冷轧生产中电气工程自动化控制技术的发展

2021-04-04周凯强

信息记录材料 2021年7期

周凯强

（唐钢信息自动化部河北唐山 063000）

1 引言

随着我国城市经济建设进程的不断加快，计算机技术、通信技术、控制技术等技术水平不断提升，有力地推动我国社会向自动化、网络化的方向迈进，对电气工程而言，利用自动化控制技术改变其传统的控制方式，对提升其控制效率和控制的稳定性而言，具有重要的积极意义，特别是当前社会的快速发展对电气工程提出更高的要求，电气工程领域只有不断强化技术体系，加强对自动化控制技术的应用，才能实现持续发展。

2 电气自动化控制概述

电气自动化控制技术是现阶段信息化发展背景下一项极为重要的技术，在电气工程领域有着广泛的应用，在其他各行业具有广阔的应用前景。电气自动化控制技术融合目前计算机技术、信息控制理论科学及机电一体化技术等多种技术，涉及领域广阔，综合性、系统性强，对电气自动化技术的实践应用具有重要的影响。在电气工程领域，电气自动化控制技术在一些机械化的操作方面，有特别强的针对性，其通过计算机实现对机械的自动化控制，提高了操作精度，一定程度上减少了人为干涉，对提高电气工程的运行效率具有重要的作用。

3 电气工程自动控制特征分析

3.1 快速高效性

自动化控制技术主要是通过数字信息对相应的设备发出指令操作，当指令即时到达时，因为不同设备有着不同的地址代码，因此出现误操作的概率极低。

3.2 全过程全时段监控

在冷轧生产过程中，由于作业环境相对恶劣，所以电气设备极容易出现疏忽，造成设备事故，而这些容易出现事故的地方，传统的管理方式也很难有效进行实时监控，自动化控制系统可以对这些容易出现故障的点进行有效的监控和指令系统实时操作，从而可以避免出现各类生产设备问题。

3.3 安全性提高

电气工程本身具有一定的危险性，尤其是外部操作人员出现误操作情况时，极容易引发电气系统出现各类故障，甚至导致人员伤亡，自动化控制技术的引用，凭借良好的远程控制功能，可以有效对整个电气系统进行监控，在冷轧生产中当出现异常时，指挥控制中心可以做出相应的操作改变，从而避免出现各类高压强电流危险事故，降低传统控制模式中对人员的操作伤害。

4 电气自动化控制技术要点分析

4.1 集中控制技术

集中控制技术是对电气工程系统进行集中的处理，即功能的聚集性，对集中控制技术而言，中央处理器的处理性能决定集中控制的效率，处理性能强大，则集中控制效率高。电气工程在不断发展的过程当中，传统的控制技术无法满足越加复杂的电气系统控制需求，集中控制技术是针对传统控制技术的弊端，将系统功能集中起来进行处理，将复杂的系统简单化，进而使得系统的运行效率得到有效的提升。

4.2 远程控制技术

在电气自动化控制技术中，集中控制技术可实现控制功能的集中，为了能够实现有效的控制，需要远程控制技术的支持。简单而言，远程控制技术是对控制系统所发出的控制指令进行传输，实现对电气元件远距离的控制。在控制方式上，通常采用分级化分散控制的方式，相较于传统的控制，效率更高、更集中，控制的灵活性、便捷性得到有效的提升，能够及时将数据信息反馈，使得工作人员能够做出对应的调整和优化，减少传统人工干涉控制，使得控制风险得到降低，保障电气系统运行的安全性。

4.3 智能化技术应用

4.3.1 无人化控制

智能化控制技术可以最大限度地压缩冷轧生产操作时间，提高生产效率，一方面可以有效保障控制欲系统的正常运转，另一方面，可以做到系统的自我调节，自动化控制技术的进一步应用，降低了人工成本，为无人化控制提供了坚实的基础，也为企业的正常生产运行提供了可靠的保证，实现无人化操作是今后电气控制的发展主要趋势，也是我国科技进步的重要体现。

4.3.2 故障诊断

由于自动化控制系统的庞大性和复杂性，所以在运转过程中难免会出现一些故障，而这些故障的表现为安全风险因素，为了提高生产运行故障的可预见性，应有效利用自动化控制技术，安全隐患诊断分析功能做到及时出现，及时治理，确保整个自动化控制系统的安全运行，将智能化自动控制故障诊断技术引用到冷轧生产控制系统中，并作出相应的改善措施，保证出现问题时及时处理，将设备事故的故障损失降到最低，从而提高整个冷轧系统的运行稳定性和安全性。

4.3.3 智能控制技术

智能化控制是实现冷轧生产无人控制的关键技术，只有将智能控制引入到冷轧生产运行平台中，才能实现最终的智能控制，使得电气自动化技术真正地为冶金企业高效服务，做到远程操控，生产技术灵活，这也是冶金企业自动化方面目前正在研发的主要功能模块。

5 电气工程及其自动化技术下冷轧系统自动化运行的作用

5.1 数据采集

远动控制技术的数据采集技术主要有A/D技术以及变送器技术等，处理信号大多是0～5V范围内的TTL电平信号。在冷轧生产运行过程中，所有的设备都是高电压大功率的设备，所以在利用变送器将这些大功率设备进行参数转换时，冷轧系统中的电流和电压等转换为TTL 电平信号，同时，模拟信号可以利用A/D技术将电瓶信号转化为数字信号，实现最终的远程数据采集和监控。在冷轧自动化控制远程信号传输过程中，需要借助光电隔离设备对一些二进制编码程序进行遥信数据控制之后，再利用数字多路开关，将遥信数据传输到接口电路远程控制系统，获取信号后将高次谐波进行去除，得到与信号源同步的信号再利用A/D技术转化为数字信号，输送到中心处理系统，完成数据的采集工作[1]。

5.2 维修系统故障

冷轧生产运行由于作业环境相对恶劣，所以在生产中受到各方面因素的影响，各类生产事故频频发生，无法保证冷轧自动化控制系统的稳定性及安全性，根据以往冷轧自动化设备故障分析，往往是由于人工操作不当造成的，还有很多的故障是由于设备长期运转，处于疲劳状态，由于缺乏相应的维护，造成了设备总体自动化控制系统故障，直接影响冷轧生产，在生产运行过程中，要灵活运用电气自动化控制技术，对出现的各类故障准确、及时排除，极大程度节约人力消耗，保证设备总体的精准性，为后期开展设备故障检查和维护提供便利的条件，当出现各类问题时，要对上传的故障问题数据及时进行分析处理[2]。

6 电气工程自动化控制系统发展前景

冷轧工业的发展与进步使得电气工程自动化控制系统的作用越来越重要。为了更好地适应社会经济的发展与进步，需要对其合理化发展提出相应的建议。

6.1 将电气工程自动化控制系统同数字化有机的结合

数字化系统具有较高的分辨率、能够实时的、从多维角度进行数据分析的系统，同时是未来发展的一种普遍趋势。将电气工程自动化控制系统同数字化有机的结合，将数字化的优点与自动化控制系统相结合，有利于将各个系统连成统一的整体。

6.2 电气工程自动化控制系统生产研发与相关高校进行合作

高校作为一个专门培养专业技术人才的地方，是进行科研和实验的最佳场所。如果将电气工程自动化控制系统生产研发与相关高校进行合作，必将充分发挥其各自的优势，企业依托高校的专业资源，为企业电气工程自动化控制系统的生产研发提供专业的技术和人才支持，而作为高校又能够依托企业的资金来源为高校的科研提供更多的经费支持，最终实现互利共赢[3]。