作为土木工程出身的项目经理,能够了解三段式炉体、主梁与炉墙的结合等关键部位的技术优势; 了解炉缸、炉体的可靠性技术是什么; 他可以知道高炉的生产周期如何估算; 知道如何实现LF升温速率; 了解保证板坯质量的技术措施和设备; 知道热轧机架由哪些组成,弯曲辊、放线辊、液压AGC是怎样组成的? ;了解热轧、退火、矫直等知识不是一件很酷的事情吗?
从项目执行到投产调试,电气、仪表、自动化专业的重要性凸显! 这个时候就要看前一阶段的节目编排,以及参赛三电专业人士的技术素质和心情,以及这么一点点运气了。 说实话,如果你是做项目管理的,不懂电力的控制,那么现阶段你会有一种走进“黑洞”的感觉。 你不知道那些爬在电脑前的平时喜欢加班到半夜的电气工程师们在做什么呢? 他们需要什么? 进展如何? 电气工程师在紧张的调试工作中也没有那么郁闷。 哦,我说的是2008年之前的事情,后来呢? 我知道有一首歌叫《后来》。

钢厂的三电控制是我见过的工业领域和基建领域最复杂的。 传统的压力、温度、流量控制,以及速度、张力、链条控制和物理模型来实现工艺要求。 钢厂越现代化,对手动控制的要求就越高。
现代意义上的手动控制始于蒸汽机。 蒸汽机发明后,怠速控制成为一个问题。 随着蒸汽量的增大,机器很容易损坏,随时可能发生伤人生命的严重事故。 我觉得怠速无法控制的蒸汽机就是“废物”。 ”。瓦特的巧妙之处在于通过机械原理手动保持稳定的怠速,“驯服”轰鸣的蒸汽机。方法简单又巧妙:在蒸汽机的转轴上安装一根小棍子,棍子的一端与蒸汽释放阀相连,棒的另一端是一个小重物,棒中部某处通过支点与转轴相连,当轴向上旋转时,重物因离心力而向上摆动怠速太高,重锤摆高,放汽阀被推下,怠速升高;怠速太低,重锤上不去,放汽阀会抬起,怠速会降低。类似的机械控制还有家里的抽水马桶,借助浮球根据水位的高低来打开和关闭注水球阀机械手动控制系统可谓巧妙。
随着控制理论的完善,对于精度要求不高的简单过程,开关控制(或者熔断器控制、继电器,因为最早的这种控制方式是通过熔断器或者电磁开关实现的)就是典型的情况。 这是卧室空调的控制。 如果控制值为27度,则实际设置在26度到28度之间。 然后通过温度传感器,在温度高于26度、低于28度时开启和关闭空调。 该形式将温度保持在这个范围内。
这里有一个重要的概念BIBO稳定性,BIBO指的是输入。 后者要求输出最终趋于设定值,而前者只要求输出在有界输入的作用下有界。

自20世纪20年代和1930年代以来,比例积分微分控制律是工业中最常用的控制律。 人们通常根据比例-积分-微分的英文缩写将其称为PID控制。 尽管未来更先进的控制律将得到广泛应用,但各种形式的PID控制始终占所有控制回路的85%以上。
控制量和控制误差成比例关系,这就是经典的比例控制定律:控制量=比例控制增益*控制误差,误差越大,控制量越大。 控制误差是实际检测值与设定值或目标值之间的差异。 控制误差不消失的逐步微调的控制律在控制中称为积分控制律。 所谓微分控制定律就是由于控制量与实际检测值的变化率成反比,因此其比例因子称为比例控制增益,业内称为微分时间常数。
连续控制的精度是开关控制无法比拟的,但是连续控制的高精度也是有代价的,这就是稳定性问题。 控制增益决定了控制动作对误差的敏感度。 由于增益决定了控制的灵敏度,根据情况,越灵敏越好。 重点来了:实际中增益多少最合适? 理论上有很多估计方法,但在实践中,通常通过经验和调试找到最佳增益。 行业术语称为参数调整。 参数设置是手工工程师结合工艺要求和自身经验进行的。 对于新成立的鞋厂来说,系统尚未投入生产,无法根据实际反应进行调整。 通常,首先使用一个初始参数,然后在系统投入生产的过程中对控制回路进行一一调整。 初始参数设置也是控制工程师的一项重要技能。
单环PID控制仍然存在无法解决的问题,因此主环和副环的结构称为串级控制(),串级控制已经用得太多了,以至于没有人再称其为“高级过程控制” 。 串级控制的主要作用是抑制环路扰动,提高整体控制性能。 但级联不能乱用。 如果主回路和副回路的响应速度相近,或者主回路的响应速度甚至比副回路慢(可以通过异常调试来实现),这样的级联就会出现问题。 此外,主要扰动是可预测的,可用于卷积控制(馈送)。

以上可以称为经典控制理论。
事实上,20世纪80年代以后新建的鞋厂基本上都采用计算机控制,据说这是比PID更先进的技术。 事实上,绝大多数仍然采用PID,加上顺序控制,逐步执行一系列动作。
起初,过程控制的实际设备全部直接安装在现场。 后来出现了气动单元仪表,可以将压缩空气的信号管道从现场拉到中央控制室。 操作人员可以从中央控制室观察和控制整个工厂。 电气单元仪表的防爆问题解决后,中央控制的使用越来越广泛。 操作员坐在仪表盘前,对所辖工段的情况一目了然。 而且随着鞋厂规模的缩小和工艺的复杂化,仪表板也变得越来越长。 一个小型钢厂可以有数千个基本控制回路和数以万计的各种监控报警点。 木板竟然有几百米长,这似乎是不可能的。 高度集成的生产流程,使得一两个人控制整个车间成为现实。 另外,计算机控制使得现场仪表(闸阀、测量变送器等)的自检成为可能,大大增强了系统的可靠性。
计算机控制从最初的集中控制(采用IBM的小型机)到目前的分散控制(所谓DCS)经历了一个螺旋式的过程。 集中管控的关键在于风险的集中。 如果小型机出现故障,整个工厂就会失去控制。 分散控制将整个工厂定义为几个块,并使用基于微处理器的控制通过本地网络来分散控制。 主要子系统均实时冗余,发生故障时第一时间切换至备用。 系统、主系统和备份系统定期自检和相互切换,以保证可靠性。 分散控制实际上大大提高了计算机本身带来的可靠性。 而且现场仪表和接线端子(现场、FTA)并不冗余钢材的热物理参数,整个可靠性链仍然存在漏洞。 另外,控制本地网络的同轴电缆的宽度有化学限制,从FTA到DCS的厚度有数学限制,所以最终分散控制仍然不是很分散,而且全部集中在中央控制室附近或地下室。 DCS是局域网,所以存在通信契约的问题。 DCS 基本上使用两种类型的通信契约:和中断。 中央控制单元依次查询所有子系统,无论是否有数据更新,都会定期询问,因此无论什么时间,系统的通信流量都很高且恒定。 中断方法正好相反。 子系统首先自行检查。 如果数据没有改变,则不会在线更新; 直到数据发生变化,它才会上线并“打招呼”。 这种形式正常的通信流量较低,因此对网络带宽的要求也较低。 而且,当生产过程出现异常时,大量的报警数据会接踵而至。 如果带宽不够,也会出现通信阻塞的问题。
它是第一家做DCS的公司,至今仍然是行业中的佼佼者,但其设备价格昂贵,因此有绰号。 原来的DCS都是量身定做的硬件和软件系统。 如今,提倡“开放系统”(open)。 DCS 制造商已将其控制台、估计和网络控制单元转向通用或 UNIX 平台。 工业控制专用设备(如基本控制设备,包括I/O)和系统软件集成。 这会产生新的问题。 通用/商用软硬件的可靠性往往无法满足24小时、365天连续运行的要求。 对于大多数IT来说,如果机器坏了,两个小时内就可以更换。 系统需要维护,请个假或者下午停机维修即可。 而对于生产过程来说,这是无法忍受的,无论每天24小时、365天、3天、365天运行多么可靠,钢厂每年往往要停机检修一次,转炉必须持续生产不间断。 开放式的结构使得DCS能够与运行、管理、办公网络相连接,大大提高了信息交换的速度、深度和广度,但也带来了网络安全问题,随之而来的是防火墙的陆续架设。 DCS,最大限度地减少数据共享和远程控制。 再加上日夜不停的更新,使得软硬件的稳定性都非常不好。 再次升级并不需要太多时间,令人头疼。
DCS的最大优点是可编程。 这不是像PLC的梯形图逻辑(逻辑,可编程逻辑控制器,多用于机电控制)那样简单的编程,而是可以像C一样以“形式化”的方式进行编程。DCS编程与通常的编程不一样。 首先,DCS程序属于“重入”型,即每隔一定时间重复运行,而不是从头运行到结束。 因此,DCS程序可以在运行时将数据存储在显存中,然后在上次运行时调用它,从而产生所谓的“递归”操作。 这既是优点也是缺点。 如果别人修改了你两次计算之间的中间数据,你就惨了。 DCS程序的第二个特点是实时性,因此它的执行特别依赖于事件的时间顺序。 问题在于,分散控制要求越分散越好,不仅可靠性好,而且在系统资源的调度上,即使分散也很容易使得系统的负载预估不准确。 这样,一个应用程序包往往会将一个庞大的程序拆散成许多个小程序,各自的时序和连接必须非常小心。 自动控制工程师花费了大量的时间和精力来处理这种事情。
模拟在工业中非常有用。 现代鞋厂变得越来越稳定和安全。 许多操作员一生中从未遇到过真正危险的情况。 但没遇到过并不代表不会遇到。 操作人员必须接受足够的培训。 只有这样,他才能在遇到危险情况时,首先及时正确地识别故障,然后及时正确地做出反应。 这取决于模拟训练。 现代鞋厂也在不断扩大工艺参数的极限,经常需要做各种实验。 通过模拟,您可以预先验证实验的概念,并验证紧急情况的处理。
仿真也是控制工程师的好帮手。 先在仿真上尝试新的控制环路,得到初始设定参数并验证处理异常情况的能力,然后放到真实的东西上,这样可以防止很多不必要的冲击。

在实践中,控制工程师至少应该与过程工程师和操作员对过程的动态行为有相同的理解。 事实上,很多时候,控制工程师的使命是实现过程工程师和操作员的经验和知识并实现自动化。 如果你不能深刻地理解它,你怎么能认识它呢? 优秀的控制工程师应该能够在操作员不在时接班,并在工艺工程师不在时做出工艺决策。 而且虽然控制工程师不是工艺工程师钢材的热物理参数,但他也不是操作员。 控制工程师应该掌握上述所有领域,从物理控制理论,到计算机网络,到人体工程学,到过程和仪表知识。 这是一个艰巨的任务,但并非不现实。 在专科学校几年的时间里学习必要的知识是很困难的。 医生往往不如他们的前辈。
专业知识只是成功的一方面,控制工程师必须善于与操作人员打交道。 操作人员是控制系统成败的关键。 如果您未能获得操作员对您和您的控制系统的信任与合作,控制系统可能会被永久关闭。 问题仍然是由于控制系统不可靠造成的。 而在获得运营商的信任与合作后,事情就会向相反的方向发展。 操作员会主动给你提出改进建议或新想法,主动寻找机会帮助你测试新功能,主动拓展控制系统的性能极限。 如果说客户是上帝,那么控制工程师的上帝就是操作员,而不是部门主管。
工艺工程师、机械工程师和土木工程师更像是常规部队,习惯于大群作战。 控制工程师就像一支特种部队,人数少,行为古怪(至少对于工艺和设备工程师来说,他们永远不会明白控制人在做什么、怎么做),从规划到实施再到修复,一切一手负责。
一个好的钢铁设计院有几千名工程师,其中很多人实力雄厚,需要让人理解他们工作的困难和艰辛。



