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钢铁工业信息化自动化智能化探析

时间:2021-12-23 08:48:15   阅读:13

摘要:钢铁工业是促进我国经济持续发展的支柱型行业,随着经济全球一体化不断深入,钢铁工业面临的市场竞争压力也逐渐由国内转向国际。为了实现稳定发展目标,全面提高自身核心竞争力,钢铁工业需要强化信息化建设水平,不断革新生产技术和检测技术,同时升级与优化生产设备和诊断设备,为工业发展开创新局面,为促进钢铁工业向信息化、自动化与智能化方向发展奠定良好基础。基于此,文章将结合钢铁工业发展现状进行分析,深入研究其自检测技术、仪表设备、设备诊断等方面取得的进步,希望能够为专业人士提供参考、借鉴。

关键词:钢铁工业;信息化;自动化;智能化;机电一体化

信息化时代背景下,信息技术成为工业发展变革的源泉和动力,用信息技术促进工业稳定发展,以工业发展推动我国经济建设,是提高国际竞争力,实现工业跨越式发展的根本途径。中国钢铁工业协会早在2002年,就认识到了钢铁企业信息化建设的重要性,并坚持“以信息带动工业”理念,创新生产技术,优化生产流程,致力于打造集科技水平高、经济效益好、环境污染低于一体的生产路线。这也促进我国钢铁工业在发展过程中不断突破自我,开创了钢铁工业生产新局面。尤其随着科学技术不断进步,虚拟化、网络化、智能化等先进技术应运而生,为钢铁工业向信息化、自动化、智能化方向发展指明了方向,为我国工业生产向国际市场进军奠定了良好基础。

1钢铁工业信息化、自动化及智能化发展现状

钢铁企业信息化发展,是借助各种先进科学技术,实现企业信息化经营与管理目标,以此来提高企业核心竞争力,为企业创造最大化经济效益。当前,钢铁企业信息化发展主要体现在三个方面,分别为内部信息化、外部相关部门信息化以及电子商务全球化。当前,钢铁工业在生产方面除了应用大型计算机组成的信息系统,还不断壮大了PC机、局域网、互联网等使用规模。实现了信息处理、自动化控制等一系列生产目标。与此同时,部分钢铁企业也利用局域网、工作站等构建了开放式企业信息系统,促进企业由以往单个车间逐渐向多个车间发展,同时充分发挥了互联网共享功能,对企业内部、外部信息进行有效利用,全面提高了企业生产效率和生产水平。

2钢铁工业在检测技术与仪表设备方面得到的进步

2.1虚拟化方向发展

随着科学技术不断进步,采用软件与硬件方式组成的各种虚拟仪器仪表应运而生,因其具备价格低廉、使用便捷、灵活高效等特点,被广泛应用到钢铁工业,与传统仪器仪表相比,虚拟化仪器仪表的优势体现在以下几个方面:第一,系统功能升级更新便捷,通过修改软件,可以任意增加或删减系统功能。第二,计算机是虚拟化仪器仪表的核心系统,因计算机具有通用性特点,所以可以与其他设备进行连接。第三,相关支持软件成本较低,并且可以重复使用。第四,通过软件集成技术将复杂算法简化,能够有效节省软件开发时间。第五,虚拟化仪器仪表以软件结构存在,无需硬件设施,所以维护便捷。当前,在钢铁工业,虚拟仪器仪表主要应用到软测量方面。例如:在钢铁冶炼过程测量高炉炉缸的渣铁液位、熔池钢水含碳量等方面。

2.2网络化方向发展

在科学技术推动下,越来越多的网络化检测技术与仪表设备应运而生,其优势概括为以下几点:第一,将钢铁工业中的大型、复杂仪器仪表与控制计算机联网,能够充分发挥协同作用,从而对各项资源进行合理配置。第二,数据共享是网络化发展的典型优势,有利于各部门及时收集各项数据。第三,可以实现钢铁生产远程监控目标,第四,为设备设施远距离诊断和维修创造有利条件,可以在一定程度上减少人力、财力支出。正是因为以上优势,使得钢铁工业中的许多仪器仪表都设置了通信接口,为个钢铁企业铁水预处理、钢水成分分析等各项工作向网络化趋势发展奠定基础。

2.3智能化方向发展

钢铁工业在智能化发展过程中,不仅使用计算机进行自诊断、自测试等各种运算,还充分利用了人工智能技术。例如:钢铁工业在生产过程中采用仿人智能技术、专家系统等,对检测技术和生产设备进行全面优化,不仅提高了设备精度和运行效率,还有效解决了传统生产中存在的各种难题。例如:钢铁工业在冷轧板生产过程中,可以利用逻辑树、BP神经源网络等智能化技术,对表面缺陷进行精准识别,有利于及时发现钢铁生产中存在的问题,并针对性采取措施解决,从而减少因产品生产质量不过关给企业造成的不必要损失。

2.4鲁棒化方向发展

航天工业在制造过程中,要求钢铁材料必须具备较高的精确度和良好的鲁棒性。这就需要钢铁工业在生产过程中,不仅要在外形结构方面采用加强型,还要保证钢材可以适应多种复杂环境。尤其要重视消除钢铁在动态和静态过程中受到的各种干扰和影响。传统钢铁生产过程中,由于材料存在摆动等动态情况,导致吊车秤无法精准测量相关参数,为了解决这一问题,可以采用跨车间天线传输中央数据采集技术,使吊车秤在全厂房测量或异厂房测量过程中,能够不受任何因素干扰,精准测量各项参数。与此同时,如果钢板、钢带在行走过程中表面存在粗糙问题,也可以采用全新测量方式,全面提高其鲁棒性。

2.5高精度化方向发展

钢铁工业在钢铁生产和产品测量过程中,通过传感器设备能够有效提高生产、测量精度。如某钢铁工业在钢铁冶炼过程中使用150t转炉,在添加铁水时,由于称量存在误差,导致铁水少于标准的1%,使出钢温度相差5℃。在添加石灰石,由于称量存在误差,导致石灰量少于标准的5%,使得出钢温度相差7℃。由此可见,保证称量精确度,是提高钢铁生产质量的关键前提。现阶段,钢铁工业仪表在开发制造方面,逐渐向高精度方向发展。例如:日本生产的EJA智能变送器就是建立在谐振梁原理基础上演变而来的,其精确度能够精确到±0.075%范围内。当前,这种仪表已经被广泛应用到钢铁工业,并取得了显著成绩。另外,高精度除了传感器与变送器以外,还受到外界环境和安装方法的影响。其中环境影响因素尤为重要,如果仪器仪表在使用过程中,环境温度超出允许范围,将会直接影响仪器仪表准确性。所以在未来发展过程中,专家和学者需要对仪器仪表冷却装置进行深入研究,有效扩大仪器仪表适用范围。2.6机电一体化方向发展钢铁生产和检测过程中,涉及到诸多化学、物理等方面的物质分析。通常需要经过取样、制样、测量、分析等方式得出各项数据。然而,新时期背景下,钢铁工业生产需求不断提高,并且自动化控制水平日渐强化,想要在高效化、无人化生产状态下提高生产质量和检测水平,就要通过机电一体化技术分析问题。所谓机电一体化技术,涉及到诸多学科和技术,包括计算机技术、图象处理技术、人工智能技术等。其能够对隐蔽性问题进行测量,是钢铁工业检测工艺中的一门新技术。

3钢铁工业在设备诊断方面得到的进步

3.1电脑化和大规模信息网络方面

在钢铁工业设备管理初期,大多采用简单工具进行诊断。随着科学技术不断发展,各种现代化频谱技术产生,在一定程度上提高了设备诊断效率和水平。发展至今,电脑化已经成为常态,利用便携式电脑诊断设备成为流行趋势。并且实现了设备在线管理目标,有利于及时发现设备中存在的故障问题。新时期背景下,大量钢铁工业大规模使用电脑化诊断设备[5]。例如:日本钢铁工业从加热炉到卷取过程,设置了多个设备诊断专用工作站,实现了全过程监督、管理、评价和分析目标,有利于及时发现其中存在的隐患,为提高钢铁生产质量和效率提供保障。

3.2通过模型进行故障诊断和预警

现阶段,常用的故障诊断方式,就是通过信号判断故障位置和故障类型。而最简单的故障诊断方式是在线监测和及时报警方式。此外,也有频谱分析等故障诊断方式。为了能够及时对潜在故障进行掌握,需要通过建立模型的方式来实现。具体来说有两类模型,一种是建立在解析方法基础上构建的模型。另一种是建立在知识方法基础上构建的模型,两种模型各自具备优势和特点,需要钢铁工业结合实际情况针对性选择。

3.3创新故障诊断技术

随着科学技术不断发展,越来越多的新型故障诊断技术应运而生。并且适用范围越来越广泛。例如,在轧钢过程中,如果尺寸存在误差,可能因为操作不当影响,也可能受到设备误差硬性。而通过故障诊断技术,能够对生产操作和生产设备进行全过程监督,从而提高生产规范性和标准性。

4结语

综上所述,全球一体化背景下,我国钢铁行业面临的市场压力与日俱增,推动钢铁行业向自动化、信息化、智能化方向发展已经成为未来发展的必然趋势,这不仅是实现钢铁行业稳定发展的有效措施,提高我国经济的必然需求,所以,为了创造最大化效益,需要提前做准备,研究现代化发展的相关对策。

参考文献

[1]付强,李博,胥磊.电气自动化在钢铁企业中的应用分析[J].现代工业经济和信息化,2019,(5):49-50.

[2]胡前勇.自动化网络控制技术在我国钢铁工业中的应用研究[J].中国管理信息化,2018,(20):38.

[3]马竹梧.信息化、自动化的进展与钢铁工业自动化[J].冶金自动化,2018,(1):5-16.

作者:时伟 单位:南京钢铁联合有限公司制氧厂

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