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工業(yè)過程自動化技術(shù)的發(fā)展(參考版)

2025-02-07 17:50本頁面
  

【正文】 ( 4) 幾個優(yōu)化問題 * 原料采購優(yōu)化問題 * 配料過程優(yōu)化問題 * 電解過程負荷優(yōu)化問題 * 燒結(jié)過程操作優(yōu)化問題 * 鼓風(fēng)爐料制優(yōu)化問題 * 鼓風(fēng)爐操作優(yōu)化問題 結(jié) 束 謝 謝! 演講完畢,謝謝觀看! 。 對復(fù)雜過程的建模:用任何單一的建模方法或單一類型的模型描述都難以解決。 問題:物料多變、機理復(fù)雜、無法檢測,難以得到精確的機理模型。 * 工藝要求的目標(biāo)與生產(chǎn)過程參數(shù)之間的關(guān)系十分復(fù)雜,往往不可能直接用數(shù)字模型來描述。 提出的問題:以生產(chǎn)工藝要求為指標(biāo)的優(yōu)化控制 。 (1) 關(guān)于生產(chǎn)過程優(yōu)化控制問題 . 主要是以系統(tǒng)的性能指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)(如:二次型性能指標(biāo))。 3. 3 關(guān)于復(fù)雜冶煉過程的集成建模與優(yōu)化控制問題 有色金屬采、選、冶生產(chǎn)過程的目標(biāo)是以盡可能低的成本,盡可能多的回收有價金屬。 ? 主要原因: ? 一些在惡劣環(huán)境的特殊在線檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu),由于不屬量大面廣且有難度的產(chǎn)品。雖然我國有色金屬大中型骨干企業(yè)的生產(chǎn)工藝技術(shù)已達到或接近國外較高水平,但是在過程自動化控制技術(shù)應(yīng)用中普遍存在著下述幾個方面的問題: ( 1) 我國有色金屬冶煉過程的操作條件相對比較 惡劣,由于部分檢測和控制裝置難于適應(yīng)這種惡劣條件,檢測精度較低、檢測實時性差、或控制靈敏度不高,嚴重影響了有色金屬冶煉過程自動化控制的實施; (2) 盡管我國一些有色金屬大中型骨干企業(yè)已采用集散控制系統(tǒng),但是由于缺乏優(yōu)化控制的支持,這些控制系統(tǒng)僅僅取代了原有的 III 型儀表,遠沒有發(fā)揮集散控制系統(tǒng)的作用,難于保證整個過程運行最優(yōu)狀態(tài); ( 3) 由于我國用于有色金屬冶煉的原料成分波動大,傳統(tǒng)的和單一的控制方法不能確保整個冶煉過程的穩(wěn)定運行,嚴重影響了有色金屬生產(chǎn)能力的發(fā)揮和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定; ( 4) 一般的有色金屬冶煉企業(yè)仍然沒有建立過程控制與信息管理一體化網(wǎng)絡(luò),難于從生產(chǎn)到 市場的全方位實現(xiàn)有色金屬冶煉過程高質(zhì)量和低成本的控制目標(biāo); ( 5) 在有色金屬冶煉的環(huán)境保護方面缺乏有效的自動化檢測與控制手段,導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染,直接威脅到有色金屬冶煉企業(yè)的生存與發(fā)展。 3. 2 我國有色金屬冶煉過程自動化存在的問題 有色金屬冶煉過程是一個復(fù)雜的工業(yè)過程,具有工藝流程長、大滯后、物理和化學(xué)反應(yīng)機理復(fù)雜、時變、非線性、強耦合、許多工藝參數(shù)難于實時準(zhǔn)確測量等特點。 這些差距對我國有色金屬工業(yè)產(chǎn)生了嚴重的制約作用,特別是在我國加入國際關(guān)貿(mào)總協(xié)定后,將嚴重威脅到我國有色金屬工業(yè)的生存與發(fā)展,大大 削弱其參與國際市場競爭的能力。再如能耗,按單位鉛鋅產(chǎn)品能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤計算,近年來鉛從采礦到電鉛為 ,鋅從采礦到電鋅為 噸,而世界 1990年煉鋅能耗平均僅為 。 ( 4) 成本和能耗高 。 ( 3) 勞動生產(chǎn)率低 。 我國重點有色冶煉廠硫的利用率,僅有極少數(shù)幾個大型冶煉廠接近或達到國外先進水平,絕大多數(shù)硫的利用率卻只有 40—60%。 據(jù)全國 3498個礦山企業(yè)統(tǒng)計,我國有色金屬礦 采選回收率為 50%—60%,采、選、冶總回收率比國際水平低 10%—20%;從采礦到冶煉的資源綜合利用率為 30%—35%,僅為工業(yè)發(fā)達國家的二分之一左右。然而,總體水平與國外相比還有較大的差距,還遠不屬于有色金屬生產(chǎn)的強國。生產(chǎn)品種多、流程長、工藝雜、環(huán)境惡劣(高溫、高塵、高腐蝕性)。目前,有色金屬作為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的重要材料和戰(zhàn)略物質(zhì),已廣泛地應(yīng)用于機械、電子、化工、建筑、交通、航空、航天、軍工等各個行業(yè),在國家建設(shè)和發(fā)展中具有十分重要的地位 。改革開放以來,我國有色金屬的產(chǎn)量取得了持續(xù)、快速的發(fā)展。國內(nèi)大多數(shù)冶金企業(yè)仍處于發(fā)展過程自動化和建設(shè)信息 管理系統(tǒng)階段,尚未具備建成綜合自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件,故我國目前只能在全廠自動化水平較高,全面裝備完善的基礎(chǔ)自動化、過程自動化,且管理水平較高、管理人員和自動化人員具有較高的企業(yè)進行實施。 MIS加快信息傳遞,提高功效,實現(xiàn)經(jīng)營預(yù)測 ,發(fā)揮了輔助決策功能,合理安排資金,減少了流動資金占用,促進了業(yè)務(wù)改革,提高了管理售貨員 素質(zhì)和管理水平,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。 數(shù)字模型方面有高爐爐況預(yù)報 GO—STOP模型、軟熔帶推斷模型 、爐熱推斷模型、爐料下降仿真模型、連鑄二次冷卻水控制模型、質(zhì)量判別模型、最優(yōu)切割模型,煉鋼 ——連鑄調(diào)度模型、焦?fàn)t加熱模型、均熱爐燒鋼模型、冷軋設(shè)定模型等等均已投入運行,并取得一定的效果。 如石家莊 300立方米的高爐使用了人工智能爐況預(yù)報系統(tǒng)以后年新增利稅 ,創(chuàng)利潤 ;首鋼二高爐采用 了冶煉專家系統(tǒng)以后,為穩(wěn)定高爐操作,避免和減少高爐嚴重失常確保高爐強化,創(chuàng)直接經(jīng)濟效益 750萬元;成功地在寶鋼實現(xiàn)了大板坯連鑄漏鋼神經(jīng)元預(yù)報系統(tǒng),它解決了從日本引進的原來以模型為基礎(chǔ)的漏鋼預(yù)報系統(tǒng)運行不好的 的問題 ,能較準(zhǔn)確預(yù)報漏鋼,在原材料方面也成功地投入了寶鋼原料場混勻推積管理智能化系統(tǒng),效果顯著,勻礦質(zhì)量大大提高,作業(yè)干擾引起的BS堆積斷料停機降低了 70%左右等; AI技術(shù)在重鋼更獲得了大規(guī)模的成功,且長期運行至今,包括:4高爐出鐵場除塵風(fēng)。在控制系統(tǒng)方面有焦?fàn)t加熱自控系統(tǒng)、高爐信息調(diào)度系統(tǒng)、煉鋼直流電弧爐控制系統(tǒng),鐵合金爐電極壓放和上 料系統(tǒng),全連鑄生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng),板坯方坯連鑄自控系統(tǒng),電爐 ——全連鑄 ——熱送 ——熱扎生產(chǎn)線過程自控系統(tǒng),水平連鑄的自控系統(tǒng),中板和冷熱板帶軋機的液壓 AGC系統(tǒng)等均已投產(chǎn),使自動化水平得到提高。 ? 自行開發(fā)的檢測儀表、控制系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型發(fā)展了我國鋼鐵工業(yè)自動化在檢測儀表方面有高爐單支管煤粉兩相流量計、鐵水溫度和硅含量連續(xù)檢測儀、爐內(nèi)料面溫度熱成象儀、微波料面形狀計、煉鋼連鑄的新渣儀、裝爐的聲學(xué)化渣測量儀、結(jié)晶器開口度及倒錐度測量儀、鋼水測溫鎢株熱電偶、 連鑄輥間距測量儀、板帶扎機的激光測量儀和板型儀等均已投產(chǎn)使用。這些工程的投產(chǎn)使我國鋼鐵工業(yè)自動化按鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備能力計算,“七五”末實現(xiàn)了設(shè)備控制級自動化約占 %。 我國自行建設(shè)的基礎(chǔ)或技術(shù)改造項目均把自動化作為重要環(huán)節(jié)。 ? 特種檢測技術(shù)和執(zhí)行器得到快速發(fā)展采用新技術(shù)(如激光、超聲等)、新理論(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別等)、新器件(如 CCD), 使得過去無法直接檢測關(guān)鍵參數(shù)成為可能。 ? 普遍建立故障診斷設(shè)備維護專家系統(tǒng)以提高作業(yè)率和維護費用,發(fā)展大規(guī)模設(shè)備診斷、過程診斷、遠程診斷、狀態(tài)診斷、優(yōu)化維護等技術(shù),在鋼鐵企業(yè)已取得重大經(jīng)濟效益。 ? 現(xiàn)代控制理論提供高質(zhì)量在連鑄結(jié)晶器、帶鋼連扎機等關(guān)鍵設(shè)備采用預(yù)測控制、多變量最優(yōu)控制、自適應(yīng)解耦取得重大效益。 ? 范圍廣、功能
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