連鑄機是一種使高溫鋼水直接澆注成鋼坯的鋼鐵生產設備,由于其生產效率和金屬收得率高、節(jié)約能源、鋼坯質量好等優(yōu)點得到了快速廣泛的應用,連鑄機幾乎成為現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的標配,連鑄率也成為衡量一個鋼鐵企業(yè)先進與否的重要標準。寶鋼作為國內鋼鐵龍頭企業(yè),自1989年第一臺板坯連鑄機投產以來,經過近30年的建設,現(xiàn)共有各種規(guī)格板坯連鑄機6臺12流。這些連鑄機在不同時期分別投產,新舊不一,有些還經過了改造,狀態(tài)和工藝水平參差不齊。在生產中這些連鑄機分別暴露出一些大大小小的問題,其中很大部分是有共性的問題。針對普遍存在的人工操作耗費人力、自動流程需人工監(jiān)控、操作場所不夠集中、異常處理未流程化等問題,通過控制系統(tǒng)軟硬件改造實現(xiàn)生產流程的優(yōu)化和改進是很有必要的。本研究總結作者十余年專注于連鑄機控制技術研發(fā)和近10個連鑄機改造項目實踐,提煉形成了連鑄生產流程優(yōu)化的一整套方法,包括:用最新的機電一體化設備、機器人等代替人工勞動和手工操作;在自動流程中使用專家系統(tǒng)來做監(jiān)控分析,用工藝模型的計算結果來優(yōu)化操作和設定;合并操作室,減少操作分散性;將異常的處理整理集成為標準自動/半自動流程。在此基礎上又給出了對于不同狀況連鑄機系統(tǒng)進行改造的三種不同方案:對于老化系統(tǒng)徹底更新?lián)Q代的整體更新方案;對于可部分保留系統(tǒng)升級重構的局部更新方案;對于主流系統(tǒng)增加功能的系統(tǒng)擴展方案。深入研究了連鑄流程優(yōu)化中的生產專家系統(tǒng)和工藝模型,并以漏鋼預報系統(tǒng)為例說明了生產專家系統(tǒng)和工藝模型的結構、功能以及在流程優(yōu)化中的應用方法。本文首先探討了國內外連鑄生產發(fā)展的現(xiàn)狀,對寶鋼連鑄生產中存在的問題進行了分析、歸納和總結,提出了本文的技術路線。然后給出了連鑄生產流程優(yōu)化方法和系統(tǒng)實現(xiàn)方案。最后以連鑄流程優(yōu)化在寶鋼一煉鋼1930連鑄機提高勞動效率項目中的具體實現(xiàn)進行了應用驗證。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF341.6
【部分圖文】：

圖 2-1 連鑄過程Fig. 2-1 Continuous Casting process.1.2 國內外連鑄生產的現(xiàn)狀日本的新日鐵、JFE 和韓國的浦項的結晶器側的自動化生產已經非常成熟，除準作和常規(guī)的巡視外，該區(qū)域基本實現(xiàn)了無人化生產，其包含的主要技術有：自動開澆動加渣、自動調寬、自動升降速、自動渣線調整、自動終澆等等；同時由于這些企生產組織、工序控制等方面的穩(wěn)定性及深厚的基礎研究積累，其較高的澆注穩(wěn)定性自動化澆注創(chuàng)造了條件[16]。其次是中控操作的自動化，隨著澆注自動化的逐步推進，中控的確認工作將變得越重要。同時，部分原本由澆鋼操作工完成的作業(yè)量逐步轉向有中控操作人員遠程或自動執(zhí)行，包括操作功能的集成、自動判斷和執(zhí)行一些突發(fā)性異常的預防和臨時等技術正不斷得到開發(fā)和應用。相對而言，大包操作因為涉及到重大的安全問題和的改造投入以及一些技術難點，即使是新日鐵等國外先進企業(yè)至今都沒有完全做到

過程計算機系統(tǒng)(L2)基礎自動化系統(tǒng)(L1)V-NET系統(tǒng)總線GATEWAY機電一體品現(xiàn)場設備、儀表、傳感器MES(L3)新增基礎自動化系統(tǒng)(L1)其他L2V-NETCP-213/215系統(tǒng)總線以太網以太網V-NET系統(tǒng)總線IO/串行通訊其他L1以太網新增機電一體品以太網/Profibus-DP系統(tǒng)總線以太網OPC SERVER新增現(xiàn)場設備、儀表、傳感器圖 3-6 寶鋼 6 號連鑄改造后系統(tǒng)示意圖Fig. 3-6 Baosteel No.6 CCM system diagram after reconstruction通信接口如圖 3-7 所示。

圖 3-10 寶鋼 1 號連鑄改造后系統(tǒng)接口Fig. 3-10 Baosteel No.1 CCM system interface after reconstruction改造后的 1 號連鑄機基礎自動化系統(tǒng)各操作站、控制站(或由基礎自動化系的各工藝單元)之間通過控制系統(tǒng)的實時通訊總線進行通訊，1 號連鑄機基礎自動與下渣檢測裝置及其它機電一體品等之間的信號交接保留原PIO 方式，與 2 號連鑄機基礎自動化系統(tǒng)采用 V-NET 總線直接通訊。具體接口為：1) 與 L2 系統(tǒng)的 VNET 網絡接口；2) 與電氣 PLC 及設備之間的接口；3) 與水處理等相關系統(tǒng)的接口；4) 與下渣檢測等儀表相關系統(tǒng)的接口。
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本文編號：2887644