冶金自动化

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王云波, 李铁

冶金自动化. 2020, 44(5): 1-7.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 001

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可视化

在总结工业生产对控制技术的要求及工业自动化系统的特点的基础上,分析了智能制造系统在工业生产过程中的地位和所发挥的作用,将智能制造分为初级阶段、中级阶段和高级阶段,并系统总结了 3 个阶段的技术特点、实施方式和定义。通过分析工业生产过程的各个子系统间的数据流向来区分不同的阶段,最后以钢铁行业的 2 个案例来分析智能制造不同阶段在生产中的地位和所发挥的作用,为企业实施智能制造提供参考。

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钢铁企业电力需量决策分析系统设计与开发

郝飞, 刘迎宇, 孟志权, 刘伟, 陈根军, 黄顺清

冶金自动化. 2020, 44(5): 8-14.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 002

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可视化

针对钢铁企业关口需量控制问题,提出了一种双闭环的反馈控制结构,并定义了计算实验、评估分析、控制策略执行、多源数据计算、管理与控制约束 5 个平行控制的主要环节。由计算实验、评估分析、控制策略执行、多源数据计算构成的外反馈环节,实现需量的计算和越限预警功能;由计算实验、评估分析、管理与控制约束构成的内反馈环节,结合各个关口的需量变化趋势和历史数据,对各个关口的需量越限值进行不断的优化计算;并基于数字孪生的五维模型进行了电力需量控制决策分析系统的设计与开发,实现降低峰值需量、消峰填谷、降低月度需量费用的作用。

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首钢京唐原料场无人化供料系统设计及应用

刘晓月, 刘伟平

冶金自动化. 2020, 44(5): 15-19.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 003

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可视化

针对原料场供料过程操作人员操作繁琐、设备利用率低等问题,研发了一套原料场无人化供料系统,该系统可以实现人员无需直接参与的全自动生产。通过信息化技术、设备参数、原料场供料的工艺要求,系统计算出最优的加料过程,并通过与大机作业系统、控制系统之间的通讯实现供料设备的全自动控制。该系统有效地解决了原料场供料实际生产过程中的效率和成本问题,是原料场智能管控作业系统的重要组成部分。

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基于 BPNN 和 RNN 模型的烧结矿质量预测方法对比及分析

刘加达, 于帆, 温治, 张辉, 张四宗, 韩俊涛

冶金自动化. 2020, 44(5): 20-26.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 004

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可视化

针对钢铁烧结配料工序完成后烧结矿质量难以及时准确判断的问题,提出通过稳定焦炭配比,进而对全铁品位和碱度指标预测实现烧结矿质量控制。依据烧结生产特性,分别建立静态的 BP 神经网络(BP neural network,简称 BPNN)和动态的 Elman 递归神经网络( recurrent neural network,简称 RNN)模型应用于烧结矿质量预测。仿真试验表明,应用工业数据训练建立的静态 BPNN 预测模型预测精度高于 Elman RNN 模型。最终,采用 BPNN 建立的烧结焦炭配比、全铁品位、烧结矿碱度的预测模型预测精度分别达到 77. 5% 、90. 0% 和 82. 5% 。计算结果对烧结生产具有重要的指导意义。

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基于 PID 调节技术的高纯硅铁精炼工艺研究与应用

段望春, 刘守庆, 董兵斌, 刘少伟

冶金自动化. 2020, 44(5): 27-33.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 005

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可视化

研究了高纯硅铁精炼工艺,采用加入造渣材料与底吹富氧精炼相结合的方式生产高纯硅铁,实现了硅铁合金产品的洁净化生产。设计了一套底吹氧精炼硅铁气体智能控制系统,该系统选用可编程控制器 (PLC) 、触摸屏、Modbus 通讯协议,通过 PID 调节技术控制流量调节阀的开度,精准控制精炼气体流量。改变了按照工人经验控制气体流量的传统精炼方式,提高了设备的自动化水平、冶炼效率,实现了高纯硅铁精炼数据的在线监测、精炼硅铁气体流量的实时控制,达到了去除杂质元素及夹杂物获得高纯硅铁的目的。

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基于三维模型的连铸数字化运营平台分析

金晓晖, 乔建基

冶金自动化. 2020, 44(5): 34-38.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 006

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可视化

国内某钢厂为了提升智能制造水平,以连铸生产线为切入点,结合连铸生产、运维、管理过程中的实际需求,以三维可视化和信息化技术为手段,建设了一套以三维模型为基础的数字化运营平台。通过在三维场景中融入设备状态、人员定位等多维度信息,并且打通原有信息化系统的数据,解决了原有系统中信息孤岛、操作繁琐、人员安全等问题;通过知识库和专家系统,实现了知识的积累和成果的快速推广,让展示更加直观、操作更加便捷、人员更加安全,有效提高了连铸生产运营效率,帮助钢厂快速提升智能制造水平。

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基于复合干扰观测器的轧机液压伺服位置系统终端滑模控制

李晓君, 李叶红

冶金自动化. 2020, 44(5): 39-43.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 007

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可视化

针对轧机液压伺服位置系统,考虑参数不确定性、负载扰动和输入饱和非线性的影响,提出一种基于复合干扰观测器的终端滑模控制方法。将轧机液压伺服位置系统中的参数不确定性、负载扰动以及输入饱和非线性视为复合干扰,通过选用快速终端滑模干扰观测器对其进行逼近估计,并将输出的估计值引入到所设计的控制器中进行补偿。通过稳定性理论分析表明,在所设计的控制器的作用下,闭环系统全局渐趋稳定。最后,基于某 650 mm 可逆冷带轧机液压伺服位置系统的实际参数进行仿真研究,结果表明,所设计的控制器能够实现系统输出对期望位置的准确跟踪。

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森吉米尔轧机提高轧制收得率的尾部停车方法

秦振, 杨杰, 陈军伟, 李实, 刘磊

冶金自动化. 2020, 44(5): 44-47.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 008

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可视化

针对宁波宝新森吉米尔轧机生产不锈钢带尾部停车时由于原料厚度波动而导致的热轧原料浪费过多的问题,提出了一种改进的尾部停车控制方法,该方法可以有效消除原控制策略中原料厚度波动对尾部停车产生的不确定误差。将改进后的尾部停车控制方法进行上机应用,新方法可以使第一道次的未轧长度有效控制在 0. 1 m 以内,有效避免热轧原料的浪费,使轧制收得率提升近 0. 15% ,效果良好,具有很好的推广和应用价值。

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新型控制策略在焙烧炉温控系统中的应用

李会容, 张雪峰

冶金自动化. 2020, 44(5): 48-55.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 009

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可视化

针对冷轧酸再生焙烧炉炉温控制系统具有大滞后、非线性、不稳定、大干扰的特点,而系统现用 fuzzyPID 控制方式又存在控制效果较差的缺陷。首次将改进型 smith 预估补偿策略应用于焙烧炉温控系统,构建一个全新的 smith-fuzzy-PID 复合温控系统。 Simulink 仿真结果表明,改进型 smith-fuzzy-PID 焙烧炉温控系统具有稳态精度高、运行速度快、预估补偿效果好、超调量小、抗干扰能力强的优点,具有良好的动态性能和稳态性能,可以有效抑制大干扰对控制系统的不利影响。该控制策略可以明显改善焙烧炉温控系统的动态品质,提高系统抗干扰能力,具有很好的工程实用性。

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连退线炉区速度控制系统的研究与应用

武增东, 于超超, 张建成

冶金自动化. 2020, 44(5): 56-60.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 010

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可视化

依托连退线炉辊速度控制的程序配置,详细介绍了炉区张力辊与非张力辊速度控制策略。对与速度控制补偿相关的张力控制原理、张力辊主从负载平衡控制原理、非张力辊 DROOP 负载平衡控制原理进行了详细阐述,使用上述控制原理对辊子打滑时速度与转矩变化规律作了重点分析。结合一起炉辊打滑事故实例, 对其打滑原理及打滑发生后速度、转矩的动态变化作了详细说明,进一步加深了对炉辊速度控制的理解。

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厚板辊底式热处理炉过程控制系统研发及应用

李家栋, 刘宇佳, 王孝敏, 訾先鹏, 李勇, 王昭东

冶金自动化. 2020, 44(5): 61-67.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 011

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可视化

江阴兴澄特钢厚板热处理炉已运行近 10 年,能源消耗高、产品质量差异性大、自动控制能力不足等问题日益突出。为此,开发了厚板辊底式热处理炉过程控制系统,系统采用 C/ S 架构,客户端采用轻量化处理、友好型人机交互界面,所有业务数据从 JAVA 服务端获取。控制系统实现了热处理全流程物料的跟踪管理、钢板温度计算、工艺规程优化与设定、保温控制、自学习等功能。应用结果表明,该系统钢板温度计算准确率达到 97. 9% ,节约能源 5% 以上,不仅实现了不同品种及规格钢板热处理过程工艺规程的精确控制,而且完成了节能降耗的目标。

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高压水除鳞系统变频直驱控制策略优化方法

秦灿华, 罗仁俊, 成正林, 张少云, 彭勃, 张志

冶金自动化. 2020, 44(5): 68-73.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 012

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可视化

为了进一步降低除鳞泵待速频率和加减速时间,实现系统更优的节能降耗指标,提出并采用了一种低频振荡抑制与非对称多段式加减速曲线相结合的优化控制方法。一方面,有效降低了除鳞泵的待速频率,减少了系统做无用功;另一方面,实现了除鳞泵极速加减速,更好地满足和实现了工艺对加压出水时间与节能降耗的双目标要求。现场实际应用验证了方法的有效性,对高压水除鳞系统变频化设计与改造具有重要的指导意义。

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热轧钢卷提升台液压同步系统的设计分析与改进

陈志军, 丁正, 何海楠

冶金自动化. 2020, 44(5): 74-78.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 013

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可视化

马钢 2 250 mm 热轧线钢卷运输系统提升台由于其双缸的同步精度较差,在使用过程中频繁发生机械卡阻现象,导致运输链前部乃至整个轧线被堵塞,严重影响生产正常运行。介绍了热轧钢卷提升台的机械结构和工作原理,设计了双比例阀双位移传感器的闭环同步控制系统,替代了原有的开环控制液压同步系统,并在系统中增加了进口节流压力补偿器,实现了通过稳定节流阀前后的压差来达到稳定负载流量的目的,提高了系统的稳定性。实践证明,采用电液比例闭环同步控制能显著提高设备的同步精度,双缸的位移偏差基本保持在 3 mm 以内,满足正常生产需要。

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现场总线在冶金炉冷却水温度监测中的应用

林成东

冶金自动化. 2020, 44(5): 79-84.
https://doi.org/10. 3969 / j. issn. 1000-7059. 2020. 05. 014

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可视化

在传统的火法铜冶炼中,冶金炉冷却水温度信号往往通过硬接线的方式传输到控制系统。该方法不仅投资较高、工程量大,而且会对运维造成不便。为解决以上问题,采用现场总线来替代原有信号传输方式,构建冷却水温度监测系统;并以某铜冶炼工程为例,通过解决总线类型选择难、关键参数难以设定、系统组态与程序开发难的问题,实现对侧吹熔炼炉和顶吹吹炼炉冷却水的温度监测。实际结果表明,该温度监测系统达到预期效果。

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2020年, 第44卷, 第5期　刊出日期：2020-09-25

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