冶金工業(yè)的自動(dòng)化應(yīng)用精品文檔7頁

1、第1頁自動(dòng)化技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)有著龐大而復(fù)雜的生產(chǎn)過程，很多技術(shù)問題還有待解 決。而自動(dòng)化的應(yīng)用發(fā)揮了提高產(chǎn)品質(zhì)量、 提高生產(chǎn)效率、 節(jié)能減耗等作 用。 現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的自動(dòng)化包括：基礎(chǔ)自動(dòng)化、 過程自動(dòng)化、 管理自動(dòng)化， 即三級結(jié)構(gòu)的 CIMSCIMS 系統(tǒng)。在鋼鐵工業(yè)的不同生產(chǎn)過程中自動(dòng)化的內(nèi)容和側(cè)重各不相同。一.原料場生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代原料場信息化自動(dòng)化系統(tǒng)有兩種類型：1.1. 具有基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化并上聯(lián)制造執(zhí)行級的三級自動(dòng)化系統(tǒng)。 2.2. 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)。A.A.基礎(chǔ)自動(dòng)化包括過程量的檢測與控制 （通常稱為儀表和控制系統(tǒng)） 和電氣傳動(dòng)控制。儀表和控制系統(tǒng)主要是原料

2、輸送系統(tǒng)及配料系統(tǒng)中的料槽的的料位 計(jì)、稱量裝置和定量給料裝置，供排水設(shè)施中測量流量、壓力、水位的常 規(guī)儀表。電控設(shè)備也設(shè)有一些儀表， 其主要用途是對膠帶機(jī)進(jìn)行各種檢測 （如 膠帶跑偏、 打滑、溜槽堵塞以及原料中廢料塊的檢測并除去等） 、對卸料 機(jī)和取料機(jī)的定位控制、膠帶機(jī)的總體控制等。B.B.過程自動(dòng)化計(jì)算機(jī)的應(yīng)用貫穿著整個(gè)過程， 編制運(yùn)輸作業(yè)計(jì)劃為各 環(huán)節(jié)穩(wěn)定的提供原料；監(jiān)視設(shè)備而維持穩(wěn)定作業(yè)；手機(jī)信息，以便有效管理。在原料場過程中計(jì)算機(jī)軟件 EasyFloEasyFlo 包括進(jìn)程管理器、 數(shù)據(jù)庫管理器、設(shè)備管理器、輸入管理器、與主PLCPLC 的通信驅(qū)動(dòng)程序、位置管理器、操作管理器、流程

3、運(yùn)行管理器、數(shù)據(jù)集中器、現(xiàn)場管理器、報(bào)表管理器、事務(wù)單元管理器、通信管理器、路由器、混勻子系統(tǒng)等。 而且在這基礎(chǔ)上還廣泛的運(yùn)用數(shù)字模第2頁型及人工智能。 a).a). 混勻堆積智 能模型。此模型最早為寶鋼集團(tuán)開發(fā)其主要思想是：堆積前由計(jì)算機(jī)根據(jù) 實(shí)現(xiàn)輸入的經(jīng)驗(yàn)、 規(guī)則， 通過模糊推理的方法對參加堆積的眾多原料進(jìn)行 分析、歸類，自動(dòng)編制出大致計(jì)劃；按照8 8 個(gè)槽中個(gè)配槽品種的成分、產(chǎn)量要求等采用復(fù)形調(diào)優(yōu)法自動(dòng)給出合理的各槽初始切出速度，指導(dǎo)操作員 操作；堆積開始后，通過實(shí)時(shí)采集程序時(shí)刻跟蹤現(xiàn)場堆積情況，監(jiān)視物料 變化，并在物料變化改變或槽工作狀態(tài)改變時(shí)，即刻給出新的各槽切出速 度，以保證物料混

4、合后成分穩(wěn)定同時(shí)不影響總產(chǎn)量，達(dá)到質(zhì)量、產(chǎn)量并重 的控制目的。b)b). . 編制工料計(jì)劃的混合式模型處理有四步：一決定礦石的目標(biāo)及原 料供應(yīng)可利用的時(shí)間區(qū)域；二把“滿裝可用的時(shí)間區(qū)域”變窄以滿足輸送 時(shí)間、輸送原料量；三確定料場到料倉的輸送路線；四可用刀X-X- A Aopi的線性規(guī)劃模型來確定 。c)c) . . 整理模糊控制系統(tǒng)，其包括按電流值和電力值來推斷破碎狀態(tài)的 數(shù)學(xué)模型以及操作人員的操作訣竅為基礎(chǔ)的控制邏輯。其控制邏輯的確認(rèn) 是按四步法(第一步為檢測值的評價(jià)，即大還是小等，第二步是以該評價(jià) 用模糊推論為基礎(chǔ)作為控制規(guī)則，第三步為各模糊推論綜合，第四步為此 推論結(jié)果算出輸出值)調(diào)整

5、參數(shù)來做成的。d)d) . . 運(yùn)輸機(jī)械智能控制，此系統(tǒng)已成功的在日本川崎鋼鐵公司的水島 鋼鐵廠中使用。焦化生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)焦化化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)也是鋼鐵工業(yè)的一個(gè)重要部分。在焦化 生產(chǎn)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中， L2L2 級使用小型機(jī)作為過程計(jì)算機(jī)， 但更多使用一臺(tái)或 多臺(tái)工控機(jī)作為過程計(jì)算機(jī)。A.A. 焦化生產(chǎn)基礎(chǔ)自動(dòng)化。煉焦流程大體上可分為備煤配煤、干餾、焦 炭處理、煤氣凈化和精致等工序。以上操作都要靠檢測和控制來解決，大 多是使用常規(guī)儀表和傳感器。第3頁B.B. 焦化生產(chǎn)過程自動(dòng)化 a a） 計(jì)算機(jī)的功能包括： 作業(yè)計(jì)劃輸入功能； 料 倉監(jiān)控功能；編制輸送計(jì)劃功能；系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)功能；原料配合比設(shè)定功

6、能； 技術(shù)計(jì)算功能；操作實(shí)況收集功能；報(bào)表編制功能；操作支持功能；數(shù)據(jù) 通信功能。 B B）. . 數(shù)字模型及人工智能的應(yīng)用：加熱控制模型（反饋式加熱 控制模型，前反饋式控制模型美國鋼鐵公司的tfPCtfPC 加熱控制模型，焦?fàn)t輔助控制 COHCCOHC 系統(tǒng)，德國 ABRABR 加熱控制系統(tǒng)，酒鋼焦化廠新 3 3 號(hào)焦?fàn)t加熱 模型）；配煤優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；配煤過程專家系統(tǒng)；焦炭質(zhì)量預(yù)測神經(jīng)元網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)；日本鋼鐵公司煉焦過程中人工智能的應(yīng)用；干熄焦（ CDQCDQ 最優(yōu) 控制系統(tǒng)；苯回收作業(yè)診斷控制專家系統(tǒng)；焦?fàn)t綜合自動(dòng)控制模型三.燒結(jié)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù) 所謂燒結(jié)就是在粉末鐵物料中配入適當(dāng)?shù)娜軇┖腿剂?/p>

7、，在燒結(jié)機(jī)上點(diǎn) 火燃燒，借助燃料燃燒的高溫作用產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，把其他未融化的 燒結(jié)顆粒粘結(jié)起來，冷卻后成多空質(zhì)塊礦。A.A. 燒結(jié)生產(chǎn)基礎(chǔ)自動(dòng)化包括：檢測儀表及自動(dòng)控制；電氣傳動(dòng)及其自 動(dòng)控制；人機(jī)接口，包括各類監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)記錄及各種操作。檢測儀表及自動(dòng)控制內(nèi)容有：溶劑與燃料系統(tǒng)及成品礦倉系統(tǒng)；配料 系統(tǒng)；一二次混合添加水、鋪底料槽及混合料槽系統(tǒng)；燒結(jié)環(huán)冷系統(tǒng)；主 抽風(fēng)機(jī)及住電除塵器系統(tǒng)；配料、機(jī)尾及整理等三個(gè)電除塵器；全場計(jì)量 系統(tǒng)B.B. 燒結(jié)生產(chǎn)過程自動(dòng)化 在此中過程計(jì)算機(jī)的主要功能： 掌握配料槽料位； 混合料槽料位控制；配料混合控制及返礦料位槽控制；混合料水分控制；燒結(jié)臺(tái)車料層厚

8、度控 制；鋪底料槽料位控制；點(diǎn)火爐；成品取樣數(shù)據(jù)控制；數(shù)據(jù)模型運(yùn)算與人 工智能應(yīng)用；數(shù)據(jù)打?。粩?shù)據(jù)顯示；數(shù)據(jù)通信。第4頁由于基礎(chǔ)自動(dòng)化級使用以微機(jī)為中心的DCS,DCS,上述典型過程計(jì)算機(jī)執(zhí)行的功能，許多已轉(zhuǎn)為 DCSDCS 執(zhí)行，而過程計(jì)算機(jī)將執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，如 生產(chǎn)優(yōu)化、人工智能。數(shù)學(xué)模型及人工智能的應(yīng)用包括：配料模型和質(zhì)量預(yù)測；燒結(jié)礦優(yōu)化 配料模型；燒結(jié)OGSOGS 操作制導(dǎo)系統(tǒng)；燒結(jié)機(jī)機(jī)速過程控制模型；均勻燒成 模糊控制系統(tǒng)； 返礦配比模糊控制系統(tǒng)；燒結(jié)配料稱量調(diào)節(jié)模糊控制系統(tǒng)；燒結(jié)終點(diǎn)模糊控制系統(tǒng)；點(diǎn)火器燃燒模糊控制；燒結(jié)作業(yè)管理專家系統(tǒng)； 燒結(jié)生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督和操作指導(dǎo)專家系統(tǒng)。人工

9、智能的其他應(yīng)用：燒結(jié)礦性能指標(biāo)預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型簡介；燒結(jié) 過程控制專家系統(tǒng)；燒結(jié)生產(chǎn)專家指導(dǎo)系統(tǒng)簡介。四.球團(tuán)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù) 球團(tuán)生產(chǎn)大致分為三步：一將細(xì)磨精礦粉、溶劑、燃料和粘合劑等原 料進(jìn)行配料與混合；二在造球機(jī)上加適量的水滾成10101515 伽的生球；三生球在高溫焙燒機(jī)上進(jìn)行高溫焙燒，焙燒好的球團(tuán)經(jīng)過冷卻、破碎、篩分得 到成品球團(tuán)礦。A.A.球團(tuán)生產(chǎn)的基礎(chǔ)自動(dòng)化 基礎(chǔ)自動(dòng)化包括檢測儀表及其自動(dòng)控制、電力傳動(dòng)控制和監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。其中儀表及其自動(dòng)化控制的具體系統(tǒng)十分復(fù)雜多樣。包括了帶有帶式 焙燒機(jī)的球團(tuán)廠自動(dòng)化系統(tǒng)、帶有鏈算機(jī)- -回轉(zhuǎn)窯的球團(tuán)廠自動(dòng)化系統(tǒng)、帶有豎爐的球團(tuán)廠自動(dòng)化系統(tǒng)、

10、幾個(gè)特殊檢測和控制 . .由于電動(dòng)機(jī)的形式多樣 , ,根據(jù)型號(hào)不同有不同的啟動(dòng)和控制方式. . 大功率的主抽風(fēng)同步電機(jī)采用自耦變壓器降壓啟動(dòng)或采用全數(shù)字變頻啟動(dòng)。 一般交流低壓電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)控制中心控制，控制柜為多單元組合方式。 容量超過 250kw250kw 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用電抗為器、自耦變壓器等降壓或全數(shù)字。 其系統(tǒng)大致分為：電氣傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)及其監(jiān)視系第5頁統(tǒng)；主要系統(tǒng)的電氣傳動(dòng) 控制. .B.B.球團(tuán)生產(chǎn)的過程自動(dòng)化 過程計(jì)算機(jī)的功能：作業(yè)計(jì)劃輸入功能；掌握配料槽料位；高級控制及設(shè)定控制功能（工作復(fù)雜困難，對提高燒結(jié)球的質(zhì)量和產(chǎn)量具有十分重 要的作用）；數(shù)據(jù)打印；數(shù)據(jù)顯示；數(shù)據(jù)通信。數(shù)字模

11、型與人工智能的應(yīng)用第6頁主要的模型有：豎爐焙燒過程焙燒溫度數(shù)學(xué)模型；造球過程模糊由于石灰生產(chǎn)在鋼鐵廠處于輔助車間位置，無論價(jià)格、控制精度要求 都遜于鋼鐵生產(chǎn)，因此自動(dòng)化程度一直較低，其自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè) 階段：使用模擬式儀表和硬線邏輯電控設(shè)備組成自動(dòng)化；IPCIPC 工控機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)；使用 PLCPLC 和 IPC-610IPC-610 工控機(jī)組成自動(dòng)化系統(tǒng)但只是基礎(chǔ)自動(dòng) 化。A.A.石灰豎窯自動(dòng)化現(xiàn)代石灰窯大都使用 PLCPLC 進(jìn)行控制，并沒有設(shè)有上位機(jī)或工作站作為 監(jiān)控。其自動(dòng)化系統(tǒng)包括：配料系統(tǒng)自動(dòng)化；上料系統(tǒng)自動(dòng)化；出灰系統(tǒng) 自動(dòng)化；鼓風(fēng)量控制；數(shù)據(jù)采集和豎窯的熱加工參數(shù)檢測；上位機(jī)的功能。B.B.石灰回轉(zhuǎn)窯自動(dòng)化自動(dòng)化主要功能有檢測和控制功能；數(shù)據(jù)顯示功能；數(shù)據(jù)記錄功能；數(shù)據(jù)通信功能。其自動(dòng)化系統(tǒng)分為電氣邏輯控制系統(tǒng)和儀表調(diào)節(jié)回路。具 體有預(yù)熱機(jī)供料系統(tǒng)；大布袋除塵系統(tǒng)；預(yù)熱機(jī)下輸送系統(tǒng)；小布袋除塵 系統(tǒng)；成品搬出系統(tǒng)；煤氣流量調(diào)節(jié)回路；空氣調(diào)節(jié)回路；窯尾壓力調(diào)節(jié) 回路；預(yù)熱機(jī)速度設(shè)定。建國以來， 冶金工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中一直占據(jù)很重要的位 置。 2020 世紀(jì) 9090 年代以來我國鋼材需求量迅猛上漲， 自動(dòng)化在鋼