电气技术在钢铁企业智慧料场建设中的关键作用

引言

在钢铁企业的生产流程中，料场作为原料存储与调配的核心环节，其运行效率直接影响企业的整体生产效益。随着智能制造理念的深入推进，在钢铁企业智能制造的发展背景下，智慧料场是钢铁企业发展的必然趋势。智慧料场是以数字化、网络化、智能化为基础的原料管控、作业、决策等智慧化控制，是以先进技术为支撑，在连接设备、传输信息、实现控制中发挥作用。从设备自动化运行到生产信息采集，从智能调度系统构建到能耗、安全管控，电气技术在智慧料场建设中提供着技术支撑。

一、电气技术在智慧料场建设中的关键作用

1. 智能感知与数据采集

电气技术可以为智慧料场提供全方位的智能感知，通过各种传感器、智能仪表等电气设备对料场环境、物料状态、设备运行参数等数据进行实时采集，例如针对料物料的储存量测量可以通过超声波传感器、激光传感器等传感器对料堆的高度、体积、形状等进行测量，实时掌握料物料的储存量；对料场环境进行实时监测可以通过温湿度传感器、气体传感器等实时采集料场环境的温度、湿度、有害气体浓度等数据，为料场环境管理、安全管理等提供数据支持，通过这些电气设备将采集到的数据通过以太网、无线通信等电气通信传输到中央控制系统，为智慧料场智慧决策提供大量真实可靠的数据。

2. 自动化控制与精准操作

电气技术为智慧料场控制自动化提供基础支持。电气控制设备如 PLC、DCS 等利用电气技术通过电机驱动、变频调速等控制技术实现料场设备的控制自动化，运输中电气技术实现皮带运输机、堆取料机等设备自动运行和协调；通过 PLC 程序控制，实现物料自动速度调整、运行方向、启停等自动控制，有效提高物料运输效率、正确性，变频调速技术实现设备启动、调速自动控制、减少设备机械磨损、设备能耗；装卸过程中电气控制系统与机器人技术相结合，通过电气控制实现自动装卸，机器人通过电气控制实现物料抓取、放置自动控制，提高装卸效率、减轻工人劳动强度，降低人工操作失误率。

3. 智能监控与安全保障

电气技术为智慧料场构建了完善的智能监控系统，包括视频监控、电气参数测量等，实现对料场设备运行状况、人员活动状况等的实时监测，保障料场的安全生产。视频监控系统采用视频监控摄像头、视频传输设备等，实时对料场每一个角落进行拍摄，并将视频信号传输到监控中心。通过监控屏幕，工作人员可以实时监测料场的运行情况，及时发现异常情况和问题，进行及时处理。结合图像识别技术，电气系统可以对视频图像进行智能识别和判断，自动判断违规操作和设备故障等，发出报警信号。在设备安全方面，电气技术可以对设备的电气参数进行实时监测，如电流、电压、温度等，对电气参数进行分析和判断，及时发现设备的故障隐患和安全问题。比如，当电机电流过载时，电气控制系统会自动发出报警信号，采取一定的保护措施，如停机、限载等，防止设备损坏和安全事故的发生。

4. 能源管理与节能减排

在钢铁企业智慧料场建设中，电气技术可以应用于能耗管理与节能减排，通过对料场各项电气设备能耗的监测和优化控制，来实现能源的高效利用和节能减排。电气技术能够将料场用电设备进行分类计量和实时监测，了解不同设备的能耗情况，通过能源管理系统，对能耗数据进行分析和优化，制定合理的用电方案，避免能源浪费。电气中的变频调速技术、无功补偿技术等电气节能技术可降低电气设备的能耗，如变频调速技术可以根据设备的实际用电情况，控制电机的运行速度，使电机始终工作在高效区，降低电力损耗；无功补偿技术可以提高电网的功率因数和电能利用率，减少电网损耗。

二、发展趋势

1. 智能化与自动化程度持续深化

今后料场将大量使用自主决策的智能化电气设备，通过 AI 算法运用物联网技术，在物料输送、堆取料等过程中实现无人化操作，如智能堆取料机可以根据三维激光扫描，自主规划最优工作轨迹，智能控制物料堆型，工作效率提升 30% 以上，智能运行状态监测由报警向预测发展，提前预测设备可能出现的电气故障，减少停机。

2. 能源管理精细化升级

电气技术将全面融入场内能源管控，智能配电网实时分配电力，利用光伏发电、储能装置等新能源，实现“产 - 网 - 荷 - 储”协同联动，包括利用夜间的谷电时段，电加热设备自动启动冻煤，白天光伏发电电力驱动设备等，预计可节能 15-20% ，能效管理系统实时管控各部分能耗，并绘制能效分析报表，供能管人员参考使用。

3. 数字孪生与虚实融合

根据电气传感器的海量采集数据建立 1 ：1 的海量料场数据，实现料场与虚拟场景实时交互，现场人员通过数字孪生平台，远程控制设备，模拟不同方案与料场的交互，提前验证料场优化工艺方案，如对堆料机的虚拟仿真调整，减少倒料次数、粉尘和磨损，为智慧料场提供真实的管理数据。

4. 安全防护体系智能化革新

电气安全监测将从单一参数检测向多方位预警发展，通过红外热成像、局部电弧检测等监测技术对高压柜、电缆头等部位全天候、自动化开展排查，并采用 AI 图像检测技术对料场人机活动进行自动化检测，对违章违规、安全隐患等进行预警，分级实施预警，实现以“人防 + 技防”为主的电气安全全方位监测预警体系。

三、结语

电气技术对于钢铁企业智慧料场建设中的智能感知和数据采集、自动化和精准控制、智能监控安全、能源管理和节能减排等环节都存在着电气技术。未来，随着技术的发展，电气技术对于钢铁企业智慧料场建设将会更加智慧化、网络化、绿色化、安全化，为钢铁企业的转型发展提供了有力支撑。钢铁企业应重视和充分发挥电气技术对钢铁企业智慧料场建设的作用，加大投入，大力推广先进的电气技术发挥在钢铁企业智慧料场建设中的作用，提升企业核心竞争力。

参考文献：

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