電氣自動化技術(shù)在冶金生產(chǎn)線的應(yīng)用分析—以唐鋼冷軋?zhí)幚砭€為例

宋玉倩 王新

摘要：隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷應(yīng)用與融合，傳統(tǒng)的電氣控制方式得到改善，電氣控制朝著自動化控制的方向發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用和實(shí)踐。電氣自動化技術(shù)是一種無需人為操作的自動化控制技術(shù)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等，借助各種監(jiān)測、保護(hù)、控制等電氣設(shè)備完成各項(xiàng)任務(wù)，具有快速、準(zhǔn)確、高效的特點(diǎn)，在冶金行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。電氣自動化技術(shù)已經(jīng)逐漸成為冶金企業(yè)的核心競爭力量，因此研究電氣自動化技術(shù)及其應(yīng)用具有重要意義。以唐鋼冷軋?zhí)幚砭€的自動化控制為例，探討自動化技術(shù)在冶金生產(chǎn)線中的具體應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù);冶金行業(yè);應(yīng)用

中圖分類號：TG334.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2018）06-0092-02

Application Analysis of Electric Automation Technology in Metallurgical Production Line——Taking the Cold Rolling Line of Tangshan Iron and Steel Company as an Example

SONG Yuqian¹*， WANG Xin²

（1. Information Automation Department of Tangshan Iron and Steel Co.， Ltd.， Hebei Tangshan， 063000， China; 2. North China University of Technology， Hebei Tangshan， 063000， China）

Abstract：With the continuous application and integration of modern technology， the traditional electrical control mode has been improved， electrical control has developed towards the direction of automatic control， and electrical automation technology has been applied and practiced in various industries. Electrical automation technology is a kind of automatic control technology without manual operation. It makes full use of computer technology， information technology， communication technology， and so on. It completes all kinds of tasks with the help of various electrical equipment， such as monitoring， protection， control and so on. With the characteristics of fast， accurate and high efficiency， it has important application value in the production and operation of metallurgical industry. Electrical automation technology has gradually become the core competitive power of metallurgical enterprises. Therefore， it is of great significance to study the electric automation technology and its application. Taking the automatic control of cold rolling processing line of Tangshan Iron and Steel Company as an example， the application of automation technology in metallurgical production line is discussed.

Keywords： Electric automation technology; Metallurgical industry; Application

引用：宋玉倩， 王新. 電氣自動化技術(shù)在冶金生產(chǎn)線的應(yīng)用分析—以唐鋼冷軋?zhí)幚砭€為例[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì)， 2018， 7（6）： 92-92.

Cite：SONG Yuqian， WANG Xin. Application Analysis of Electric Automation Technology in Metallurgical Production Line---Taking the Cold Rolling Line of Tangshan Iron and Steel Company as an Example[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 92-92.

引言

在唐鋼冷軋?zhí)幚砭€生產(chǎn)中每卷鋼的張力值是非常重要的，在老的生產(chǎn)線都是由操作工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)輸入每卷鋼的張力值，例如連退線某卷規(guī)格為0.4*1250、DC51D-1的鋼種，如果它在加熱爐入口的張力為7（實(shí)際應(yīng)該為6.2），就可能會出現(xiàn)帶鋼過緊，在通過加熱爐的過程中拉斷，形成斷帶，如果速度太快的話斷掉的帶鋼還會打壞爐內(nèi)的傳感器，影響正常生產(chǎn)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此純粹的人工輸入不僅加大了操作工的工作量，而且工人的失誤還增加了數(shù)據(jù)的不確定性。為此，引入自動化技術(shù)來提高生產(chǎn)線的控制精準(zhǔn)度和生產(chǎn)效率。

1 ?冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)分析

1.1? 冶金分析

以煉鐵為例，其冶金原理是利用焦炭與氧氣的氧化還原反應(yīng)，將鐵礦石的氧化鐵還原成純鐵，進(jìn)而達(dá)到冶金的目的。在具體的冶金中，高爐是完成反應(yīng)的主要區(qū)域，其中高爐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具體的冶金流程是原材料由放料口進(jìn)入到高爐內(nèi)，在高爐高溫作用下，完成對鐵的還原，通過出鐵口將鐵水送出高爐^[1]。冶金行業(yè)選擇諸多電氣自動化控制元件，達(dá)到迎合具體冶金的需求，提高材料的添加效率和冶金安全的目的。

1.2? 冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)的特點(diǎn)及作用

冶金行業(yè)具有復(fù)雜的生產(chǎn)工藝流程，且具體的生產(chǎn)中，對各類電氣設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，傳統(tǒng)的人工操作方式，由于失誤操作會對冶金的質(zhì)量造成不利影響，還會導(dǎo)致冶金的效率下降^[2]。而且，電氣設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用中，還會出現(xiàn)電氣設(shè)備故障的情況，如果不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，就會導(dǎo)致故障蔓延，進(jìn)而影響冶金的整個(gè)生產(chǎn)工藝流程。故此，通過電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，改變傳統(tǒng)冶金的生產(chǎn)工藝流程。具體的冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)特點(diǎn)如下：第一，冶金行業(yè)工藝復(fù)雜;面對復(fù)雜的工藝流程，傳統(tǒng)儀表設(shè)備不能很好的完成對工藝過程監(jiān)控。而借助電自動化控制技術(shù)，可以完成對整個(gè)工藝生產(chǎn)流程的監(jiān)控和管理，有效完成對生產(chǎn)工藝的梳理，達(dá)到提升效率和品質(zhì)的目的。第二，涉及技術(shù);具體冶金生產(chǎn)中，涉及多種技術(shù)，如不能有效的對各項(xiàng)技術(shù)的參數(shù)進(jìn)行控制，會引起冶金產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量下降。運(yùn)用電氣自動化技術(shù)，可以完成對整個(gè)技術(shù)流程的管理與控制，借助人機(jī)交互界面能夠完成對各類技術(shù)的管理^[3]。第三，冶金行業(yè)對電氣技術(shù)依賴大;具體的冶金生產(chǎn)中，電氣技術(shù)對冶金生產(chǎn)的影響明顯。全面覆蓋的電氣技術(shù)為電氣自動化提供了滋生土壤，對實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)智能化和自動化具有十分積極的推動作用。

2 ?電氣自動化技術(shù)概述

2.1? 電氣自動化技術(shù)控制理論

第一，現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用，現(xiàn)場總線監(jiān)控成為電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種重要方式，能夠針對實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的劃分，通過不同設(shè)置發(fā)揮不同功能^[4]。第二，集中監(jiān)控，集中管理系統(tǒng)的控制和維護(hù)。電氣自動化控制系統(tǒng)相對集中管理的設(shè)計(jì)方案簡單，防護(hù)站要求不高，但在通常的操作過程中，一般控制器處理所有的問題都會導(dǎo)致控制器的任務(wù)繁重，減少控制的處理速度。第三，遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)控和管理控制各個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)采集，使在設(shè)備上的工作可以更加穩(wěn)定安全地運(yùn)行。不僅節(jié)省了大量安裝成本和材料，而且可靠性高、配置靈活，但通信速度不高，電氣自動化系統(tǒng)的施工不適和工廠。

2.2? 冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

基于信息技術(shù)的電氣自動化技術(shù)框架，形成了鋼鐵冶煉過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控和科學(xué)規(guī)范，冶金過程中使用原鋼優(yōu)化升級相關(guān)技術(shù)和組件，促進(jìn)了中國冶金工業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝和技術(shù)。同時(shí)，電氣自動化技術(shù)的安全性高^[5]。冶金工業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)的主要領(lǐng)域，具有相應(yīng)的金屬冶煉行業(yè)的應(yīng)用和分析風(fēng)險(xiǎn)，電氣自動化技術(shù)的實(shí)施可以實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)通過自動化而不是手工操作，使冶金行業(yè)有安全保障?？傊姎庾詣踊夹g(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用，在一定程度上推動了電力冶金企業(yè)經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變，提升了企業(yè)的競爭力，促進(jìn)了冶金企業(yè)的健康快速發(fā)展。

3 ?電氣自動化技術(shù)在唐鋼冷軋?zhí)幚砭€的應(yīng)用

針對唐鋼冷軋?zhí)幚砭€人工輸入工作量大、失誤多的現(xiàn)狀，經(jīng)過不斷地分析討論決定以二級下發(fā)設(shè)定值的方式來消除這種不確定性。即：在生產(chǎn)卷鋼前由二級系統(tǒng)根據(jù)查表計(jì)算設(shè)定給一級下發(fā)對應(yīng)的張力設(shè)定值。如某卷規(guī)格為0.4*1250、DC51D-1的鋼種，二級在收到這個(gè)卷由無人天車吊到連退線步進(jìn)梁時(shí)，先根據(jù)此卷鋼種到數(shù)據(jù)庫STGR_ASSIGNS表中查到此鋼種在加熱爐段、光整機(jī)段、拉矯機(jī)段等各段分組，DC51D-1這個(gè)鋼種在加熱爐段分到了第一組，然后在根據(jù)此卷的規(guī)格寬度、厚度到數(shù)據(jù)庫SP_FURN_TENSIONS表中找到對應(yīng)的加熱爐入口單位張力，最后系統(tǒng)會根據(jù)查到的單位張力計(jì)算出最終的張力設(shè)定值。這樣計(jì)算出來的結(jié)果直接應(yīng)用到生產(chǎn)中就不會出現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)，唐鋼冷軋?zhí)幚砭€引入了溫度檢測器，溫度檢測器與壓力傳感器的應(yīng)用往往是結(jié)合使用。一方面，冶金溫度檢測器在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用主要是從冶金生產(chǎn)的外部控制對冶金自動化具有控制作用，例如：鋼鐵冶煉的最佳溫度，鋼鐵冶煉的外部溫度和鋼鐵熔點(diǎn)之間的關(guān)系，冶金溫度檢測器的作用是通過系統(tǒng)對冶煉中溫度的輻射溫度收集進(jìn)行信號傳輸，為電氣自動化技術(shù)操作系統(tǒng)提供冶金中所需要的信息內(nèi)容，把握冶金中溫度的均衡性發(fā)展;另一方面，壓力傳感器技術(shù)是對冶金中的受壓情況轉(zhuǎn)化為技術(shù)分析，并將收集到的壓力直接轉(zhuǎn)化為信號，實(shí)現(xiàn)信號PLC控制中心的冶金環(huán)節(jié)的綜合性控制分析。從而更加精準(zhǔn)的把握了煉鋼生產(chǎn)線的溫度控制。

4 ?電氣自動化技術(shù)在冶金行業(yè)中未來的發(fā)展方向

4.1? 提高自動化控制程度

在冶金行業(yè)中，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)越來越符合工業(yè)生產(chǎn)的要求，其綜合性、有效性實(shí)現(xiàn)了冶金過程中的快速判斷和快速處理，保障了工作質(zhì)量，同時(shí)提高產(chǎn)量、減少原材料消耗、減少廢棄物污染以及保障設(shè)備和人員的安全。因此，提高電氣自動化的控制程度已經(jīng)成為在眾多企業(yè)的競爭中脫穎而出的重要因素。

4.2? 提高自主集成數(shù)字化的控制水平

通過對整套控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而提高控制的有效性和安全性，并且實(shí)現(xiàn)對冶金過程的準(zhǔn)確把握，避免出現(xiàn)操作失誤。對于自主集成的數(shù)字化控制系統(tǒng)，要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控有效把握，不斷提高數(shù)據(jù)探索技術(shù)的應(yīng)用水平。

4.3? 提高自動化服務(wù)的水平自動化系統(tǒng)

在冶金生產(chǎn)中的發(fā)展方向，就是要通過優(yōu)化與升級，在服務(wù)水平上做到精確穩(wěn)定，減少故障與誤差，提高服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，在今后的電氣自動化發(fā)展中向著智能化、信息化以及微型化的發(fā)展方向不斷前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動化系統(tǒng)的更高效利用。

5 ?結(jié)束語

電氣自動化技術(shù)的綜合應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)形式，基于電氣自動化技術(shù)的基本特點(diǎn)，對電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代冶金領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用提供新的探索空間。

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