-转炉流程降低成本和提高环境质量的瓶颈,目前现状和国际炼铁发展目标有相当的差距,要向渣量150~300kg/t、焦比240~300kg/t、喷煤250~300kg/t、风温1250~1300℃、寿命大于20年的21世纪国际先进目标努力。对自动化技术的需求主要有:(1)开发更多的专用仪表,特别是直接在线检测质量的仪表,采用数据融合技术;(2)针对高炉冶炼大滞后系统特点,前馈控制和反馈控制相结合,采用预测控制等先进控制技术;(3)数学模型、专家系统和可视化技术相结合,保证冶炼过程顺行;(4)信息技术与系统工程技术相结合,不断优化操作工艺,提高技术性能指标;(5)应当关注直接还原和熔融还原(HISmelt、Corex、Finex技术)等新一代炼铁生产流程对自动化技术的新需求。
炼钢是钢铁生产的重要工序,对降低生产成本,提高产品质量,扩大产品范围,具有决定性影响:(1)目前,国内绝大多数钢铁厂(转炉或电炉)均采用人工经验控制炼钢终点,效率低,稳定性差,无法满足洁净钢或高品质钢生产的质量要求,需要完善动态数学模型,并与炉气分析等技术结合,提高炼钢终点的自动控制水平。(2)炼钢采取了很多综合节能工艺技术,要求针对工艺的变化,建立能量/物料综合优化模型,确定合理化学能输入比例、顶底比例、优化电功率曲线和废钢/铁水比例,以提高冶炼强度,缩短冶炼周期,提高生产效率,达到节能降耗的目的。(3)铁水预处理和炉外精炼的发展要求建立化学成分、纯净度、钢水温度全线高精度预报模型,并对合金化、造渣、成分调节进行优化控制。(4)继续优化高效连铸和近终型连铸技术,要求提升电磁连铸自动控制技术;开发接近凝固温度、高均质、高等轴晶化的优化浇铸技术和铸坯质量保障系统;同时考虑薄板坯连铸、薄带连铸(StripCasting)等新工艺的自动化需求。
20世纪轧钢技术取得重大技术进步的主要特征是自动化技术的应用,如计算机自动控制在连轧机上首先应用,使板带材的尺寸精度控制得到了飞跃,AGC的广泛推广应用就是例证,以后的板形自动控制、中厚板的平面形状自动控制、自由规程轧制等,无一不是以计算机为核心的高新技术应用的结果。今后,轧钢生产工艺流程将更加紧凑,趋于铸轧一体化生产和柔性化生产,对自动化提出新的要求:(1)要求先进的高精度、多参数在线综合测试技术与高响应速度的控制系统相结合,保证轧钢生产的高精度、高速度以及产品的高质量。(2)数学模型和人工智能相结合,轧钢工艺控制和管理相结合,实现生产过程的优化和高品质化。(3)计算力学与数值模拟相结合,由轧制尺寸形状预报和力学模拟转到金属组织性能预报和控制。(4)扩展控轧控冷技术与"超级钢"技术相结合,在自由规程轧制基础上实现真正的柔性化生产,即用同一化学成分的钢坯,在轧机上通过工艺过程参数的控制,生产出不同级别性能的钢材,大大提高轧制效率。
现代化钢铁厂,无论是以高炉-转炉为代表的联合企业还是以废钢为原料的电炉短流程钢厂,都具有一个明显的特征,即以产品为目标,以生产物流、能量流和信息流为纽带,将几个相对独立的生产单元有机地结合起来,形成高效化生产线。由于钢铁企业生产效率高,物资、能源消耗、运输、供应与销售量大,使企业与外部市场、社会和环境建立起错综复杂的联系。因此,对钢铁厂的生产与管理进行计算机控制,要求适应以下发展趋势:
(1)生产过程随着钢铁生产技术特别是连铸与热轧热送的发展日趋连续化,高效化的连续生产,要求钢厂计划控制和管理系统对整个生产过程中的各工序间的物流、能流和生产时序进行准确预报,实现快速信息反馈,及时准确和灵活地调整生产工艺和产品方案。(2)目前,产品万能化的传统钢铁厂正在消亡,代之而起的是产品专业化、生产集成化的新型钢铁厂。(3)产品质量是钢铁企业的生命线。
三、冶金自动化技术发展趋势
冶金自动化技术在自动化技术的推动和冶金行业技术需求的拉动的双重机制作用下,必将取得更大进展。
(一)过程控制系统
冶金流程在线连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术,以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标,实现冶金流程在线检测和监控系统,包括铁水、钢水、熔渣成分和温度的检测和预报,钢水纯净度检测和预报,钢坯和钢材的温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断,全线废气和烟尘的监测等。
(二)生产管理控制系统
冶金流程的全息集成。实现铁-钢-轧横向数据集成和相互传递,实现管理-计划-生产-控制纵向信息集成,同时,整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库,采用数据挖掘技术,提供生产管理控制的决策支持。
(三)企业信息化系统
企业信息集成到行业信息集成。信息化的目的之一是实现信息共享,在有效竞争前提下趋利避害,在企业信息系统的编码体系标准化、企业异构数据/信息集成基础上,进一步实现协作制造企业信息集成,全行业信息网络建设及宏观调控信息系统,直至全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统。
管控一体化,实现实时性能管理(RealPerformanceManagement)。协调销流程,实现从订货合同到生产计划、制造作业指令、产品入库、出厂发运的信息化。生产与销售连成一个整体,计划调度和生产控制有机衔接;质量设计进入制造,质量控制跟踪全程,完善PDCA质量循环体系;成本管理在线覆盖生产流程,资金控制实时贯穿企业全部业务活动,通过预算、预警、预测等手段,达到事前和事中的控制。
四、小结
我国冶金自动化技术取得了很大的进步,为钢铁工业的发展做出了贡献,但与国际先进水平相比,还有相当大的差距。钢铁工业在数量和质量方面的发展为冶金自动化技术的发展既提供了机遇,也提出了新的挑战。面对冶金企业花巨资大量引进的国外软硬件产品、先进技术和自动化系统,我国冶金自动化工作者任重道远。
参考文献
[1] 刘雅倩.浅谈当前自动化技术的研究及应用[J].电子世界.2013(15).