關(guān)于對(duì)鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)的研究

摘 要 21世紀(jì)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期，智能技術(shù)、信息技術(shù)與嵌入式技術(shù)不斷發(fā)展，這些都為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)革命提供了動(dòng)力。鋼鐵工業(yè)是工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在鋼鐵工業(yè)有極為重要的作用。本論文就鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵冶煉各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)研究。

關(guān)鍵字 鋼鐵 自動(dòng)化技術(shù) 研究

一、前言

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來(lái)越快，鋼鐵工業(yè)也經(jīng)歷著一個(gè)由高速增長(zhǎng)期到以科學(xué)觀統(tǒng)領(lǐng)發(fā)展的過(guò)程。鋼鐵工業(yè)的行業(yè)中心也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成為轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式、調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，面臨著世界金融危機(jī)帶來(lái)的嚴(yán)峻形勢(shì)，鋼鐵工業(yè)淘汰落后生產(chǎn)能力，加快速度提升行業(yè)的科技開(kāi)發(fā)能力與技術(shù)創(chuàng)新能力，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，采用綠色生產(chǎn)工藝降低能耗，減少生產(chǎn)成本，生產(chǎn)適合人們需求銷路較好的產(chǎn)品成為其發(fā)展的重要特征?；谶@些特征，鋼鐵工業(yè)要適應(yīng)多變的市場(chǎng)環(huán)境，自動(dòng)化技術(shù)作為其生產(chǎn)過(guò)程中的重要支撐技術(shù)支柱，其技術(shù)優(yōu)化在提升鋼鐵行業(yè)整體生產(chǎn)力方面有重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的研究也有了新的變化與提升，為鋼鐵工業(yè)獲得更為顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提供了動(dòng)力。本文就鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)中的檢測(cè)技術(shù)、智能化控制技術(shù)、交流傳動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)等方面進(jìn)行相關(guān)分析研究，它們都是鋼鐵過(guò)程自動(dòng)化的核心與基礎(chǔ)，同時(shí)也是對(duì)鋼鐵系統(tǒng)總體現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向的映射。

二、自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)是隨著科技發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種多學(xué)科復(fù)合交叉型的綜合技術(shù)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)，綜合應(yīng)用了自動(dòng)化控制技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)以及接口技術(shù)等等多個(gè)方面的群體技術(shù)。

三、自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

（一）檢測(cè)技術(shù)

生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量、能耗、安全以及環(huán)境的需求推動(dòng)使得檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，鋼鐵工業(yè)中檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用為其生產(chǎn)過(guò)程中的控制以及所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量提供了有力的技術(shù)保障。市場(chǎng)需求對(duì)生產(chǎn)過(guò)程需求的變化是檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展最大影響因素，這是毋庸置疑的。近些年以來(lái)，在原有的用于過(guò)程控制的檢測(cè)外，還加強(qiáng)了對(duì)于原材料的檢測(cè)、產(chǎn)品缺陷等質(zhì)量方面的檢測(cè)、環(huán)境安全檢測(cè)等，大部分的檢測(cè)都是以信息反饋的形式直接進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)。

1.過(guò)程控制檢測(cè)

過(guò)程控制的檢測(cè)對(duì)象很多，其中的絕對(duì)量檢測(cè)包括：溫度、尺寸、形狀、重量、位移、位置、流量、濃度等，這些量的檢測(cè)隨著時(shí)代技術(shù)的進(jìn)步，其內(nèi)涵、精度、穩(wěn)定性方面都有很大的提高與變化，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)檢測(cè)重點(diǎn)有所側(cè)重。過(guò)程檢測(cè)的基礎(chǔ)是以基本狀態(tài)量檢測(cè)，它是系統(tǒng)對(duì)象能觀性的一種體現(xiàn)，同時(shí)也與系統(tǒng)能控性相對(duì)應(yīng)。鋼鐵工業(yè)內(nèi)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)于控制系統(tǒng)有較強(qiáng)的制約，它直接關(guān)系到系統(tǒng)自動(dòng)化水平的實(shí)現(xiàn)程度。

2.原材料檢測(cè)

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制，除了考慮原材料質(zhì)量正常的情況，還需要防止不能應(yīng)對(duì)或者一些無(wú)法預(yù)期的原材料變化與缺陷的發(fā)生。因此，除了煤灰分檢測(cè)、紅外檢測(cè)、微博檢測(cè)、中子射線檢測(cè)、鐵水硅以及硫成分分析檢測(cè)外，對(duì)于硅鋼板的硅素含量檢測(cè)也是不可缺少的。

3.表面、內(nèi)部缺陷檢測(cè)

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的每個(gè)過(guò)程都關(guān)系到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，從表面缺陷、甚至微細(xì)的缺陷檢測(cè)到內(nèi)部缺陷檢測(cè)，都是很重要的。

4.環(huán)境安全檢測(cè)

在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，要嚴(yán)格控制不利于環(huán)境安全的有害物質(zhì)的排放或泄漏，避免不必要的不良后果。因此，對(duì)于環(huán)境安全的檢測(cè)是尤為重要。

（二）控制技術(shù)

鋼鐵過(guò)程自動(dòng)化中，采用最廣泛的作為基礎(chǔ)控制的是前饋/反饋或者其組合的實(shí)用控制、以模型為基礎(chǔ)的高級(jí)控制。根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中不同的工藝要求選擇不同類型的控制。一般，根據(jù)建模信息類型劃分有：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型、實(shí)體驅(qū)動(dòng)模型和混合型模型三種。先進(jìn)控制與智能控制在解決鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的非線性與不穩(wěn)定方面有較為成功的應(yīng)用。

（三）傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)系統(tǒng)的功能直接作用于被控對(duì)象，同時(shí)也是控制行為的最終執(zhí)行者，它在鋼鐵自動(dòng)化過(guò)程中有重要的意義。調(diào)節(jié)閥及其驅(qū)動(dòng)、電氣傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)等都是鋼鐵自動(dòng)化系統(tǒng)的執(zhí)行情況機(jī)構(gòu)。其中，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的地位最為突出。電氣傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，使得AC傳動(dòng)系統(tǒng)控制的響應(yīng)性、精確性以及可維護(hù)性方面都具有相對(duì)于軋機(jī)主傳動(dòng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，以及其他相關(guān)技術(shù)的配合，極大的提高了軋制過(guò)程的響應(yīng)性與控制精度。

（四）系統(tǒng)化技術(shù)

系統(tǒng)化技術(shù)面臨的任務(wù)是如何選擇系統(tǒng)構(gòu)成要素來(lái)達(dá)到所期望的目標(biāo)要求，其中供選擇的系統(tǒng)組成要素涉及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器、控制器、執(zhí)行器、控制軟件、人機(jī)界面等等。系統(tǒng)組成涉及到連接、結(jié)構(gòu)、要素、環(huán)境、功能。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)象類別和處理方法要點(diǎn)對(duì)功能分配原則進(jìn)行確定，并遵循經(jīng)濟(jì)性、效用性、安全性、可靠性、人機(jī)性等具體要求加以綜合考慮。目前鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)，基本是按工藝流程的不同特點(diǎn)的差異來(lái)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行選擇。

四、小結(jié)

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是鋼鐵工業(yè)的需求推動(dòng)的，它的發(fā)展能夠極大地促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)該積極采用新技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，以期進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

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