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冷轧电气自动化中数字技术运用研究

利光浩

山信软件股份有限公司

摘要: 随着计算机、互联网、人工智能技术迅猛发展,冷轧生产企业逐步向信息化、自动化、数字化方向发展,而数字技术在冷轧电气自动化中的有效运用不仅解决了生产效率低、产品质量差、人工成本高等难题,并且也给冷轧生产企业创造了丰厚的经济效益与社会效益。为此,本文将着重围绕数字技术在冷轧电气自动中的实际运用效果展开论述,旨在强调数字技术在冷轧电气自动化中发挥的重要作用。
关键词: 冷轧;电气自动化;数字技术;运用效果
DOI:10.12721/ccn.2024.157048
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数字技术作为一门新兴的信息科学技术,主要是将图、文、声、像等信息转化成为易于被计算机识别的二进制数字,然后对这些信息进行运算、加工、存储、还原的技术手段。由于这种技术可靠性高、自动化水平高,以至于在冷轧电气自动化领域得到普遍推广和应用,从实际应用效果可以看出,数字技术与冷轧生产流程的有机融合,使得冷轧电气设备的自动化、智能化水平跃升到一个全新的高度。

1 数字技术在冷轧电气自动化领域发挥的重要作用

1.1 操作便捷

数字技术具有超强的逻辑分析能力,该技术能够精准地识别出冷轧生产过程产生的各类数据,包括热轧、冷轧工序的各种模拟量以及数字量。最为关键的是,在应当数字技术时,操作人员只需要借助于终端操作系统,便可以对生产现场的各个模拟量进行有效控制。首先,将编写好的执行口令输入计算机当中,然后通过对终端设备的智能化操作将执行口令直接传输至生产现场的电气设备上面,这时,电气设备借助于内置传感器能够快速识别执行口令的具体内容,并自动进入生产环节,这一过程往往只需要一键操作的方法便可以轻松完成,因此,整个冷轧生产环节也更加简化。

1.2 节省人力资源成本

数字技术在冷轧生产领域的广泛应用给冷轧生产企业节省了大量的人力资源成本。究其原因是由于数字技术与电气自动化设备结合以后,能够构建一个开放性操作平台,针对这一平台,钢铁行业将出台一系列标准、规范,这就给平台操作人员提供了有力的参考依据,根据行业标准,操作人员可以按照约定俗成的操作流程对生产过程进行控制与监督,而这一过程只需要极少的专业技术人员便可以完成,与过去的生产流水线相比,数字化操作平台的投入成本大幅下降,这就给冷轧生产企业创造了更多的经济效益[1]

1.3 安全可靠性高

冷轧企业过去所使用的电气设备,不仅系统构成复杂,并且出现了大量的冗余结构,这就给生产操作过程增加了难度,同时,电气设备如果长时间处于运转状态,势必会缩减使用寿命,这就给冷轧企业带来了巨大的经济损失。而数字技术出现以后恰恰解决了这一问题,首先,数字技术与电气自动化设备的结合,主要通过光纤网络来传输指令信号,而信号接收端则主要依靠于互感器对模拟量进行处理,由于数字技术自带故障诊断功能,因此,各个电气设备的运行情况将始终处于被监控状态,一旦发生运行故障,系统将自动发出预警信号,这就故障排除争取了大量时间,后续的设备检修成本也大幅降低。

2 数字技术在冷轧电气自动化领域的有效运用

2.1 数字标准化平台的搭建

冷轧电气设备要想实现自动化、智能化管理,离不开标准化平台的支持,尤其对冷轧产品产量大、经营规模大的冷轧企业来说,仅仅依靠于传统的分散式生产技术,不仅生产效率大打折扣,并且冷轧产品质量也会受到严重影响。因此,冷轧企业首先应当借助于数字技术搭建一个规范化、标准化的操作平台,进而实现对冷轧生产流程的有效控制。目前,在冷轧生产领域使用最为广泛的是微软公司开发的CE平台与Windows NT标准化平台,这两种平台具有良好的操作性能,能够对冷轧电气设备的各项生产参数进行远程智能化操控。以Windows NT平台为例,该平台的操作界面具有图形化特征,操作人员只需要通过触摸桌面图标便可以执行相关的运行程序。比如在热轧生产线上,钢坯的加热过程、沿着辊道进入轧机的过程、钢产品的成型过程都可以通过图形化操作界面进行控制,并且在数字技术的支持下,冷轧作业可以连续不间断进行,钢带在辊道上面的运行速度可以随时进行调整,可见,这种高自动化、高智能化的操作平台在提高冷轧生产效率方面扮演着重要角色。另外,由于数字标准化平台集成性能优越,一旦操作系统出现故障,操作人员能够快速查找出产生故障的原因与具体的故障部位,这就使操作系统的维修与维护成本大大降低。

2.2 现场总线技术在冷轧电气自动化中的有效运用

所谓现场总线主要是基于数字通信技术而形成的全数字、双向、多站的通信技术,随着该技术的日渐成熟,冷轧生产过程中的仪器仪表、电气设备、控制执行装置的自动化与智能化水平得到了突飞猛进的发展,并且智能化仪器仪表可以在现场总线技术辅助下,实现与冷轧生产现场各种电气化设备的对接,进而能够使生产现场产生的各种数据信息及时传送到系统终端。目前,现场总线技术已经取代了传统的4-20mA模拟信号与普通的开关量信号传输技术,并且应用领域得到进一步拓展[2]

以某冷轧生产企业的退火炉温度控制系统为例,该系统采用了CAN现场总线技术以及框架检测技术,与过去的CSMA/CD技术相比,现场总线技术的介入使系统的可靠性、稳定性、实时性得到有效改善。该系统专门安装了TT302温度变送器,这种变送器与现场总线智能仪表的FF通信协议相吻合,在运行过程中能够与热电阻及热电偶结合在一起,共同完成退火炉的测温任务。现场总线技术在该系统中的有效运用,不仅使测温精准度得到大幅提升,并且该技术具有较强的抗干扰能力,即便在高温、高压、高粉尘等恶劣的生产环境中,温度测量系统也能够始终处于正常运转状态,因此,该冷轧生产企业将现场总线技术逐步拓展到采样、压力与厚度控制领域,并在实际应用过程中收到了显著效果。

2.3 智能终端与冷轧电气自动化系统的结合

智能终端作为嵌入式计算机系统设备,其数据采集功能更为强大,数据识别与处理效果更加明显,运用该技术在对冷轧生产数据进行采集时,主要是借助于双重化配置的间隔层与智能终端,然后借助于光缆的数据传输功能实现对各类数据的采集。其中,双重化配置间隔层的第一重配置主要完成对冷轧生产现场数据的采集,然后统一存储在数据库当中,而第二重配置主要承担保护跳闸的责任,这样可以有效避免冷轧生产中断现象的发生。因此,智能终端这种双重配置的特性使得冷轧电气自动化设备的安全性得到可靠保障。另外,智能终端要想对冷轧生产全过程进行有效监控,拥有标准化的程序化接口至关重要。目前,在冷轧生产领域,针对程序接口出台了一系列标准化文件,根据文件要求,冷轧企业的电气自动化设备能够在一个相对安全的环境下实现各项生产任务,尤其是ERP(企业资源管理系统)与MES

(生产信息化管理系统)的结合,使得办公现场与冷轧生产现场之间建立起了必然联系,在办公环境下,工作人员可以利用TCP/IP协议对生产现场进行远程监控,一旦发现某一道生产工序出现问题,工作人员可以第一时间启动应急响应预案,进而将各类风险隐患消灭在萌芽状态。

结语:

数字技术在冷轧电气自动化领域的有效运用不仅是时代发展的必然趋势,并且也是钢铁行业实现跨越式发展的先决条件。因此,冷轧生产企业应当积极借鉴一些先进的智能化生产技术与成功的经验,然后对冷轧电气自动化系统性能不断进行升级、改造,以进一步提升冷轧生产效率。另外,针对数字技术的应用前景,冷轧生产企业应当始终秉持“与时俱进”的态度,在依托于钢铁行业技术创新背景的同时,将一些新技术、新方法、新工艺融入到冷轧生产当中,进而为社会生产出更多的优质钢材。

参考文献:

[1]刘双力.冷轧电气自动化中数字技术的创新应用[J].中国高新科技,2021,(15):95-96.

[2]周军.冷轧电气自动化中数字技术运用研究[J].冶金与材料,2023,43(10):72-74.