动态轻压下技术在攀钢板坯连铸中的应用

第一篇：动态轻压下技术在攀钢板坯连铸中的应用

动态轻压下技术在攀钢板坯连铸中的应用

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来源：物资采购网 采编 时间：2007年9月10日14时36分

轻压下技术基本原理

攀枝花钢铁集团公司为了改善产品结构、增强市场竞争能力和提高经济效益，新建了一套现代化的高效单流板坯连铸机，设计年产板坯100万t，生产的板坯供给1450mm热轧板厂。随着轻压下技术在改善铸坯内部质量方面的显著效果被越来越多的应用实践所证明，该技术己被世界各国的钢铁生产厂家广泛采用，故在新建连铸机中采用了新的动态轻压下控制技术。

通过在连铸坯液芯末端附近施加压力，产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。这一方面可消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配。从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，达到改善中心偏析和减少中心疏松的目的。

系统组成和功能

控制系统组成如图1所示。

图1 控制系统组成图

一级自动化系统完成现场数据采集、过程回路控制、电气设备顺序控制、设备运转操作监视及报警等基本控制功能。二级自动化系统包括过程计算机系统和工艺技术工作站TWS。过程控制计算机系统完成生产计划、操作指导、数据计算、物流跟踪等过程控制功能。

TWS为浇铸过程控制提供特殊的工艺模型，并为操作员访问模型提供接口，同时现场设备可以通过TWS获得所需的数据。TWS可以实时、独立或离线工作，进行数据分析。在TWS上运行的模型是DANIELI公司开发的专用软件，主要有液芯控制和凝固模型(LPC)、漏钢预报模型和动态软压下模型LPC模型能根据钢种、浇铸温度、拉速等变化因素在线计算铸坯的凝固末端位置。

轻压下的主控系统是一台西门了57-400PLC，下挂5个远程1/O(ET200)，从站均通过IM153主站相连；PLC通过CP443-1与以太网相连。现场设备包括电磁阀、伺服阀、压力传感器、位置传感器等人机界面HMI主要用于设备和过程监控，过程设定功能，使用InTouch软件组态生成画面。

动态轻压下功能使用一套铸流扇形段辊控制板坯的压缩，主要控制14个扇形段(0~13段)的开口度。这些扇形段的配备如下：0~6#扇形段的每个段配备一套液压缸，维修时打开扇形段。7~13#扇形段的每个段配备一套液压辊来控制辊缝。控制开口度的目的是减少板坯的厚度而达到改善板坯内部和表面质量，包括轻压下技术是将板坯里液体部分的轴向凝固结构抑制住，朝等轴晶结构发展。扇形段0~6#和7~13#的开/关速度均为10mm/s，全行程时间均为25s。

控制设计

在浇铸过程中，动态轻压下功能中扇形段辊缝的目标位置是动态计算的。此计算基于从二级过程计算机控制系统下载的轻压下路径和最终尺寸，以及由板坯凝固模型计算的液芯长度。

动态轻压下控制模型执行以下功能：实时计算沿浇铸方向的软压下范围(需要使用的起始辊和结束辊)和实时计算该软压下范围内的压下量分布(辊的位置构成的“轮廓”)，轻压下PLC根据以上几点计算出每一个辊了的目标位置，并进行辊位置控制软件设计的闭环PID功能比较辊了实际的位置和要求值，并生成参考值用于伺服阀控制辊的开口度。浇铸期间，由板坯“跟踪”功能检查和控制所有辊的开闭顺序。如图2控制算法。

图2 轻压下控制算法图 扇形段的控制

0~6#扇形段一般是压下的；操作工在“铸机准备”方式下打开。7~13#扇形段的位置根据正在执行的顺序来控制，有下列的顺序和意外：

引锭杆插入：当引锭杆被插入，所有的扇形段打开。

引锭杆全部进入：当引锭杆被全部进入，1到13#扇形段按照引锭杆头部厚度压下(位置由操作员确定，0#扇形段保持打开。

浇铸开始和头部跟踪：当板坯头部达到扇形零段出口(由操作员确定偏差量)，扇形段压下到目标厚度当板坯头部到达每个扇形段的入口，相关的扇形段打开；当头部到达该扇形段出口，扇形段压下到目标厚度。

正常浇铸：当扇形段压下时，动态计算扇形段达到的位置，其根据是从二级计算机下载的收缩曲线和最终尺寸，还根据由板坯凝固模型计算的液芯长度，通过传热微分方程，决定液芯情况，井与LPC模型获得的钢种和浇铸变量来进行实时计算。每个扇形段入口辊的位置也取决于前一个扇形段的出口辊位置。前一个扇形段的入口位置和出口位置的开口度，以及同一个扇形段的入口和出口边，都限制在上限内(由操作员确定)。

结束顺序：当中包重量达到设定值，首先关闭铸流，为了补偿结晶器坦的板坯液体空隙，所有扇形段都压下到最终厚度。同样的顺序也能通过在铸流控制站手动选择“尾坯”方式和压下“手动浇铸结束”键来进行初始化。

浇铸停止和尾坯跟踪：根据尾坯跟踪，当尾部到达扇形段入口，每个扇形段抬起到结晶器出口厚度(加上一个偏移量)。

漏钢预防(由操作员确认)：在结晶器悬挂盘压下“漏钢预防”按扭来触发，如果浇铸的头部铸坯在铸机里，扇形段都抬起到“结晶器出日口厚度+偏移量”如果板坯头不在铸机里，扇形段以结晶器出口厚度打开。典型工况的设计

辊子打滑：在打滑情形下，操作员在HMI触发“紧急顺序”将执行：浇速度自动设定到零，所有扇形段保持到当前位置；振动台保持在最低频率进行振动；操作员重新启动铸流，浇铸速度低于最小(由操作员确定，下同)，夹紧辊的压力自动增加150%；所有扇形段打开到结晶器出口厚度；浇铸速度大于最低临界值(由操作员确定)，扇形段象回收引锭杆过程一样，靠跟踪值来控制压下顺序；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置；夹紧辊压力降低到正常操作压力值。

铸流临时停止：当速度回到零时，执行下面程序：铸机停止；所有扇形段保持原位；铸机重新启动；所有没有关闭到最终尺寸的扇形段，都以结晶器出口厚度打开；剩下的扇形段，当较薄的板坯达到相关扇形段时靠跟踪来打开；浇铸速度超过最小速度值，扇形段同回收引锭杆过程一样靠跟踪值来开始压下；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置。

铸流以爬行速度慢行：当浇铸速度降低，执行下面的程序：浇铸速度降低并且其低于最低速度临界值，所有没有关闭到最终尺寸的扇形段，都以结晶器出口厚度打开；剩下的扇形段，当较薄的板坯达到相关扇形段时靠跟踪值来打开；浇铸速度超过最小速度值，扇形段同回收引锭杆过程一样靠跟踪值来开始压下；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置。

铸机安全启动：由操作工通过HMI来启动，当操作启动成功，所有扇形段以结晶器出口厚度打开在初次打开后扇形段以如同回收引锭杆过程一样靠跟踪系统开始压下。

扇形段锁定：为厂对付油压失败或位置检测器失效，扇形段自动切断液压流体锁定在原位当某个扇形段己锁定，在HMI上发生报警在液压失败的情形下，当压力复原时扇形段自动解锁在位置检测器失效的情形下，只能靠操作员从HMI对扇形段进行解锁。

“无位置控制”方式：为厂对付位置检测器失效，扇形段自动转换到“无位置控制”方式，该操作方式也能用HMI进行选择当该方式投入时，相关扇形段设定为全部打开或全部关闭，不顾位置检测器的指示值对于除零号扇形段外的所有扇形段，“无位置控制”方式都能投入在此方式下，扇形段的动作顺序如下：1)引锭杆插入：扇形段全部打开；2)引锭杆全部插入：扇形段保持关闭；3)浇铸开始：形段打开直到板坯头部通过该扇形段出口，完全压下到机械限位(最后厚度)；4)浇铸中，在此方式下，强压当前扇形段的液芯位置，除非计算的液芯通过扇形段；5)浇铸结束循序：所有扇形段将关闭到最终厚度，故障的扇形段将保持关闭；6)尾：当板坯到达扇形段入口位置，扇形段由跟踪系统强制打开；7)漏钢预防：扇形段强制打开。操作员基础界面

扇形段设计操作方式：0~6#仅有手动；7~13#具有自动、速度关联、手动控制地点：0~6#和7~13#都有远控和现场所有方式的显示和选择执行，均可通过HMI来实现(现场手动方式除外)。

0~6#段：1)远控手动方式用于维护扇形段打开或压下(松开/夹紧)。2)现场手动方式用于维护目的，当此方式投入时，控制扇形段0~6段或单段打开或压下；现场方式的标示也可显示在现场操作盘上当控制方式由自动转到手动方式，辊子维持在最近达到的位置。

7~13#段：1)自动方式用于常规的铸机操作当自动控制执行时，根据液芯计算控制轻压下当控制方式从手动转换到自动时，扇形段定位在所计算的目标位置。2)速度关联方式：根据实际浇铸速度选择扇形段位置设定点表；当控制方式从自动转换到速度关联，扇形段定位到所计算的目标位置。3)远控手动方式仅用于测试。手动选择扇形段位置设定点表。4)现场手动方式仅用于维护目的，操作与执行与0~6#扇形段相同方式下。

结束语

动态轻压下技术己成为现代连铸机水平的一个显著标志。攀钢2#连铸机采用DANIELI公司动态轻压下技术的应用，改善了铸坯内部质量，减少了中心偏析和疏松，为实现高效连铸起到了重要作用，同时为攀钢下期建设工程顺利达产提供了保障由于连铸过程的复杂性，过热度、冷却条件、拉速等条件的波动将会导致凝固末端位置的变化，从而压下位置也将发生变化。因此为了能精确地实施轻压下，需要做到凝固末端的准确测定，以便压下参数随凝固末端位置的变化而变化、从而保证轻压下区域在铸坯的凝固末端两相区区域内。同时，在压下位置变化的情况下，必须快速、精确地调整辊缝，以便保证及时准确地实施轻压下，获得良好的铸坯中心质量和铸坯形状。

第二篇：切实推进板坯连铸装备制造技术范文

切实推进板坯连铸装备制造技术

创新进步,适应高端板材生产需要

北京首钢机电有限公司

在国家〝十一.五〞期间,首钢机电公司得益于我国钢铁工业发展, 得益于首钢搬迁和产品结构调整,在发展高端装备制造业中取得了很大的成果;特别是以高水平的板坯连铸机为代表的成套冶金设备,与国际著名公司合作生产了15套机组,在消化吸收引进技术的基础上自主集成了6套机组,制造工艺技术取得了一批创新成果;我们生产的高水平的板坯连铸机分别用于首钢、包钢、涟钢、武钢、承钢和鄂钢等重点工程,设备的产能达到4800万吨板坯;分别用以生产汽车板、管线钢、电工钢、船板、耐候板、容器板、不锈钢和高强度钢等高端板卷和宽厚板的生产.我们在发展以高水平的板坯连铸机为代表的高端成套冶金装备制造业中取得的成果,主要体现在以下几个方面.一.学习外方企业管理理念,全面提升综合能力,以高标准制造每一套板坯连铸机.自1997年起我公司与德国西马克合作生产CSP薄板坯连铸机成套设备,承担薄板坯连铸装备技术攻关起,我们开始接受国外板坯连铸机最新技术成果.由于当时我们的企业管理,装备水平,工艺技术能力,质量标准,对现代连铸装备的认知和传统观念与国际先进机械制造业存在巨大的差距.在开始阶段,我们的生产计划编制,传统工艺习惯,工序和功能检验到表面质量与外方的要求都是很不适应,特别是许多方面的陈规陋习与外方屡屡碰撞,付出了一些教训和代价.我们及时统一了思想,坚决要求各级干部,工程技术人员和操作工人无条件尊重外方图纸和技术文件要求和外方代表的意见,严格工序过程;我们选派一批中层干部和管理人员赴西马克公司接受培训实习,修订和强化了企业组织体系和质量保证体系;合作生产的过程有力的推进了企业进步,全面提升了我们的技术能力,制造工艺水平和产品质量.我们与西马克和达涅利合作先后为广州珠钢、邯钢、包钢、马钢、涟钢、本钢、酒钢和武钢制造了15套薄板坯连铸机(全国共建设了10个薄板坯连铸连轧工程,20套薄板坯连铸机),以及他们的二期或改造工程.在国家〝十一.五〞期间,我们与奥钢联、西马克和达涅利合作制造了15套常规板坯和宽厚板坯连铸机.它们都具备当代最新技术发展特点,其中为首钢秦皇岛4.3m轧机配套3#连铸机,400×2400mm宽厚板坯连铸机是现今世界最先进,最重型的板坯连铸机.这些成果确定了我公司在制造板坯连铸机领域里的竞争能力和领先地位.二.消化,吸收和掌握先进设计技术,理解和领会了现代板坯连铸工艺技术,自主创新和集成,推进板坯连铸机国产化.板坯连铸是高品质板带生产流程里至关重要的环节, 新建设的当代最先进的板坯连铸机的技术进步主要体现在工艺装备的日益优化，机电液和工艺介质的一体化装备技术更加成熟，无缺陷铸坯的生产技术先进实用，自动化系统和工艺控制水平不断更新和完善，满足生产实际需要的智能操作软件的开发和应用效果显著。

新设计的板坯连铸结晶器都采用了紧凑式设计，刚性好，可实现快速更换，水系统自动对接；在功能上充分完善均匀的坯壳的形成，保证铸坯良好的内在和表面质量；把结晶器液面动态控制在最佳的状态，自动浇铸，确保连铸机高效运行；有效地防止坯壳粘结或漏钢的发生；液压振动可控制振幅，振频，波形，调节非正弦因数，可优化负滑脱时间使铸坯振痕变浅，防止表面裂纹产生，保证铸坯的表面质量。

为了有效地消除板坯的中心疏松和凝固过程铸坯中心产生的裂纹，我们制造的板坯连铸机都具备动态收缩辊缝——铸坯凝固末端的轻压下技术，在拉坯过程中根据铸坯液相穴的位置的变化，动态地调整辊缝和辊列的锥度，使凝固末端铸坯达到轻压下。铸坯在二次冷却区既得到最佳的冷却速率,又防止过冷却，保证铸坯的质量；动态控制的冷却系统，由计算机计算的温度分布的热跟踪模型，确定冷却的强度和分布，配置冷却的策略。具有动态软压下功能的板坯连铸机都采用液压夹紧扇形段，远程调整辊缝和具有足够精度和刚度的设备条件，成熟和可靠的工艺软件包的支持。液压远程调整辊缝的铸坯导向系统极大地支持了连铸生产和操作的灵活性。

在设计转化、加工制造、质量控制、现场调试和生产保障、备件供应、维修和再制造的过程中我们掌握和积累了许多经验和教训,使我们有能力推进板坯连铸机的技术进步和国产化.我们在加工制造连铸辊系和框架中创新设计了许多项工艺和工装有效地保证了加工质量,大大提高了加工效率,有效地缩短工期和降低成本,其中授予了4项专利权.我们对板坯连铸机制造材料和配套零部件的选用,堆焊材料和焊剂;轴承、密封、液压、润滑、冷却、传动、传感器和电器等主要配套零部件的供货商、品质和技术参数实行了优化,建立了战略合作伙伴关系,有效地保证了产品质量,也最大限度地实现了国产化.我们在实践中积累了许多经验,增长了能力,培养了专业人材,最重要的是我们对现代板坯连铸技术的理解,使我们有能力向用户、科研单位和工程设计公司提供相关技术支持,参与工艺装备设计选型和综合解决方案的讨论,分享我们的经验和技术成果,共同推进国内板坯连铸技术和装备的进步,同时我们也得到了合同,取得经济效益.我们在消化吸收引进技术的基础上自主集成和设计,制造了具有国内领先水平的板坯连铸机,其投产后的综合技术水平相当于国外设计的装备.同时我们对首钢投产使用的一些板坯连铸机部分结构进行了优化和改进,提高了设备的可靠性和使用的合理性.三.着力企业技术进步,打造冶金成套装备核心竞争实力.首钢机电公司打造冶金成套装备核心竞争实力,把技术进步放在最先位置,加大了装备和软实力的提升.作为一家冶金重型装备制造企业,机床一般比较大型化和通用化,因此对于板坯连铸机加工制造明显没有针对性,公司调整了技改方向,短时间内购置一批数控加工机床,并且采用了高效切削技术,还以技术带头人为命名的工作室,作为创新平台,综合了加工工艺,数控技术,刀具,切削液,计算机辅助设计等专业,数倍提高了加工效率,确保了加工质量百分百的合格.CAPP计算机辅助工艺过程设计系统投入使用,大为缩短了与国际先进企业的差距.将产品工艺设计信息转换为各种加工制造和生产组织管理信息,起到了机械制造信息化建设联系设计和生产的纽带,解决了工艺设计效率,标准化和集成问题,使我们的企业的软实力得到合作外方的高度重视.堆焊是生产板坯连铸机的重要工序,由于我们严格工艺过程控制,稳定的产品质量,我们的该生产单元被国际著名焊接材料公司,英国Weldclad公司命名为在中国的示范基地.板坯连铸机冷却水,润滑和液压管路的装配工作量很大,往往是制约生产和产品质量的主要环节,我们采用了计算机三维辅助设计和数控弯管技术,路径复杂,空间走向,角度和尺寸极其繁多配管进行了精确的预制,使得配管操作就象汽车生产线一样简单,并达到美感,可靠的效果.此项技术得到合作外方高度评价,这在他们的工厂里也尚未做到.未来钢铁企业为了满足高质量宽厚钢板的需求，产品品质必需满足更加严格的标准；必然要应对日益激烈的竞争，应对来自质量、成本、效率、环保、品种和技术方面的压力和挑战；面对一般板带生产能力过剩，高端产品技术和生产能力仍然短缺的现状；可以肯定炼钢-连铸-轧钢工艺流程和产品结构优化的技术改造，淘汰落后和新的工程建设将持续进行,对冶金装备必然有更高的要求和更严格的标准。

整合设计研究，装备制造和使用平台，鼓励支持消化吸收和掌握引进技术，重视总结实践经验的二次创新和自主集成，推动装备国产化、工艺技术和核心竞争力的实现，我国高端板坯连铸与板带生产的技术和装备必定要适应这样的发展趋势.

第三篇：板坯连铸系统中PLC控制功能与技术实现论文

板坯连铸系统简介

以板坯连铸机生产工艺的特点为分级依据，可以把板坯连铸系统分为基础自动化系统以及过程控制计算机系统两级系统，其中一级为自动化系统，是运行基础；二级带有部分管理功能。基础自动化系统是一套完整的电/仪一体化系统，在系统运行中起着非常重要的作用，它能够完成各工艺装置的顺序控制以及相关操作，可以对工艺参数进行设置，还可以对工艺参数与设备状态进行显示与预警，对工艺流程进行监控。另外，其还有通信功能。过程控制计算机系统有质量跟踪、参数设定以及铸机的模型计算的功能。除此之外，对于网络的相关配置问题，通过 PLC 与上位机之间的信息转换与以太网相连接，利用 TCP/IP 协议完成数据转换。板坯连铸系统中 PLC 控制功能说明

2.1 大包回转台及中间罐车控制

一方面，对装有合格钢水的钢水包，一般要通过行车的吊运运至大包回转台的钢包臂上，此时包臂会运转到浇注位置等待浇铸。

另一方面，提前预热好的中间罐通过中间罐车运送至结晶器的上方，此时中间罐会下降以完成对中就位；在准备工作完成后，钢水罐开始下降，到达指定位置后就要手动开启滑动水口，随之钢水就会通过长水口流入中间罐，等到中间罐内的钢水质量达到指定要求后就需要人工开启中间罐塞棒，这时钢水就会通过侵入式水口流入结晶器内，从而完成这一工序。

2.2 送引锭、脱引锭控制

（1）送引锭：当送引锭指令发出后，引锭杆存放小车会向下反转运行，当引锭杆到达切割后辊道位置时四个对中缸将开始进行对中，随之切割前、切割下、切割后辊道自动运行，将引锭杆送至水平扇形段内。当引锭杆尾部离开 2# 光电管时，切割后辊道就会停止运行，当其到达 1# 光电管时，切割下及切割前辊道就会停止运行，随之辊道就会以 5 米/分的速度在扇形段内运行，与此同时解码器也开始对其进行跟踪记录，最后将引锭杆送入结晶器下口。（2）脱引锭：当引锭杆从扇形段出来达到 1# 光电管时，引锭头就会与铸坯分离，当引锭杆到达 2# 光电管时切割后辊道就会停止，随之引锭杆被移出。

2.3 火焰切割机自动切割控制

在自动状态下，红外定尺系统会给火焰切割机的 PLC 发出信号，火焰切割机只有在接收到信号时才会进行工作。首先，火焰切割机会先进行预压紧，与此同时切割枪开始运动，当切割枪运转至铸坯边缘时，预煤气阀以及热氧阀就会自动打开；当其运转到之前红外定尺系统所检测的定尺距离后，火焰切割机的压头开始下压随之切割氧与粒化水打开，进行切割工作。当切割枪到达切割下辊道边缘时，切下辊就会开始向下方摆动，一直等到切割枪离开切下辊，其才能够向上摆回到原位。

2.4 输送辊道及推钢机控制

输送辊道系统是由移载下线辊道、切割后辊道、切割下辊道以及切割前辊道这四道工序组成。在输送辊道系统运行过程中主要有五个具体步骤：（1）火焰切割机在对钢坯切割完毕后发出切割完毕信号，随之切割后辊道开始正转；（2）在 2# 光电管检测到铸坯的情况下，移载下线辊道开始运作；（3）当铸坯尾部离开 2# 光电管时，之前运转的切割后辊道停止运作；（4）在 3# 光电管检测到铸坯的情况下，之前运行的移载下线辊道就会停止运作；（5）下线辊道运行停止时说明铸坯已成型，再利用推钢机把铸坯转移到冷床上进行冷却。

这样就可以科学的对铸坯进行生产。板坯连铸系统中 PLC 控制技术的实现

3.1 变频调速控制技术

在现代板坯连铸系统中，变频调速控制技术已在各个设备中广泛应用；主要包括推钢机、火焰切割机、输送辊道、扇形段辊道、结晶器振动、中间罐车以及大包回转台等。一般来说，PLC 是通过 Re－mote I/O Scanner 通讯方式来把控制命令传输给变频器的，与此同时，变频器也将其实时状态反馈给 PLC 系统。另外，控制程序主要借助 MOV 指令来把速度、正反转以及启动停止命令以信息的形式传送给变频器，然后利用变频器的变频调速功能对整个系统进行自动控制。

3.2 铸流自动跟踪技术

铸流自动跟踪系统主要是利用物理上的光电转换原理进行工作的，通过增量式编码器来完成自动跟踪。增量式编码器可以直接利用光电转换原理来输出 A、B 以及 Z 相三组方波脉冲；其中，A、B两组方波脉冲的相位差为 90°，所以能够比较方便的判断出旋转方向；与此不同的 Z 相每转一个脉冲，所以其常应用与对基准点的科学准确定位。增量式编码器的技术含量较高，其平均寿命可达几万小时以上，而且其构造原理较为简单，抗干扰的能力较强，有较高的可靠性，比较适用于长距离的传输。一般来说，A-B 增量型编码器多安装在扇行段驱动辊的电机上，铸流 PLC 依据增量式编码器发送的脉冲数来自动计算并完成浇注模式、送引锭模式下的铸坯测长、电力测速以及二冷区配水等全自动控制。

3.3 大包下渣检测技术

大包下渣检测技术是用于检测包内钢水含渣量的一项技术。这个系统主要通过高度自动化、智能化的平衡补偿技术并比较钢渣与钢水导电率来检测钢渣在钢水中的含量，其中还要用到电磁感应的物理原理来对含量进行检测，然后会通过声光报警的方式提醒相关操作者及时发出大包水口关闭信号或自己手动关闭大包滑动水口，以此来控制大中包中钢水的钢渣含量，进而提高钢水的清洁度，提升其质量；除此之外，还有效避免了繁琐的除渣工作，也可以提高钢坯质量。

3.4 液面自动控制技术

液面自动控制是通过涡流传感器来对拉坯及浇钢的速度进行调节的一项技术。一般来说，涡流传感器具有连续测量结晶器钢水液面的功能，它可以输出一系列模拟数据，一般包括随液面高度线性变化的电压以及电流，再把信息传送给液面调节系统，以此完成对拉坯以及浇钢速度的自动控制，使钢水液面得以稳定在预定高度。这样一来，就可以有效的提高连铸机的工作效率，提升其工作质量，防止溢钢及漏钢事故的发生，对钢坯的质量进行有效的保证。

3.5 红外定尺技术

所谓的红外定尺即是通过红外摄像的方式对钢坯进行相关数据识别。利用红外摄像设备对红热钢坯进行远距离实时成像，将所成图像转化为数字化信息，然后传送给 CPU，再利用 CPU 的计算与模糊识别功能对数字化信息进行相关计算与识别处理，再按照提前设定的定尺长度向 PLC 传送切割切割信号，使 PLC 控制火焰切割机对钢坯进行切割。这个系统的技术含量较高，一般具备操作维护简单、控制精度高以及检测可靠的特点，在钢坯处理中发挥非常重要的作用。结束语

综上所述，在板坯连铸系统之中 PLC 控制的应用，对于准确、快速控制的实现，连铸自动化水平、铸坯质量与产量的提高具有非常重要的作用，而且能够降低能源消耗，降低机械故障的停机率，使得铸机的作业率得以有效提高，除此之外，还大大改善了工作环境，提高了工人的工作效率。因此，PLC 控制系统在板坯连铸系统之中值得推广应用。

参考文献

[1]黎华.PLC 在 4 号板坯连铸系统中的应用[J].柳钢科技，2007（1）：23-24.[2]冯科，韩志伟，毛敬华.连铸板坯质量控制的系统技术[J].钢铁技术，2010（5）：7-9.[3]杨立安，李涛.板坯连铸控制系统改造[J].科技传播，2013（1）：134-135.

第四篇：遥感技术在土地利用动态监测中的应用

当前遥感技术在土地利用动态监测中应用的意义

在当前我国经济不断向前发展的大形势之下，遥感技术的应用已经成为当前城市化进程不断向前推进的一个重要的措施。之所以会产生这样的情况，主要原因就在于当前城市所在的一些区域内部对土地的利用和覆盖情况已经发生了较大的变化与不同。当前我国众多城市的人口增长情况主要显示为人口增长过快过多，与此同时就是城市化进程过快的情况，在这样的情况之下，我国众多城市的城市面貌都得到了极大程度上的改进与变化。“内部结构重组”和“外围地域扩展”成为当今城市空间结构变化的主要方式。在面对当前我国这个快速发展与变化的城市系统的时候，首要任务就是要及时而又准确的掌握其对土地的利用情况与发展情况，只有这样才能有效的实现对当前我国土地的合理利用与配置。[

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经过我国当前土地等相关的工作人员们对现有状况的认真分析与研究，不难发现的就是，我国过去传统、较为陈旧的对土地利用状况进行的调查的形式，是一种耗时又耗力的一种方法，这种方法在一定程度上不利于我国城市的发展。遥感技术作为当前一种较为先进的内容与技术，可以有效的实现对城市土地利用的变化研究提供多时相、大范围的实时信息。与此同时，要想获得更加有效的监测效果，还可以将这一技术与当前同样发展较为成熟的图像处理技术、识别模式的技术进行有机的结合，正是这样的效果与情况，可以有效的为我国当前的城市土地的利用动态方面出现的变化研究提供多时相、大范围的实时信息。在对我国土地情况进行一定的监测的情况之下，可以通过对遥感技术的实际应用获得与土地利用情况相关的一些类型与位置。这些变化信息的记录不单单可以有效的实现对前期开发效果进行有效的处理与开发，还可以有效的实现对日后我国相关城市内部开发的第治理与规划情况，从而有效的促进我国众多城市能够更加可持续的发展。[2]

国内外相关内容方面的研究综述

2.1

国外的研究成果

国外在关于遥感技术在城市土地利用动态发展的监测方面的研究，最早是在二十世纪六十年代，加拿大的Tomlinson最先提出了对相关内容进行一定研究的具体方法，即将当前收集到的大量土地利用数据通过计算机这一先进的科学技术进行综合的分析与研究。到了二十世纪九十年代，主要是由当前属于国际社会科学会的HDP这一组织进行的了解，主要借此对当前我国土地的利用情况进行了一个较为详细的总结与预测。[

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不得不说的是，这一方面的监测内容与措施在二十世纪九十年代所举办的一次学术会议上，曾经使人们第一次认真的意识到当前全世界发展的最主要的因素就是对土地的合理利用。在这次学术会议上，使人们第一次认识到对土地进行合理的利用是当前全世界不断发展的重要因素，与此同时，还有效的明确了LUCC是当前世界上与环境变化相关的人文计划的几个主要的遥感技术在相关研究中的研究方向之一。这样一来，有效的实现了对当前土地的有效利用与实践。上个世纪九十年代末，国际地圈生物计划与IHDP共同联合在一起，着重推出了LUCC这个项目以及其自身的科学计划。在1994年，LUCC再一次提出了许多与土地遥感动态监测信息相关的设计研究，这些研究在一定程度上有效的实现了对当前土地利用情况的分析与研究。联合国环境规划署是在上个世纪九十年代末，初步启动了“土地覆盖评价和模拟”的项目；而在1995年，由国际应用系统对当时的研究工作启动了“欧洲和北亚土地利用”的项目。另外，美国的全球变化在一定程度上将臭氧层对人们生活环境所产生的环境进行了认真的分析与研究，随之而来的就是日本提出的“为全球环境保护的土地利用研究项目”，这一观点与项目的提出，主要阐述的是与当时土地发展的情况与现状，而这些相关的研究成果在一定程度上有效的实现了对我国土地利用情况的详细而又认真的分析与研究。以上的这些项目，都对世界上的与土地利用技术相关的详细技术进行一定的详细的分析与总结，在这样的情况之下，能够在极大程度上实现对土地的合理利用的终极目标，从而能够更加有效的实现对当前全世界具体情况的分析与了解。

然而，虽然当前遥感技术在土地利用监测方面展现出了其自身独特的特点与优势，但是当前国际方面在对土地利用情况进行详细而又认真的分析之时，仍然发现了一些对未来土地事业发展的情况产生消极影响的现象。这种消极的情况与现象，主要表现为缺乏对土地利用情况的驱动机制的重视，还在一定程度上忽略了对当前土地资源进行可持续利用等内容。这些都会直接或间接的影响到未来我国土地资源在利用与覆盖方面进行的一些预测与分析工作。[

]

2.2

国内的研究成果

我国在经历了多个五年计划以后，在科技上已经得到了极大程度的提高与发展。随之而来的就是我国的技术在遥感技术、地理信息技术方面已经有了一定的科学积累。其中，遥感技术主要是由我国农业合作部与科学院合作而进行的一项宏观调查与研究。我国在过去的几十年中，与土地利用工作相关的工作人员们已经对全国范围内的土地资源进行了一个整体的调查，这次调查中，相关的工作人员们主要开展了一系列认真的分析与研究工作，主要包括以下几个方面。首先，是对当前国外在此方面内容上已有的研究成果与资料进行研究与整理；其次，是对当前土地利用的变化情况对粮食的产生造成什么样的消极影响。

在以上这些内容方面，我国在与国外情况进行对比的情况下可以发现的是，当前我国在对土地利用情况方面进行的研究对我国的社会经济发展情况产生了一定的影响。为了能够使我国的土地利用变化研究跟上世界的发展潮流，学者们积极向国际组织看齐，对中国土地利用与土地覆被变化进行深入的研究。

举例子来说，刘家福等一些技术人员积极主动的将当前先进的遥感技术实践到我国日常土地利用动态变化的研究过程中。与此同时，张海玲也在自己所发表的文章中，具体而又成系统的对当前的应用遥感与地理信息系统技术做出了详细的阐述，并且在一定程度上有效的介绍了当前利用土地动态监测的重大意义，还在最后对当前的遥感与地理信息系统的有机结合进行动态监测自身独特的优势及方法进行了详细的分析与总结。潘耀钟先生作为我国北京师范大学的一名知名教授，他在经过不断的研究与实践的基础上，有效的实现了对当前遥感技术与信息技术得到一定有效的结合，并且将其技术与当前众多的多元遥感数据进行了一定的结合与融合，他的观点对于我国在土地利用方面起到了一定积极有效的促进、借鉴作用。[

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课题研究（或设计）的内容

本文主要论述的是当前我国在土地利用动态监测方面的发展现状，针对当前的发展形势与内容作出了一定的努力与创新。土地利用动态监测的目的，主要是认真考虑到了运用遥感技术在内等众多先进技术的方法，建立起一个具有一定实效性的土地利用监测体系，这样将会对我国的土地利用情况产生一定的有效作用。本文通过对当前众多监测方法进行认真的分析与总结之后，认真的对其中的几个较为突出的方法进行了分别论述和阐述，主要目的就是能为本人的研究提供一定的数据、内容方面的资料与内容。通过对前人在我国土地利用动态监测方面的研究，我们可以看到的就是，在相关的理论对土地利用实际情况等方面存在一定的问题与不足，这些问题都对我国土地利用动态监测的事业产生了一定的直接影响。

本文主要的论述目标不单单是为了能够在理论知识方面取得一定有效的成就，更多的还是希望能够通过论文方面的指导加强对相关工作内容的实践，为日后我国在土地利用动态监测的这些方面的内容上起到一定的促进作用，从而能够为我国在类似的工作方面的进步与创新起到积极的促进作用。研究方法上主要是对扬州的实际情况进行分析与总结，这个过程中需要同学们之间进行良好的沟通与合作，在实施之前做好认真的分配工作，从而有效的提高收集资料的效率与质量。[

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对我国当前在遥感技术土地利用监测中的研究方法

经过近些年来我国在遥感技术动态监测方面的分析与研究可以发现的是，当前进行监测有很多种方法，而其中比较有效的方法主要有两种，以下便将对这两种方法分别进行认真的阐述与论证。[

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首先，是逐个像元比较法。这种对土地动态监测的方法主要的工作原理就是对不同时相的遥感图像像元进行比较，其主要目的是得到监测像元是否发生了一些变化。其次，是分类后比较。这种对土地动态监测的方法主要的工作原理就是对各时相的遥感影像进行单独分类，按照比较之后得到的结果进行认真的分类。这种方法主要是对当前各时相的遥感影像进行单独分类，经过认真的分析与总结，得到在监测土地等方面是否存在利用数量、类型与位置等方面的变化。[

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总的来说，这两种较为主要的方法在实际应用的过程中，都具有自身各自不同的利于弊。对于第一种方法的实践效果来说，虽然这种方法的步骤十分简单，但是只能简单的测算出像元具体的变化情况，并不能十分有效的得到土地变化方面的详细类型与内容。然而，第二种方法因为受到了两时相数据分类精度的影响，导致监测精度累计了两次分类的误差，这样一来就会使得监测结果的精确程度很低，并不能十分有效的对相关工作起到一定的指导作用与意义。[

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在当前从事土地利用动态监测工作方面的相关工作人员们对当前我国土地利用情况进行认真的分析与研究以后，对这两种较为主要的监测方法进行一定的总结与整合，从而在此基础之上得到了更多的能够有效实现对土地进行监测的有效措施与方法。以下笔者将会着重对其中的集中方法进行描述与阐述。

4.1

目视解译法

目视解译法这种方法是我国相关行业发展历史中的一种最简单、最基本的遥感解译方法。这种遥感解译方法主要是由较大比例尺卫片、以及土地详查成果图这二者综合在一起产生的，这种方法主要是以目视解译为主、计算机识别为辅的一种人机交互式的具体方法。这种方法好在判读精度较高，其仍然有一些缺点。例如，工作步骤较为麻烦复杂、对解译人员的个人素质和专业知识要求比较高。

4.2

分类后对比法

分类后对比法这种方法是我国相关行业发展历史中的一个较为重要的方法，也是当前比较常用的一种方法。这一方法首先是对不用时相遥感图像分别进行分类，然后再对分类结果进行比较分析，获取土地利用变化信息。从这种方法被研究出来以后，我国便有很多的学者对其进行了一定详细而又认真的分析与研究。[

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唐伶戴昌达应用北京地区1987--1992年这四年中的时间，进行认真而又仔细的分析与研究，通过对试验区八年之间在城镇土地利用等方面的详细情况的记录与分析后，可以有效的制定出城市扩展的变化图件。另外，还有范作江范作江等以北京地区十年的城市扩展情况为例子，主要应用的是地理信息系统与遥感两种方法有机结合的一种方法，其主要目的就是能够更有效的实现对城市扩展的研究与分析。采用这种对比的方法可以有效的使得城市实体扩展的范围得到一定的扩展，并且有效的实现将此种内容进行有效的叠加，从而能够研究出更多时期的特点与内容。[

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采用分类后对比法，可以有效的实现对城市的实体范围进行有效的扩展，并且还能在同一时期的城市专题方面将图像进行叠加，从而有效的研究了不同时间内城市扩展的不同特点与特征。沙晋明等相关的技术工作人员们经过认真的分析与研究后，得到了对浙江省绍兴市城镇土地扩展的详细内容进行了一定的研究。主要是采用了具体问题具体分析这一较为主要的方法，即在经过对该地区实际情况有了详细的了解以后，制订了与之相适应的图像处理技术，从而有效的获得了不同时期之内的城镇边界范围，为我国日后在土地动态监测工作方面的顺利进行打下了坚实的基础。[

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虽然这种方法具有其自身独特的特点与优势，例如变化区域的土地利用类型与范围用分类后对比法可以被直观的监测出，但是其自身仍然存在着极大的缺点与不足，即多次单独分类难以避免形成累积误差，使监测总精度受到一定程度的影响。这样一来，便会对当前土地动态情况的研究产生一定消极的影响。然而，在认识到这种方法所存在的有点与缺点以后，就在一定程度上更加有利于相关的工作人员们对自己日后的研究与实践方向进行一定的合理规划，从而实现对其自身综合能力的提高与发展。[

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4.3

影像比值差值法

影像比值差值法这种方法是我国相关行业发展历史中一个同样重要的方法与措施。这种方法主要针对的是当前不同年份、而时相又十分相近的影像，将其进行几何匹配以后，用年份相近的一份遥感影像某一波段像元，除以或者减去年份较远的遥感影像相对应波段的相应像元。当影像表现为正常的色调纹理，则表示土地利用类型未发生变化；当影像表现为较为突兀的色调与纹理，与周围的地物极为不协调时，表明土地利用类型发生变化，我们可以由此判断变化信息，该方法可以快速进行土地利用动态监测。[

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比值差值法在实践操作方面具有极高的应用价值，作为一种比较典型的操作逐个像元比较方法，这种方法在数据源方面的要求就是，其数据源一定要保证是在同一季节的数据，如果不是这样，则会在一定程度上引发同物异谱现象，在一定程度上会影响到其自身数据的精准程度。[

]

4.4

主成分分析法

主成分分析法这种方法是我国在土地利用监测事业方面比较常用的一种方法，是对不同时相的数据进行一定的主分量变换，以此来更好的达到压缩数据的目的，从而更加有效的突出其内部较为主要的信息与内容、提取变化信息。这种方法将多光谱图像中各个波段那些高度相关的信息集中到少数的几个波段,不断的保证这些波段的信息能够互相不干涉的情况与现状,即用几个综合性波段代表多波段的原图像，使处理的数据量减少。[

]

黎夏等人主要将这种方法应用于相关的实践过程中去，提出使用主成分将全色

SPOT

影像与具有

米分辨率的多光谱

IKNOS

影像叠加作主分量变换,然后选取适宜的特征分量进行假彩色合成的方法，来生成光谱特征变异影像以突出变化信息，充分展示了

IKNOS

影像的应用巨大潜力。这种具体的组合方式不单单能够有效的实现对原有图像信息的保留与丰富，还能有效地做到将相关的数字信息进行有效的凸显与变化。[

]

4.5

影像融合法

影像融合法这种方法是我国在土地利用监测事业方面比较常用的一种方法，这种方法的目的主要就是发现其自身变化的特点约特征，而具体的手段与方法则是将两种不同的时相数据进行结合。这样一来，在两种不同的数据中，统一地面位置将会对应着相应的地面目标，也会有效地反映出一些相似的光谱特征。一旦两个不同源的数据如若受到实际土地利用变化的影响，不同时相的影像在相同的位置则对应不同的地面目标，从而导致光谱特征不一致，使该处的融合影像上出现光谱突变，并与周围的地物在光谱上失去协调性，从而检测出土地变化信息。[

]

这种方法主要是建立在图像融合技术之上的一种变化的提取方式，这种方法十分有利于不同时相、不同数据源的遥感融合影像，也能准确的确定土地利用变化所在的位置与范围。[

]然而，有优势的同时它也存在一定的缺陷与不足。这种缺陷与不足主要表现为，它只能在与相近季相的遥感影像融合的时候才能认真的判断出变化的范围，否则，将会存在一定细小的误差。

实施计划

5.1

对扬州地理图像的收集

扬州的地理位置刚好处于12037和12038两轨道的交界地带,经对两景影像无缝拼接并按照扬州市的行政区划边界进行图像剪切。[

]

结果如图1、图2所示。[

]

5.2

扬州市绿地信息的提取

利用ENVI图像处理软件提取ISAV指数[

],ISAV指数的公式为ISAV=(Rir-Rr)(1+L)

/(Rir+Rr+L)[

],其中Rir为第4波段,Rr为第3波段,L取值0.5。将其与第4波段和第3波段融合成彩色图像,转换成.img格式后,在ERDAS中进行非监督分类,并进行重编码。结果如图3、图4所示。扬州市区总面积为1

010

km2,由图3、图4的统计数值得6月份的植被覆盖率为60%,1月份的植被覆盖率为61%,植被覆盖主要为大田作物,其中以小麦为主。[

]将扬州市城区(维扬区、广陵区、邗江区、开发区以及新城西区)绿地信息取出来,并将分类结果进行叠加得到扬州市城区植被覆盖变化图(图略)。扬州市城区面积为156

km2,6月份植被覆盖率为56%,1月份植被覆盖率为51%,由图3可以看出:运河以东以及维扬区西北角和东北角有大片大田作物,市区6月份的植被覆盖率明显比1月份要高很多,可见常绿植物所占的比率比较低。[

]

第五篇：三维GIS在国土动态执法检查中的应用

三维GIS在国土动态执法检查中的应用

1、增强新增建设用地土地动态巡查力度

在土地资源日益稀缺的情况下，土地资源管理已经从平面的二维控制向三维立体空间的有效利用发展，通过对重点监测地区地形地物的三维建模显示，可以实时反映土地的使用强度，为集约高效使用土地提供动态巡查的技术支持手段。

土地出让过程中的用地规划三维虚拟模型与建成后实际地物的对比，实时反映规划与建成情况的偏差，能更加直观的反映地上和地下空间土地使用情况以及地上地下构筑物的相互关系，清晰的反映城市各类建筑物、构筑物的形状、楼高、楼面颜色，城市各类用地的分布状况、土地利用强度等信息，真正实现土地使用权的立体化有效管理，防止工业用地利用效率低下、居住用地过度开发或变更土地利用性质问题的出现。通过二维数据和三维数据联动比对，能直观地分辨违法用地，并且快速地掌握其边界、形状情况，以及确定其面积、用途等信息。比如打着建设工业园区、农业园区、园林绿地的旗号，建设地产项目或高尔夫场地，虽然在二维平面上可以标注地块信息、现场照片等属性，但不能全方位直观形象的反映出用地性质。通过三维仿真技术可以形象的展示土地出让条件的满足情况，如：容积率、建筑高度、建筑密度、绿地率等土地开发强度指标。

2、地质灾害的推演

三维GIS可以真实反映山体高度、坡度、坡向，河道走向、宽度、河床高度，对发生泥石流、山体滑坡、洪水淹没范围可以进行预演预判，预测地质灾害的损失程度。

3、动态监测耕地保护范围、质量