冶金自动化

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王磊

冶金自动化. 2020, 44(3): 1-7.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 001

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可视化

在分析业界大数据技术背景及大数据平台重要作用的基础上,结合传统大型制造企业的大数据平台建设现状调研,提出了一种面向传统大型制造企业的大数据平台解决方案设计方法。阐述了该解决方案的整体架构以及整体架构中数据采集、数据计算与存储、数据服务、数据应用、数据运营、数据治理所涉及的关键点,以此来探索传统大型制造企业在实施大数据平台建设方面的最佳实践。

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钢铁行业轨梁数字化车间的研究与应用

杜斌, 赵庆涛, 宋文隽, 胡春晖, 陈超超, 柏庆岩

冶金自动化. 2020, 44(3): 8-13.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 002

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可视化

鞍钢股份有限公司大型厂轨梁分厂数字化车间的研究应用支撑鞍钢型材产品总体发展战略,打造国内首条数字化重轨生产线,推动国内长材产线智能制造、适应产业精细化生产要求,搭建行业领先的智能制造平台,融合数据采集、物料跟踪、3D 可视化、质量管控等应用系统,实现产线数字化,为产线智能化奠定基础。数据采集系统实现数据自动采集,物料跟踪系统实现物料信息时间与工序的两维信息适配,质量管控系统实现产品管控质量提升,3D 可视化系统进一步实现产线模拟数据孪生,为后续应用系统集成打造统一平台。

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基于 IT 服务管理构建信息系统健康度模型的研究与探索

常亮, 殷世宏, 李小伟

冶金自动化. 2020, 44(3): 14-20.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 003

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可视化

合适的信息系统健康度模型可以帮助企业准确测量信息系统健康度,信息系统健康度用数据客观反映了企业互联网技术( Internet technology,简称 IT)运营能力水平,为下一阶段提升指明了方向,为 IT 规划提供了科学支持。基于 IT 服务管理( IT service management,简称 ITSM) 系统对信息系统的配置项( configuration item,简称 CI)关联技术,依据信息系统价值原则,从效用、保障、用户角色 3 个维度,结合 ITSM 中的告警、事件、问题和监控指标,构建整体信息化健康度模型。在实际应用中,该模型能快速定位信息系统问题的根本原因,查找信息系统价值的增长瓶颈。

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基于 PCA-DBN 的热连轧数据特征提取

武凯, 刘新忠, 张笑雄, 苗宇

冶金自动化. 2020, 44(3): 21-25.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 004

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在热连轧生产过程中会产生大量的数据,使用这些海量数据进行诊断和预报非常困难,运算时间较长, 甚至会导致“维度灾难冶。因此,需要对特征进行提取,去除冗余和不相关的特征。提出基于主成分分析 - 深度置信网络( principal component analysis-deep belief network,简称 PCA-DBN)的热连轧数据特征提取,采用主成分分析( principal component analysis,简称 PCA)对数据集进行特征提取,并将选择出的特征按照贡献率可视化,直观显示提取的特征。二次特征提取采用深度置信网络( deep belief network,简称 DBN)对已提取数据集进行二次特征提取。将最终得到的数据集作为粒子群优化的最小二乘支持向量机( particle swarm optimization-least squares support vector machine,简称 PSO-LSSVM)对精轧轧制力进行预报的数据集,以检验特征提取的合理性。试验显示,预报相对误差要小于机理模型预报相对误差,说明提取特征比较合理。

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高炉防灌渣紧急自动降顶压控制方法的实现

李明亮, 黄金堂

冶金自动化. 2020, 44(3): 26-29.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 005

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可视化

高炉在送风系统出现故障时,如不及时降低炉顶压力,容易造成风口灌渣,生产中断时间延长。介绍了柳钢的发明专利成果———高炉防灌渣自动安全降顶压控制方法,对其工作原理、实现方法和应用效果进行了阐述,基于高炉在用的 PLC 控制系统和高炉煤气余压透平发电装置( blast furnace top gas recovery turbine unit, 简称 TRT)的顶压控制功能,在出现送风系统故障时,通过 TRT 协助高炉紧急快速泄顶压,使高炉能够安全稳定休风,避免事故扩大化。在实际应用过程中收到了良好的效果,有效杜绝了因高炉送风系统故障而引起的风口灌渣事故,促进了高炉的安全、稳定生产。

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基于列生成与线性规划的炼钢组炉优化算法

贾树晋, 易剑, 杜斌

冶金自动化. 2020, 44(3): 30-35.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 006

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可视化

针对考虑钢级“以优充次冶的炼钢组炉问题,构建了以炼钢成本最小化与炼钢余材最小化为目标的多目标优化模型,基于目标优先级不同,首先以降低炼钢成本为目标,利用列生成算法给出具有最低炼钢成本的组炉方案;在此基础上,建立余材优化线性规划模型,通过缩减炉重和增加合同量的方式,进一步降低炼钢余材,得到最终的组炉方案。实例表明,该算法具有良好的优化性能和实用性。

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基于 AOD 炉口火焰图像特征的喷溅预测方法

毛家怡, 尤文

冶金自动化. 2020, 44(3): 36-41.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 007

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氩氧精炼低碳铬铁合金过程中,炉口火焰能够表征冶炼阶段和冶炼的状态,喷溅是一种不正常的工作状态,喷溅前的火焰与正常工作的状态有所区别。为了降低喷溅率,提高喷溅的预测准确率,对炉口火焰的图像进行分析,利用灰度直方图统计特征进行特征提取。确定了最大灰度值、平均灰度值、火焰丰度、能量、均方差、信息熵 6 个特征量,分别计算正常工作和 3 种喷溅强度下的 6 种特征向量的类间距离,并以此进行评价,采用决策层融合方法,对特征向量进行赋予权值,试验比较决策层融合方法与其他特征值两两作为识别特征的结果。经过在线的检测试验验证,采用决策层融合方法有较好的识别率。

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卷取带钢防追尾的控制方法及应用

张伟海, 刘顺东

冶金自动化. 2020, 44(3): 42-44.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 008

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可视化

热轧卷取在快节奏换规格生产的情况下易在输出辊道上发生下一块带钢与上一块带钢追尾的事故,现有控制方法完全依靠操作工控制生产节奏,严重影响热轧生产线的轧制效率。为此,通过增加前后两块带钢运行的时间差作为精轧禁止进入的判断条件,该方法能够有效避免当输出辊道上同时输送两块带钢时发生的追尾撞击问题,且可以释放热轧产能,实现轧制节奏自动控制,降低吨钢成本。

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高速连退机组的几个关键控制技术

尹家凡, 陶涛

冶金自动化. 2020, 44(3): 45-50.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 009

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与普通连退机组相比,高速连退机组具有速度快、活套塔多、退火炉区张力分段多、机组储存带钢长等诸多特点。详细介绍了高速连退机组清洗段张力、多塔活套张力及调平、退火炉区张力等几个关键控制技术的原理及方法,特别是针对退火炉区张力不易精确控制的现象,提出了提高张力控制精度的多种控制策略及补偿方案。生产实践表明,由本文所阐述的控制技术搭建的控制系统稳定、可靠,张力控制精度高。

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残氧量模型在立式连续退火炉上的应用

任伟超, 李洋龙, 付振兴, 王道金, 乔粱, 律琳琳

冶金自动化. 2020, 44(3): 51-55.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 010

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可视化

为了达到加热炉 NOx 排放限值 150 mg / m 3 的超低排放标准,针对某立式连续退火炉开展降低 NOx 排放浓度控制研究。根据实测烧嘴 NOx 的生成量,发现了氮氧化物与残氧量之间的关系及残氧量的合理范围,进一步建立了立式连续退火炉残氧量模型,包括升温、降温和稳态 3 个子模型,研究了不同带钢规格及加热模式下残氧量与加热功率之间的关系。基于该模型,开发了连续退火炉燃烧控制的离线计算软件,并且在某镀锌线退火炉一级系统上开发了残氧量自动设定的功能模块,可根据设定温度与实际温度偏差自动进行选择,成功控制高功率下燃烧过程中 NOx 生成量,并且实现低功率下既能满足退火炉自身降温的需求,又能满足烟气中氮氧化物超低排放的需求。

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铝合金板材对中装置及控制方法的设计与应用

许磊, 蒋婷, 陈卫嘉

冶金自动化. 2020, 44(3): 56-60.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 011

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铝合金板材在对中时,需要对板材的两边部施加方向相对的挤压力,当力度控制不当时,极容易导致板材边部出现不同程度的损伤。为了解决该问题,首先对现有对中装置进行了介绍,结合所要实现的工艺目标,又增加了用于检测金属板材长度的金属检测仪和激光测速仪等仪表,然后设计出与之匹配的控制计算方法并投入应用。通过以上方案的实施,板材的对中过程完全实现了自动化,确保双侧侧导尺在最短的总行程以内使得板材实现对中,且板材边部的损伤率降至 0。

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铅卷制造机组自动调速系统的改造

范振宇

冶金自动化. 2020, 44(3): 61-64.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 012

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铅卷制造机组是大极板铅电解工艺中配套的核心机组之一,铅皮的厚薄均匀程度关系到阴极始极片质量与电解工艺的生产效率。针对原日本进口设备出现速度无法稳定、铅皮厚薄不均和中途断裂的现象,设计以 S7-200PLC 为控制核心及 HMI 的自动调速系统,通过速度编码器替代测速发电机直接采集铅皮卷绕速度, 改进了闭环控制系统速度反馈的精准性,并运用 PID 控制和分段输出结合的方法,滚筒卷绕速度能精准控制在(18 ± 3) m / min 范围内,满足了生产工艺的要求。

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宝钢 5 m 厚板步进式冷床同步控制技术设计及应用

郑勇, 陆俊, 于梦龙

冶金自动化. 2020, 44(3): 65-72.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 013

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宝钢 5 m 厚板对步进式冷床进行了多次改造,以提高冷床步进梁横移装置的同步控制精度,先后采用了基于主从转矩控制的机械同轴控制、基于速度环的电气同步控制以及基于位置环的电气同步控制等控制方式。详细论述了以上同步控制技术在冷床步进过程中的控制机理。根据实际应用效果对比分析,认为基于位置环的电气同步控制技术是满足动态性能和同步控制精度要求的最佳方式。

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33 000 kV·A 矿热炉直流节能供电系统

李宏, 张仰维

冶金自动化. 2020, 44(3): 73-79.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 014

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介绍一种用于 33 000 kV·A 矿热炉的直流节能供电系统,基于对矿热炉交流供电系统与直流供电系统不同的比较,在分析矿热炉直流供电节能的理论依据基础上,设计了在高压电网侧等效为 36 脉波的矿热炉晶闸管整流节能供电系统,该系统采用 3 个独立的 12 脉波晶闸管整流环节,通过 6 个电极给 33 000 kV·A 矿热炉直流供电,以 DSP( digital singnal processor)与 CPLD( complex programmable logic device)作为核心单元的动态热备用控制板实现每个 12 脉波晶闸管整流环节的触发控制和闭环调节。为解决系统电力电子器件较多、巡回检测不易的问题,使用状态智能监控控制板 FK01、借助于 PLC 与上位计算机进行监控,可以实现无人值守运行,使得系统具有很高的自动化程度。详细介绍了系统结构,不但讨论了其主要构成单元的工作原理, 而且给出了其实用效果和取得的良好节能效益,每年可以获得节电效益 2 930 多万元。

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RBM2000 热值仪超量程熄火故障攻关

毛玉生, 宦晓峰

冶金自动化. 2020, 44(3): 80-84.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 03. 015

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混合煤气热值的瞬间大幅波动有时会超出 RBM2000 热值仪的设计量程,导致热值仪故障熄火。热值仪在发生热值超上限故障熄火后,必须由维修人员到现场进行故障复位并重新点火后才能恢复正常工作。这不仅延长了设备故障时间,而且增加了维修人员的工作量。分析了 RBM2000 热值仪超量程熄火故障的原因, 通过拓展测量上限,得到热值仪使用的残氧计算公式,对进入控制板的氧探头信号进行改造,并增加补风管路等措施,既成功解决了热值仪超量程熄火的问题,又确保了设备的安全运行。

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2020年, 第44卷, 第3期　刊出日期：2020-05-25

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