冷軋生產(chǎn)中電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展

周凱強(qiáng)

（唐鋼信息自動(dòng)化部 河北 唐山 063000）

1 引言

隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等技術(shù)水平不斷提升，有力地推動(dòng)我國(guó)社會(huì)向自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn)，對(duì)電氣工程而言，利用自動(dòng)化控制技術(shù)改變其傳統(tǒng)的控制方式，對(duì)提升其控制效率和控制的穩(wěn)定性而言，具有重要的積極意義，特別是當(dāng)前社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)電氣工程提出更高的要求，電氣工程領(lǐng)域只有不斷強(qiáng)化技術(shù)體系，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

2 電氣自動(dòng)化控制概述

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是現(xiàn)階段信息化發(fā)展背景下一項(xiàng)極為重要的技術(shù)，在電氣工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在其他各行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)融合目前計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息控制理論科學(xué)及機(jī)電一體化技術(shù)等多種技術(shù)，涉及領(lǐng)域廣闊，綜合性、系統(tǒng)性強(qiáng)，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用具有重要的影響。在電氣工程領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在一些機(jī)械化的操作方面，有特別強(qiáng)的針對(duì)性，其通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化控制，提高了操作精度，一定程度上減少了人為干涉，對(duì)提高電氣工程的運(yùn)行效率具有重要的作用。

3 電氣工程自動(dòng)控制特征分析

3.1 快速高效性

自動(dòng)化控制技術(shù)主要是通過(guò)數(shù)字信息對(duì)相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出指令操作，當(dāng)指令即時(shí)到達(dá)時(shí)，因?yàn)椴煌O(shè)備有著不同的地址代碼，因此出現(xiàn)誤操作的概率極低。

3.2 全過(guò)程全時(shí)段監(jiān)控

在冷軋生產(chǎn)過(guò)程中，由于作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，所以電氣設(shè)備極容易出現(xiàn)疏忽，造成設(shè)備事故，而這些容易出現(xiàn)事故的地方，傳統(tǒng)的管理方式也很難有效進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以對(duì)這些容易出現(xiàn)故障的點(diǎn)進(jìn)行有效的監(jiān)控和指令系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作，從而可以避免出現(xiàn)各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備問(wèn)題。

3.3 安全性提高

電氣工程本身具有一定的危險(xiǎn)性，尤其是外部操作人員出現(xiàn)誤操作情況時(shí)，極容易引發(fā)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)各類(lèi)故障，甚至導(dǎo)致人員傷亡，自動(dòng)化控制技術(shù)的引用，憑借良好的遠(yuǎn)程控制功能，可以有效對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，在冷軋生產(chǎn)中當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，指揮控制中心可以做出相應(yīng)的操作改變，從而避免出現(xiàn)各類(lèi)高壓強(qiáng)電流危險(xiǎn)事故，降低傳統(tǒng)控制模式中對(duì)人員的操作傷害。

4 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 集中控制技術(shù)

集中控制技術(shù)是對(duì)電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行集中的處理，即功能的聚集性，對(duì)集中控制技術(shù)而言，中央處理器的處理性能決定集中控制的效率，處理性能強(qiáng)大，則集中控制效率高。電氣工程在不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，傳統(tǒng)的控制技術(shù)無(wú)法滿足越加復(fù)雜的電氣系統(tǒng)控制需求，集中控制技術(shù)是針對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的弊端，將系統(tǒng)功能集中起來(lái)進(jìn)行處理，將復(fù)雜的系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，進(jìn)而使得系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到有效的提升。

4.2 遠(yuǎn)程控制技術(shù)

在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中，集中控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)控制功能的集中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)有效的控制，需要遠(yuǎn)程控制技術(shù)的支持。簡(jiǎn)單而言，遠(yuǎn)程控制技術(shù)是對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣元件遠(yuǎn)距離的控制。在控制方式上，通常采用分級(jí)化分散控制的方式，相較于傳統(tǒng)的控制，效率更高、更集中，控制的靈活性、便捷性得到有效的提升，能夠及時(shí)將數(shù)據(jù)信息反饋，使得工作人員能夠做出對(duì)應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，減少傳統(tǒng)人工干涉控制，使得控制風(fēng)險(xiǎn)得到降低，保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

4.3 智能化技術(shù)應(yīng)用

4.3.1 無(wú)人化控制

智能化控制技術(shù)可以最大限度地壓縮冷軋生產(chǎn)操作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，一方面可以有效保障控制欲系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面，可以做到系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)，自動(dòng)化控制技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，降低了人工成本，為無(wú)人化控制提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)行提供了可靠的保證，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作是今后電氣控制的發(fā)展主要趨勢(shì)，也是我國(guó)科技進(jìn)步的重要體現(xiàn)。

4.3.2 故障診斷

由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的龐大性和復(fù)雜性，所以在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，而這些故障的表現(xiàn)為安全風(fēng)險(xiǎn)因素，為了提高生產(chǎn)運(yùn)行故障的可預(yù)見(jiàn)性，應(yīng)有效利用自動(dòng)化控制技術(shù)，安全隱患診斷分析功能做到及時(shí)出現(xiàn)，及時(shí)治理，確保整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，將智能化自動(dòng)控制故障診斷技術(shù)引用到冷軋生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，并作出相應(yīng)的改善措施，保證出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)處理，將設(shè)備事故的故障損失降到最低，從而提高整個(gè)冷軋系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。

4.3.3 智能控制技術(shù)

智能化控制是實(shí)現(xiàn)冷軋生產(chǎn)無(wú)人控制的關(guān)鍵技術(shù)，只有將智能控制引入到冷軋生產(chǎn)運(yùn)行平臺(tái)中，才能實(shí)現(xiàn)最終的智能控制，使得電氣自動(dòng)化技術(shù)真正地為冶金企業(yè)高效服務(wù)，做到遠(yuǎn)程操控，生產(chǎn)技術(shù)靈活，這也是冶金企業(yè)自動(dòng)化方面目前正在研發(fā)的主要功能模塊。

5 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下冷軋系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的作用

5.1 數(shù)據(jù)采集

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有A/D技術(shù)以及變送器技術(shù)等，處理信號(hào)大多是0～5V范圍內(nèi)的TTL電平信號(hào)。在冷軋生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，所有的設(shè)備都是高電壓大功率的設(shè)備，所以在利用變送器將這些大功率設(shè)備進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，冷軋系統(tǒng)中的電流和電壓等轉(zhuǎn)換為T(mén)TL 電平信號(hào)，同時(shí)，模擬信號(hào)可以利用A/D技術(shù)將電瓶信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)最終的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在冷軋自動(dòng)化控制遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸過(guò)程中，需要借助光電隔離設(shè)備對(duì)一些二進(jìn)制編碼程序進(jìn)行遙信數(shù)據(jù)控制之后，再利用數(shù)字多路開(kāi)關(guān)，將遙信數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇涌陔娐愤h(yuǎn)程控制系統(tǒng)，獲取信號(hào)后將高次諧波進(jìn)行去除，得到與信號(hào)源同步的信號(hào)再利用A/D技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸送到中心處理系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的采集工作[1]。

5.2 維修系統(tǒng)故障

冷軋生產(chǎn)運(yùn)行由于作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，所以在生產(chǎn)中受到各方面因素的影響，各類(lèi)生產(chǎn)事故頻頻發(fā)生，無(wú)法保證冷軋自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，根據(jù)以往冷軋自動(dòng)化設(shè)備故障分析，往往是由于人工操作不當(dāng)造成的，還有很多的故障是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，處于疲勞狀態(tài)，由于缺乏相應(yīng)的維護(hù)，造成了設(shè)備總體自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障，直接影響冷軋生產(chǎn)，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，要靈活運(yùn)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，對(duì)出現(xiàn)的各類(lèi)故障準(zhǔn)確、及時(shí)排除，極大程度節(jié)約人力消耗，保證設(shè)備總體的精準(zhǔn)性，為后期開(kāi)展設(shè)備故障檢查和維護(hù)提供便利的條件，當(dāng)出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題時(shí)，要對(duì)上傳的故障問(wèn)題數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析處理[2]。

6 電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展前景

冷軋工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步使得電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用越來(lái)越重要。為了更好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，需要對(duì)其合理化發(fā)展提出相應(yīng)的建議。

6.1 將電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)同數(shù)字化有機(jī)的結(jié)合

數(shù)字化系統(tǒng)具有較高的分辨率、能夠?qū)崟r(shí)的、從多維角度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)，同時(shí)是未來(lái)發(fā)展的一種普遍趨勢(shì)。將電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)同數(shù)字化有機(jī)的結(jié)合，將數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合，有利于將各個(gè)系統(tǒng)連成統(tǒng)一的整體。

6.2 電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)生產(chǎn)研發(fā)與相關(guān)高校進(jìn)行合作

高校作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的地方，是進(jìn)行科研和實(shí)驗(yàn)的最佳場(chǎng)所。如果將電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)生產(chǎn)研發(fā)與相關(guān)高校進(jìn)行合作，必將充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)，企業(yè)依托高校的專(zhuān)業(yè)資源，為企業(yè)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)研發(fā)提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)和人才支持，而作為高校又能夠依托企業(yè)的資金來(lái)源為高校的科研提供更多的經(jīng)費(fèi)支持，最終實(shí)現(xiàn)互利共贏[3]。

7 結(jié)語(yǔ)

總之，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)具有集中控制、遠(yuǎn)程控制、智能控制等優(yōu)勢(shì)，對(duì)提升電氣工程的運(yùn)行效率、增強(qiáng)其運(yùn)行安全性具有非常重要的作用。隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，自動(dòng)化控制技術(shù)不斷的進(jìn)步與完善，其在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此實(shí)現(xiàn)電氣工程的系統(tǒng)自動(dòng)化控制是尤為重要的。