張斌 王官鵬 解巖 張國超

河鋼邯鋼大型軋鋼廠 河北邯鄲 056000

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和“兩化深融”等模式的提出和發(fā)展，鋼鐵企業(yè)自動化程度越來越高，具有設(shè)備安全等級高的特點，鋼鐵企業(yè)越發(fā)體現(xiàn)出對于通過智慧裝備運營實現(xiàn)企業(yè)管理模式升級的必要性。而承接自動化工程技術(shù)的單位也在商業(yè)服務(wù)模式上有了創(chuàng)新，服務(wù)方式包括現(xiàn)場運維服務(wù)、電話運維服務(wù)和遠程運維服務(wù)。

1 新時期軋鋼廠電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

與電氣自動化系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)主要涉及微機控制技術(shù)、信息傳輸、過程控制、運動控制和計算機控制等，且上述各技術(shù)均與物理學(xué)緊密聯(lián)系。新時期電氣自動化的構(gòu)成與物理學(xué)息息相關(guān)，如基于物理學(xué)的微電子、電力電子等各項技術(shù)和基于物理學(xué)的傳感器與儀表等技術(shù)，均已滲入電氣自動化的研究中。目前，許多電氣自動化元件都是IT平臺集成的結(jié)果，如電子儀表盤、自動傳感器、伺服系統(tǒng)（定位機構(gòu)）等。在電氣自動化管理系統(tǒng)中，最重要的環(huán)節(jié)已經(jīng)與IT技術(shù)相結(jié)合，并實現(xiàn)了數(shù)字化管理模式。信息技術(shù)平臺是在電氣過程管理中，整體調(diào)節(jié)、管控電氣系統(tǒng)的主要平臺，其為電氣自動化控制產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。信息技術(shù)平臺主要以數(shù)字數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，建立信息技術(shù)平臺具有重要意義，具體體現(xiàn)在如下方面：①借助互聯(lián)網(wǎng)和自動監(jiān)管機制可以實現(xiàn)遠程管理功能；②通過高速的數(shù)據(jù)傳輸功能可以實現(xiàn)高效的電氣自動化系統(tǒng)管理；③新時期的電氣自動化管理系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)采集精度。

2 軋鋼廠電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)的作用

人工智能技術(shù)可以代替部分人類的工作包括圖像、語音分析，并利用相關(guān)的計算機處理技術(shù)將圖像和語音轉(zhuǎn)換為可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號，再通過系統(tǒng)運行專家進行智能化識別。電氣自動化控制主要是利用計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)對電氣設(shè)備進行自動化控制，有效提高電氣設(shè)備的運行效率[1]?，F(xiàn)階段，許多領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)后都能夠完成自動化生產(chǎn)工作，一方面，可有效減少電氣自動化控制的成本。電氣系統(tǒng)中部分簡單的工作可由人工智能技術(shù)來完成，同時也可以模擬應(yīng)用專家進行相關(guān)決策、處理問題，有效減少消耗時間，并為電子自動化系統(tǒng)提供更加優(yōu)秀的運行方案，因此降低了控制系統(tǒng)的成本。另一方面，可準確處理系統(tǒng)中各類不確定的信息。在傳統(tǒng)電氣自動化運行設(shè)備進行工作時，工作人員必須對運行的電氣設(shè)備進行監(jiān)控，以保障系統(tǒng)正常運行。而應(yīng)用人工智能技術(shù)的系統(tǒng)，工作人員無需監(jiān)控系統(tǒng)運行的每個環(huán)節(jié)與部件，且能夠及時發(fā)現(xiàn)運行過程中存在的問題并及時發(fā)出警報，有效提高了作業(yè)精度。此外，人工智能技術(shù)可有效簡化電氣自動化流程，對設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的信息進行全面收集，并迅速得出相應(yīng)結(jié)論，減少了維修時間。

3 軋鋼廠電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 電氣主輔傳動系統(tǒng)

遠程系統(tǒng)將運行參數(shù)與運行狀態(tài)、報警信息，現(xiàn)場數(shù)據(jù)及波形的采集，故障代碼等信號狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息記錄并寫入數(shù)據(jù)庫，供診斷服務(wù)使用。應(yīng)答式服務(wù)時，選定現(xiàn)場傳動裝置，訪問該裝置設(shè)定參數(shù)，與存儲在數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)對比，經(jīng)與現(xiàn)場安全確認后，可修改現(xiàn)場傳動裝置設(shè)定參數(shù)，傳動裝置啟?？刂茩?quán)在現(xiàn)場。修改后的傳動裝置設(shè)定參數(shù)，應(yīng)自動存儲在遠程數(shù)據(jù)庫。主動式服務(wù)時，系統(tǒng)自動辨識嚴重故障、潛在嚴重故障、重復(fù)性故障(如跳閘、電機堵轉(zhuǎn)、直流電機換相電流異常等)，及時通過微信或郵件向用戶提出整改或關(guān)注建議；依據(jù)目標工廠電氣傳動運轉(zhuǎn)狀況，定期以郵件向用戶提出點檢維修建議[2]。

3.2 在工業(yè)自動化控制設(shè)備中的應(yīng)用

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)具有很強的復(fù)雜性和技術(shù)性，涉及的內(nèi)容也比較多，對操作人員的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)有較高的要求，只有保證每名操作控制人員都能熟練掌握相關(guān)知識，并具有豐富的實踐操作經(jīng)驗，才能減少人為操作失誤，保證工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備都能安全、穩(wěn)定的運行。人工智能技術(shù)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用，是以計算機理論為核心，按照工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的性能和生產(chǎn)要求，來編制程序，實現(xiàn)對工業(yè)自動化控制設(shè)備的智能化控制。簡而言之，就是通過智能化設(shè)備來代替人工操作的設(shè)備，再通過計算機編程技術(shù)，來實現(xiàn)集中控制，嚴格按照編程指令運行，從而提升設(shè)備運行的精準度，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，可大幅度提升自動化設(shè)備運行的科學(xué)性和智慧化，保證自動化設(shè)備穩(wěn)定精準運行，優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境。

3.3 在故障診斷中的應(yīng)用

利用人工智能技術(shù)在對電氣設(shè)備進行故障診斷與分析的過程中，可應(yīng)用模糊理論進行分析，以保證電氣設(shè)備精準運行，尤其在對發(fā)動機、發(fā)電機進行變壓器進行診斷時，可充分發(fā)揮出人工智能技術(shù)的作用與功能。電氣自動化設(shè)備發(fā)生故障的因素有很多，發(fā)生故障的頻率也較高，若系統(tǒng)發(fā)生了故障，人工智能技術(shù)可在第一時間發(fā)現(xiàn)故障點、故障原因，并有針對性地采取有效措施，避免故障范圍擴大。以變壓器故障診斷為例，在使用傳統(tǒng)故障診斷方法時，主要是收取故障產(chǎn)生的油氣，對這些氣體進行一系列分析，并根據(jù)結(jié)果分析出產(chǎn)生故障的具體原因，整個分析過程耗費的時間較長且不精準，若產(chǎn)生失誤，則會影響整個系統(tǒng)，造成更加嚴重的故障。在應(yīng)用人工智能技術(shù)后，就可有效提高診斷速度并快速處理故障，并為相關(guān)維修人員提供準確的參考意見。再以上述工程為例，該工程中的變壓器的硬件出現(xiàn)故障時，會在電控室終端發(fā)出故障警報并顯示故障具體情況，工作人員在聽到警報后，迅速關(guān)閉故障變壓器周圍的電源，整個處理過程不到20分鐘，同時根據(jù)獲取到的信息對故障變壓器涉及到的設(shè)備逐一進行排查，大大節(jié)約了故障檢修時間，提高了維修效率。

3.4 電氣設(shè)備巡檢保障體系

企業(yè)的電氣自動化設(shè)備管理工作中，不僅需要相關(guān)的設(shè)備管理部門的工作，還需要多個部門的配合，才能更好地保障設(shè)備日常的管理與維護效果。例如，在實際的電氣自動化設(shè)備管理與維護工作中，企業(yè)的相關(guān)設(shè)備管理部門需要深刻認知到電氣自動化設(shè)備的管理體系與相應(yīng)的制度的創(chuàng)建與制定的重要性，必須通過全新構(gòu)建的電氣設(shè)備巡檢保障體系，來規(guī)范管理人員的設(shè)備管理責(zé)任意識，制定多種管理方式與流程，嚴格規(guī)定管理人員按照管理流程做好相關(guān)管理工作，如定期對電氣自動化設(shè)備進行點檢、維修以及保養(yǎng)工作。當(dāng)然不僅僅是定期的維護工作，在日常的管理維護中，管理人員也要每一天都要檢查所使用的設(shè)備，檢查到每一個設(shè)備巡邏點中，嚴格管控整個設(shè)備基礎(chǔ)保養(yǎng)工作的實效性。例如，設(shè)備崗位專業(yè)維修人員就要做好自身的重點設(shè)備的檢修任務(wù)，從負責(zé)的范圍點一步步承包重點的設(shè)備高級保養(yǎng)工作，有效防止設(shè)備使用過程中出現(xiàn)影響設(shè)備正常運行的因素點，更重要的是能夠從中維護操作人員的設(shè)備操作安全性能，保證操作人員的生命安全。及時處理可能危害人身安全的隱患，在發(fā)生事故前就排除根本隱患是促進整個維修工作穩(wěn)定運行的方式。只有通過計劃、目標性的設(shè)備維修方式，做好相關(guān)維修數(shù)據(jù)記錄，才能建立良好的電氣設(shè)備巡檢保障體系[3]。

3.5 過程自動化系統(tǒng)

應(yīng)答式服務(wù)時，選定現(xiàn)場L2服務(wù)器或節(jié)點計算機，訪問該節(jié)點報警日志，根據(jù)PDA曲線分析現(xiàn)場故障，診斷問題原因，維護修改程序或參數(shù)。但是，現(xiàn)場的L2計算機停送電、應(yīng)用系統(tǒng)的啟停控制，應(yīng)由現(xiàn)場完成。應(yīng)答式服務(wù)時，系統(tǒng)自動辨識產(chǎn)品質(zhì)量缺陷或嚴重缺陷、檢測儀表數(shù)據(jù)失真等，及時通過微信或郵件，向用戶提出整改或關(guān)注建議。依據(jù)目標工廠過程自動化系統(tǒng)與產(chǎn)品質(zhì)量狀況，定期以郵件形式向用戶提出點檢維修建議。遠程診斷維護系統(tǒng)已應(yīng)用在天津友聯(lián)中寬帶熱軋項目中。

4 我國電氣自動化的發(fā)展趨勢

20世紀60年代，仿真技術(shù)得到了空前的發(fā)展。目前，電氣自動化系統(tǒng)正朝著仿真的方向發(fā)展。仿真的發(fā)展依賴于仿真系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用及普及率的提升。因為仿真系統(tǒng)可以處理大量的實驗數(shù)據(jù)，科學(xué)地測試新開發(fā)的設(shè)備，仿真技術(shù)與電氣自動化技術(shù)的有機結(jié)合對電氣自動化技術(shù)的發(fā)展提供了強有力的助益。電氣自動化技術(shù)可持續(xù)發(fā)展方向的目標符合國家的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護政策，在其發(fā)展中應(yīng)注重節(jié)約環(huán)保、合理高效，實現(xiàn)電氣自動化的成本節(jié)約，杜絕資源浪費。當(dāng)前，隨著國外大企業(yè)的進入，我國的電氣自動化領(lǐng)域必將出現(xiàn)大量“復(fù)合型”人才缺口，加大電氣自動化專業(yè)的投入力度既是新時代發(fā)展的必然趨勢，也是科技進步的必然產(chǎn)物，其發(fā)展前途遠大，就業(yè)前景輝煌。同時電氣自動化可以提高企業(yè)的社會市場競爭力，在這種情況下，企業(yè)必須重視這一技術(shù)，進行新一輪技術(shù)重組。

5 結(jié)語

鋼鐵企業(yè)遠程診斷維保服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)，能夠有效減少非計劃停機的次數(shù)，提高鋼鐵設(shè)備的有效運行時間。通過遠程運維，可減少運維人員的出差，快速服務(wù)客戶，減少備品備件庫存和幫助用戶提高機床使用效率。