简析机电一体化技术在钢铁公司中的应用

摘要:机电一体化技术在钢铁公司中的应用对于提高钢铁公司的生产效率具有重要意义,其是众多学科发展的结晶,为了充分发挥其作用。本文概述了机电一体化,阐述了机电一体化技术的发展方向,对机电一体化技术在钢铁公司中的应用进行了简要分析。

关键词:机电一体化;发展方向;钢铁公司;应用

一、机电一体化的概述

机电一体化是综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、通信信息技术、传感测控技术、电力电子技术等的技术,其可以对各个功能进行合理配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予了许多新的功能,如自动检测、自动处理信息等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸。

二、机电一体化技术的发展方向

机电一体化技术的发展方向主要体现在:

2.1智能化。智能化是在操作原理的基础上,汲取了化学、电脑技术、人工智能、心理学、动力学、生理学等现在最新技术,模仿人的头脑思想,使机电一体化装置拥有一定的辨别推断、条理思想、自主判断等性能,以便获取更高的操作水平。智能化其实就是人工智能体系,实质上就是一个学识处理体系,要处理各种智能化信号,最后可以模仿人的思维来处理性能、推理判断。如今模糊系统、神经网络、遗传算法以及专家系统是机电一体化产品(系统)实现智能化的四种主要的人工智能技术,它们各自独立发展又互相融合。随着生产自动化程度的不断提高,今后的智能生产系统控制器能够模拟人类专家的思想活动,对工作中出现的问题进行分析、判断、推理、构思、决策再加以实施,如在智能控制器中增加故障自动诊断功能模块,以实现设备的主动维护,该模块能够在设备运行过程中不断监测各组成部分的工作情况,如有异常,根据预设的算法判断出具体的故障并告知,使维修人员能快速地对故障进行定位和修复。

2.2微型化。机电一体化的微型化是指能批量制作,由微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路等构成的微型器件或系统。近年来,国内外在MEMS制作工艺、构成材料以及微观机理研究等方面取得了长足进展,开发出了各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器、微型构件等,使许多微型器件或系统投人实用成为可能,而作为新尖端分支的机电一体化技术的微型化也倍受重视。微机电系统是微机电一体化产品的一个重要应用分支。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,这些最新技术的应用使一体化产品体积小、能耗低、运动灵活,能进入一般机械无法进入的空间,并易于进行精细操作。

2.3网络化。网络技术推动了机电一体化技术的发展,网络的普遍使用使网络的监控技术以及远程操作也成为可能,现场总线以及局域网规范技术完成了对现场操作的目的。机电一体化装置能够连接局域网,并直接实现和操作工作者的人机交换作业,以完成对机电一体化装置的远程操作;同时经过单位的主干网络以及互联网完成网络化,以及信息的传送。

三、机电一体化技术在钢铁公司中的应用分析

3.1智能化控制技术的应用。现代钢铁公司具有大型化、高速化、连续化、集成化、系统化、国际化等特点,传统的控制技术遇到了难以克服的技术瓶颈,进一步发展必须依靠智能控制技术。智能控制技术主要包括模糊控制、遗传算法、混沌理论、专家系统以及人工神经网络等。如今钢铁公司在产品设计、生产、控制、生产设备维护以及产品质量诊断等各个方面广泛采用了智能控制技术,如高炉控制系统、精炼和连铸车间、炼钢一连铸一轧钢综合调度系统、轧钢系统、冷连轧等。

3.2计算机集成制造的应用。计算机集成制造融入钢铁公司是指将生产管理者与生产经营、生产管理以及工程生产控制有机地结合在一起。实现从矿石选样、矿石运输进厂、钢材生产加工、钢材成品质量检测、钢材成品发货的整个生产过程一体化控制。

3.3数据工业仪表技术的应用。随着自动化技术、单片机技术、高精工业仪表技术等技術的快速发展,产生了大量的数据工程精密仪表。它们具有连续性、精准性、直接性(数值型)的特点,它们都已经广泛地应用到钢铁公司中,如高炉控制(炉温仪表)、维修和维护(提供各种数值和数据)、涂镀层生产线、冷轧硅钢生产线、成品质量检测。

3.4现场总线技术的应用。现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用总线技术取代现行的信号技术后,就能使更多的信息在现场仪表装置与更高一级的计算机管理控制系统之间共同的通信,从而实现现场仪表与高等管理控制计算机进行双向传送、通信。现场总线技术的引入解放了系统。它已被广泛地应用到钢铁公司中,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化和现场就地控制站等的发展。

3.5开放式控制系统的应用。开放控制系统是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。开放意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。近年铁矿石供给大增但钢铁需求仍低迷,在需求疲弱、供给增加的双重影响下,未来铁矿石市场仍然面临不小压力。在当前价位上,中小钢铁公司将面临成本压力,或逐步退出市场,这意味着铁矿石市场将迎来新一轮洗牌。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。只有开放式控制系统才能稳定和解决以上问题。

3.6分布式控制系统的应用。分布式控制系统是以一台中央电脑为中心,进行远程现场操作以及智能化操作。它是使用很多台电脑对制造程序全面开展操作、管制、监视和分布操作,不仅对制造程序执行操作,还能够在线完成制造程序的最佳化,及时调节,实现制造策划的管制作业,是综合监督、操作、管制于以整体的全面体系。普遍来讲,分布式控制系统拥有操作性能多样性、操作便利、体系拥有开阔性能、维修便利、可信性强等优点,特别是集中监督、分布操作的特征,能够将事故降到最低,是大规模钢铁行业机电一体化的发展趋势。

四、结束语

综上所述,随着信息技术的快速发展,使其被广泛应用于各领域中,同时也为机电一体化技术在钢铁行业中的应用发展提供了便利条件,因此为了促进钢铁公司的可持续发展,必须加强对机电一体化技术在钢铁公司中的应用进行分析。

参考文献:

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[2]周志刚.浅析机电一体化技术的发展及其在钢铁行业中的应用[J].科技创新与应用,2014(06).

[3]郑旭.机电一体化平台在钢铁企业中的功能扩展研究[J].电子技术与软件工程,2016(10).

(作者单位:西宁特殊钢股份有限公司)