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我國冶金自動化技術進展和發展趨勢分析

來源:中國粉末冶金網 時間:2010/3/17 點擊數:1974
內容導讀: (1)基礎自動化和過程控制系統  在基礎控制方面,以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制,在冶金企業全面普及。近年發展起來的現場總線、工業以太網等技術逐步在冶金自動化系統中應用,分布控制系統結構替代集中控…

   (1)基礎自動化和過程控制系統

  在基礎控制方面,以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制,在冶金企業全面普及。近年發展起來的現場總線、工業以太網等技術逐步在冶金自動化系統中應用,分布控制系統結構替代集中控制成為主流。

  在控制算法上,重要回路控制普遍采用PID算法,智能控制、先進控制在電爐電極升降控制、連鑄結晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機軋制力控制等方面有了初步應用,取得了一定成果。

  在檢測方面,與回路控制、安全生產、能源計量等相關的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全;高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續鑄鋼過程的結晶器鋼坯拉漏預報、鋼材質量和機械性能預報等軟測量技術取得了初步成果。

  在電氣傳動方面,用于節能的交流變頻技術普遍采用;國產大功率交、直流傳動裝置在軋線上得到成功應用。

  在過程控制方面,計算機過程控制系統普及率有較大幅度提高,根據最近中國鋼鐵工業協會的調查結果,按冶金工序劃分,57.54%的高爐、56.39%的轉爐、58.56%的電爐、60.08%的連鑄、74.5%的軋機采用計算機過程控制系統。把工藝知識、數學模型、專家經驗和智能技術結合起來,在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優化方面取得了一定的成果,如高爐煉鐵過程優化與智能控制系統、有副槍轉爐動態數學模型、電爐供電曲線優化、智能鋼包精煉爐控制系統、連鑄二冷水優化設定、軋機智能過程參數設定等等。

  (2)信息化

  根據中國鋼鐵工業協會的調查結果,10%左右的煉鐵工序、25%左右的煉鋼工序、50%左右的軋鋼工序采用了生產管理計算機系統。冶金企業逐步認識到MES(制造執行系統)的重要性,在綜合應用運籌學、專家系統和流程仿真等技術,協調生產線各工序作業,進行全線物流跟蹤、質量跟蹤控制、成本在線控制、設備預測維護等方面取得了初步成果。

  隨著企業管理水平的不斷提高,“信息化帶動工業化”在冶金企業成為共識,企業信息化方興未艾,受到企業領導高度重視,各企業紛紛開始信息化規劃和建設,很多企業已經構造了企業信息網,為企業信息化奠定了良好的基礎。根據中國鋼鐵工業協會報告,“我國鋼年產量500萬噸以上的8家企業100%上了信息化的項目,鋼年產量50萬噸以上的58家企業中有45家上了企業信息化的項目,占77.6%”。冶金自動化技術在信息化、自動化技術的推動和冶金行業可持續發展需求的拉動雙重機制作用下,必將取得更大進展,主要發展趨勢體現在以下方面:

  (3)基礎自動化和過程控制系統

  冶金流程在線連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、數據融合和數據處理技術、冶金環境下可靠性技術,以關鍵工藝參數閉環控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環境排放實時控制和產品質量全面過程控制為目標,實現冶金流程在線檢測和監控系統,包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預報,鋼水純凈度檢測和預報,鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷,全線廢氣和煙塵的監測等。

  冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。基于機理模型、統計分析、預測控制、專家系統、模糊邏輯、神經元網絡、支撐矢量機(SVM)等技術,以過程穩定、提高技術經濟指標為目標,在上述關鍵工藝參數在線連續檢測基礎上,建立綜合模型,采用自適應智能控制機制,實現冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。包括高爐順行閉環專家系統、鋼水成分和溫度閉環控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環控制等。

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