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        基于我國(guó)鋼鐵冶金電氣技術(shù)與自動(dòng)化控制程序的改造運(yùn)用

        2017-08-17 12:59:35劉海平
        中國(guó)科技縱橫 2017年14期
        關(guān)鍵詞:電氣技術(shù)自動(dòng)化控制

        劉海平

        摘 要:自21世紀(jì)以來,我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅猛,尤其是在智能和信息技術(shù)方面的發(fā)展,這對(duì)鋼鐵冶金電氣設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化控制技術(shù)是一次變革,使復(fù)雜的電氣自動(dòng)化控制體系的控制策略和控制算法得到改進(jìn),使數(shù)學(xué)模型加上自適應(yīng)修正,從而促進(jìn)自動(dòng)化控制體系能夠自我適應(yīng)環(huán)境變化并做出相應(yīng)的改變。本文主要介紹了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的自動(dòng)厚度控制技術(shù)以及其自動(dòng)化控制程序的改造運(yùn)用研究。

        關(guān)鍵詞:鋼鐵冶金;電氣技術(shù);自動(dòng)化控制

        中圖分類號(hào):TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)14-0054-01

        隨著信息科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力水平的不斷進(jìn)步,自動(dòng)化控制技術(shù)也得到了飛快發(fā)展,現(xiàn)已滲入人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)中。其中,鋼鐵冶金行業(yè)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)尤為明顯。鋼鐵冶金電氣設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化控制技術(shù)不僅節(jié)約了人力資源,而且在很大程度上提高了鋼鐵冶金的生產(chǎn)效率和鏟平質(zhì)量。鋼鐵冶金電氣設(shè)計(jì)按照自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)不僅可以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品不同品種和規(guī)格的需求,也可以使鋼鐵冶金企業(yè)能夠在有限的交貨期限內(nèi)生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品[1]。所以,鋼鐵冶金行業(yè)要不斷開發(fā)新的電氣自動(dòng)化控制技術(shù),從而提高我國(guó)的鋼鐵冶金行業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)鋼鐵冶金電氣設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展。

        1 冶金電氣自動(dòng)化特點(diǎn)

        我國(guó)鋼鐵冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化控制起步比較晚,現(xiàn)在的自動(dòng)化控制技術(shù)水平與國(guó)外相比還比較低,大部分的鋼鐵冶金行業(yè)反映冶金生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容涉及比較廣泛、冶金生產(chǎn)工藝太復(fù)雜和冶金生產(chǎn)對(duì)電子技術(shù)的高依賴性等特點(diǎn)使得鋼鐵冶金電氣設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化控制技術(shù)迫切需要改進(jìn)和創(chuàng)新。

        1.1 冶金生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容涉及廣泛

        冶金生產(chǎn)涉及的環(huán)節(jié)比較多,內(nèi)容也比較廣泛,技術(shù)涵蓋面很大,屬于流程型生產(chǎn)。該生產(chǎn)過程包括物理變化和化學(xué)變化,存在各種不確定性因素和突變因素,涵蓋環(huán)節(jié)多且連續(xù)性強(qiáng)的工藝,因此冶金生產(chǎn)過程的技術(shù)非常復(fù)雜,需要嚴(yán)格控制生產(chǎn)原料比例、監(jiān)控物理變化參數(shù)和環(huán)境化學(xué)參數(shù)等生產(chǎn)技術(shù)條件,防止其發(fā)生波動(dòng),從而保證鋼鐵冶金生產(chǎn)的安全順利運(yùn)行[2]。這同樣要求了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能全方位的控制生產(chǎn)的全過程,從而滿足生產(chǎn)過程安全,冶金產(chǎn)品質(zhì)量高等生產(chǎn)控制和管理需要。

        1.2 冶金生產(chǎn)工藝復(fù)雜

        應(yīng)用在鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制技術(shù)比較復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)覆蓋鋼鐵冶金生產(chǎn)全過程,必須使機(jī)械設(shè)備的硬件與軟件互相配合,在不同的生產(chǎn)要求和操作環(huán)境使用不同的硬件與軟件配合操作方案,從而促進(jìn)機(jī)械設(shè)備高效率運(yùn)作,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化的目的。因此,為了真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益提高的目的,設(shè)備操作技術(shù)人員必須全面掌握專業(yè)的知識(shí)和設(shè)備操作技術(shù)。

        1.3 對(duì)電子技術(shù)依賴性強(qiáng)

        鋼鐵冶金生產(chǎn)為了提升其自動(dòng)化控制的要求,整個(gè)過程都涉及到電子技術(shù)的使用。如通過應(yīng)用電子技術(shù)的原理使用傳感器來完成信號(hào)采集,使用控制器來完成信號(hào)監(jiān)控、轉(zhuǎn)換和結(jié)果運(yùn)算等操作,從而實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金生產(chǎn)的全自動(dòng)化過程。

        2 自動(dòng)厚度控制

        基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)中最重要的是自動(dòng)厚度控制(AGC)[3]。由于來料厚度、溫度變化、張力變化、軋輥轉(zhuǎn)速變化、輥縫變化、機(jī)械性能波動(dòng)等影響因素會(huì)通過引起軋制壓力的變化而使帶鋼厚度產(chǎn)生變化。溫度升高,變形抗壓會(huì)減小,從而導(dǎo)致軋制壓力減小,軋機(jī)彈跳下降,板厚度變薄;來料厚度減小,會(huì)使壓下量減小,從而導(dǎo)致軋制壓力減小,軋機(jī)彈跳下降,板厚度變薄;張力增大,會(huì)使變形抗壓減小,從而導(dǎo)致軋制壓力減小,軋機(jī)彈跳下降,板厚度變??;軋輥轉(zhuǎn)速主要受摩擦系數(shù)的影響,摩擦系數(shù)減小,會(huì)使變形抗壓減小,從而導(dǎo)致軋制壓力減小,軋機(jī)彈跳下降,板厚度變??;原始輥縫減小,板厚度變薄。因此,鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)厚度控制具有非常重要的意義。

        2.1 自動(dòng)厚度控制原理

        自動(dòng)厚度控制是指連續(xù)測(cè)量帶鋼軋出厚度,主要借助輥縫儀和壓頭等測(cè)厚儀或傳感器。然后求出實(shí)際測(cè)量的厚度與給定厚度之間的的厚度偏差信號(hào),通過鋼鐵冶金生產(chǎn)的控制回路和裝置以及計(jì)算機(jī)的程序功能來調(diào)整壓下位置和軋制速度,從而實(shí)現(xiàn)把厚度控制在偏差允許的范圍內(nèi)的手段。實(shí)現(xiàn)厚度自動(dòng)控制的系統(tǒng)就被稱為自動(dòng)厚度控制(Auto Gauga Control,AGC)。

        2.2 自動(dòng)厚度控制組成部分

        為了控制軋件厚度,壓下或軋輥轉(zhuǎn)速的改變一般要經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程實(shí)現(xiàn)。這些過程需要建立各種環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)模型,因此,現(xiàn)在的自動(dòng)厚度控制體系一般由測(cè)厚部分、厚度比較和調(diào)節(jié)部分、輥縫調(diào)節(jié)部分這三部分組成。

        (1)測(cè)厚部分。測(cè)厚部分主要是用來檢測(cè)得到的軋件實(shí)際厚度。熱連軋主要采用X射線和7射線的非接觸式兩種測(cè)厚儀,冷連軋不僅可以X射線和7射線的非接觸式兩種測(cè)厚儀,還可以采用滾輪式接觸測(cè)厚儀。厚度控制系統(tǒng)主要通過一次信號(hào)檢測(cè)來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的控制。當(dāng)監(jiān)測(cè)信號(hào)越遲鈍時(shí),相應(yīng)的慣性調(diào)節(jié)就越大。(2)厚度比較和調(diào)節(jié)部分。厚度比較和調(diào)節(jié)部分主要是將軋件的實(shí)際檢測(cè)厚度與給定厚度比較,取出厚度偏差信號(hào),然后根據(jù)具體情況和要求,通過計(jì)算機(jī)程序功能調(diào)節(jié)壓下位置和軋制速度使厚度變化在最大偏差允許的范圍內(nèi)。(3)輥縫調(diào)節(jié)部分。輥縫調(diào)節(jié)部分主要是根據(jù)計(jì)算出的鋼彈跳量大小和輥縫調(diào)節(jié)信號(hào),按照輥縫調(diào)節(jié)量與厚度控制之間的一定比例關(guān)系調(diào)節(jié)輥縫,從而達(dá)到減少甚至消除軋件厚度偏差的目的。

        2.3 自動(dòng)厚度控制程序的改造運(yùn)用研究

        經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),自動(dòng)厚度控制模式和算法比較多且復(fù)雜,而且實(shí)際得電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)通常包括多種控制模式,因此,要不斷改進(jìn)自動(dòng)厚度控制技術(shù)的控制算法、結(jié)構(gòu)和策略。張進(jìn)之等[4]通過采用DAGC方法改進(jìn)西門子厚度控制模型后,不僅可以使調(diào)節(jié)參數(shù)更加簡(jiǎn)單化,而且可以提高厚度控制的精度。馬東[5]通過忽略所有修正之和和厚度偏差死區(qū)設(shè)置等方法優(yōu)化了自動(dòng)厚度控制算法,并證明改進(jìn)后的控制算法不僅可以簡(jiǎn)化設(shè)定過程,使設(shè)定一步到位,而且提高了板帶的厚度偏差精度。

        3 結(jié)語

        冶金電氣設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化控制技術(shù)本身是個(gè)復(fù)雜的過程,它的應(yīng)用對(duì)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)至關(guān)重要。先進(jìn)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用不僅可以生產(chǎn)更加穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品,提高生產(chǎn)效率,而且可以節(jié)省人力資源和保證鋼鐵冶金廠安全運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

        [1]孫彥廣.我國(guó)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].自動(dòng)化博覽,2008(Z1):16-19.

        [2]張禮.電氣自動(dòng)化在冶金工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程,2015(2):24-25.

        [3]王正林.中國(guó)冶金自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)分析[J].自動(dòng)化博覽,2009(5):46-47.

        [4]張進(jìn)之,馬鵬翔,胡松濤.采用DAGC方法改進(jìn)引進(jìn)的厚度控制數(shù)學(xué)模型的研究及實(shí)踐[J].冶金自動(dòng)化,2008(5):42-45.

        [5]馬東.帶鋼熱連軋AGC自動(dòng)厚度控制的應(yīng)用與研究[D].東北大學(xué),2003.

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