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自動(dòng)化在冶金工業(yè)的運用論文
在冶金生成過(guò)程中,原料場(chǎng)生成、焦化生成、燒結生產(chǎn)、球團生產(chǎn)、石灰生產(chǎn)等生成過(guò)程的自動(dòng)化技術(shù)應用是關(guān)鍵。各個(gè)生成過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)應用又各不相同,其涉及的內容和技術(shù)應用將直接影響著(zhù)整個(gè)冶金工業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展。
1原料場(chǎng)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)
現代冶金工業(yè)原料場(chǎng)的生產(chǎn)自動(dòng)化主要有具有基礎自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化并上聯(lián)制造執行級的三級自動(dòng)化系統、基礎自動(dòng)化系統兩種。在基礎自動(dòng)化中有含有過(guò)程量的檢測與控制,電器轉動(dòng)控制等內容。儀表和控制系統主要是原料輸送系統和配料系統中的料槽的料粒計、稱(chēng)量裝置等。電控設備中也有相應的儀表,但主要是對膠帶機進(jìn)行檢測和對卸料機的定位控制等。過(guò)程自動(dòng)化計算機的應用則貫穿于整個(gè)冶金工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程,在原料場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中的計算機軟件EasyFlo主要包含進(jìn)程管理器、數據庫管理器、設備管理器、輸入管理器、與主PLC的通信驅動(dòng)程序、位置管理器、操作管理器、報表管理器、混勻子系統等,其主要功能是實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。目前在原料場(chǎng)的生成過(guò)程中還在EasyFlo的基礎上運用了數字模型和人工智能系統。首先是混勻堆積智能模型的應用,該模型早為寶鋼集團所開(kāi)發(fā),在混勻堆積智能模型中原料堆積經(jīng)模糊推理方法進(jìn)行分類(lèi)、自動(dòng)編制堆積計劃,同時(shí)根據配槽品種而進(jìn)行自動(dòng)化的操作指示;堆積開(kāi)始后,通過(guò)實(shí)時(shí)采集程序而給出新的槽切速度,達到總體控制目的。其次是編制工料計劃的混合式模型處理,在該模型中,先將礦石的可利用時(shí)間區域和目標進(jìn)行界定,再將“滿(mǎn)裝可用的時(shí)間區域”變?yōu)椤罢詽M(mǎn)足輸送時(shí)間”輸送原料量;在確定了輸送路線(xiàn)的基礎上,利用∑Xi-Aopi來(lái)確定模型。在整理模糊控制系統中,主要是按電流值和電力值來(lái)實(shí)現基礎邏輯控制。
2焦化生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)
在焦化生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中,多用L2級小型計算機為過(guò)程計算機實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制,但也采用多臺控機為過(guò)程計算機的方式。其中可分為生產(chǎn)基礎自動(dòng)化和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。首先,生產(chǎn)基礎自動(dòng)化是對備煤配煤、干餾、焦炭處理等生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢測和控制,這些生產(chǎn)過(guò)程一般以常規檢測儀器和傳感器即可完成。其次是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,計算機主要是實(shí)現計劃輸入、料倉控制、系統運轉控制等功能,而數字模型及人工智能則對加熱、配煤優(yōu)化、配煤過(guò)程、干熄焦(CDQ)最優(yōu)等進(jìn)行控制。
3燒結生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)
燒結的目的是為了讓燒結過(guò)程中為融化的燒結顆粒粘結為多空質(zhì)塊礦。燒結生產(chǎn)自動(dòng)化包括基礎自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化兩個(gè)內容。在基礎自動(dòng)化過(guò)程中,主要是對儀表的檢測和控制,對電氣轉動(dòng)的控制和人機接口的控制。如在儀表檢測和控制中主要是溶劑和燃料及成品礦倉的檢測和控制,對配料的檢測和控制,對抽風(fēng)機、電除塵器的檢測和控制等內容。在燒結生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化過(guò)程中,計算機要對配料槽槽位進(jìn)行掌控,對配料混合和返礦料粒槽位進(jìn)行控制,對混合料水分、燒結臺車(chē)料層厚度等進(jìn)行控制。數字模型及人工智能則實(shí)現配料模型和質(zhì)量預測、燒結礦優(yōu)化配料、燒結OGS操作制導、燒結機機速過(guò)程控制等模型的系統控制。當然,人工智能的應用還涵蓋了燒結性能指標預測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型和生產(chǎn)專(zhuān)家指導等系統的模型控制等。
4球團生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)
在球團生成中一般按三個(gè)步驟進(jìn)行:首先是進(jìn)行原料(如細磨精礦粉、溶劑、燃料和粘合劑等)的配料與混合。其次是在造球機上加入適量的水而滾成10～15mm的礦石生球,最后將生球在高溫焙燒激上高溫焙燒,然后再冷卻、破碎,最終篩分而成為成品球團礦。球團生產(chǎn)的基礎自動(dòng)化涵有儀表檢測和控制,電力傳動(dòng)控制和監測控制三個(gè)內容。最為復雜的莫過(guò)于儀表檢測和控制系統,其中對帶式焙燒機的球團自動(dòng)化系統,鏈算機——回轉窯的球團廠(chǎng)自動(dòng)化系統、帶有豎爐的球團廠(chǎng)自動(dòng)化系統的檢測和控制。在電力傳動(dòng)控制和監測控制中因電動(dòng)機的形式和型號的多樣化而造成了啟動(dòng)和控制方式的不同,對大功率的主抽風(fēng)機同步電機一般采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)或采用全數字變頻啟動(dòng)。交流低壓電動(dòng)機一般有電動(dòng)機控制中心進(jìn)行監測和控制,控制柜多采用單元組合方式進(jìn)行。250kW以上的感應電動(dòng)機則采用電抗為器自耦變壓器等降壓。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中,計算機要進(jìn)行作業(yè)計劃輸入、配料槽粒為掌控、高級控制和設定控制等功能,其中也包含了數據顯示和數據通訊等功能的控制。而數字模型和人工智能則主要有豎爐焙燒過(guò)程焙燒溫度數學(xué)模型;造球過(guò)程模糊-PID復合控制。
5石灰生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)
相對于冶金工業(yè)中的其他生產(chǎn)過(guò)程而言,石灰生產(chǎn)在價(jià)格和控制精度上的要求都相對降低,因此其自動(dòng)化控制程度一般也較低。在冶金工業(yè)的石灰生產(chǎn)自動(dòng)化控制中主要為模擬式儀表和硬線(xiàn)邏輯電控設備組成的自動(dòng)化控制;IPC工控機進(jìn)行自動(dòng)化系統;使用PLC和IPC-610工控機組成自動(dòng)化系統但只是基礎自動(dòng)化。
首先就石灰豎窯自動(dòng)化控制而言,在當前的石灰窯控制系統中,多采用PLC進(jìn)行控制,一般不會(huì )設上位機或工作站進(jìn)行檢測和監控。計算機自動(dòng)化系統主要有配料系統、上料系統、出灰系統、鼓風(fēng)量控制系統、數據采集系統,豎窯人加工參數檢測等系統控制。其次是石灰回轉窯自動(dòng)化。在石灰回窯自動(dòng)化中,主要是完成檢測和控制、數據顯示、數據記錄、數據通信等功能。自動(dòng)化系統可分為電器邏輯控制系統和儀表調節回路。具體可包括預熱機供料系統、大布袋除塵系統、預熱機下輸送系統、小布袋除塵系統、成品搬出系統、煤氣流量調節回路、空氣調節回路等。
鋼鐵需求的快速增加為冶金工業(yè)的發(fā)展提供了調節,自動(dòng)化技術(shù)在冶金工業(yè)中的發(fā)展和應用為冶金工業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。在冶金工業(yè)中,上述的幾個(gè)自動(dòng)化技術(shù)只是框架式的系統,其中還包括多個(gè)子系統,對各個(gè)系統及子系統的自動(dòng)化研究是冶金工業(yè)發(fā)展中不可或缺的部分,這還需結合生產(chǎn)實(shí)踐和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展而進(jìn)行。
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