冶金工業中自動化網絡控制技術分析

左小峰

（中冶華天南京工程技術有限公司 江蘇南京 210019）

冶金工業中自動化網絡控制技術分析

左小峰

（中冶華天南京工程技術有限公司 江蘇南京 210019）

在工業生產中，網絡控制技術應用范圍很廣。網絡控制技術種類不斷增長，日益繁多，如分布式總線、工業以太網、內存影像網等。在網絡控制技術各方面不斷進步的同時，它也引起了許許多多的問題。在這種情況下，我們該如何選擇適合自己的網絡資源，本文主要分析并討論在冶金中的自動化網絡控制技術，從而有利于最大程度發揮自動化網絡控制技術在冶金中的作用。

冶金；自動化網絡控制技術；應用

如今的各個工業生產都已經實現了自己的自動化體系，冶金產業也有自己的自動化系統。冶金生產分為煉鋼、連鑄、煉鐵、燒結等環節，每個車間都包含眾多生產中的環節，所以自動化網絡控制技術的應用是必不可少的。整個冶金工業系統中，從現場設備管理到生產環節控制，再到冶金公司的管理層級，每一層所需要的網絡控制都包含了眾多不同種類的網絡控制技術。所以，在冶金工業中，應該發揮各個網絡的自動化控制技術方面的優勢，從而最大程度地促進生產，促進冶金行業的發展。

1 冶金工業與主要自動化網絡控制技術

1.1 冶金工業與自動化網絡控制技術的關系

自從發現了冶金煉銅的方法，人類文明得到了巨大的發展，冶金對于工業的發展和經濟的快速發展起到了至關重要的作用。隨著冶金技術的逐漸發展和網絡的出現，自動化網絡控制技術應用于冶金行業，推動了冶金行業的前進，提高了生產效率。

因為多軸運動控制系統要求有較好的同步性能，然而在節點驅動方式和信號采樣方式等方式中仍然存在很多問題，針對這些問題，我國在工業生產中建立了自動化網絡化多軸控制系統。

1.2 主要自動化網絡控制技術

現代冶金自動化系統包括過程控制系統、基礎自動化系統、企業信息化系統及區域生產控制及綜合業務管理系統四個系統。[1]在冶金的自動化系統中，各個生產環節不盡相同，因此不同生產環節中使用的自動化網絡控制技術也不同，例如自愈環網、上位控制系統、通訊方式等。自愈環網的主要構成部分有上位通訊和數據交換，主PLC站、主控制操作站和新型MOXA職能交換機是它的各個站點，它能夠保障網絡的安全性能，并且確認MAC地址以及IP地址是否做到在任意一個通訊節點上都有設置，除此以外還能綁定其他的在線設備的IP地址，它主要利用了交換機的管理功能的原理。到了燒結生產的過程就會主要運用工業以太網、MB+通訊功能、Peercop通訊等通訊方式，在運用這各個通訊方式時必須能夠確保PLC通訊的穩定，還要確保HMI服務器、MP7服務器、控制模型和PLC之間的數據互換速率不發生變化。

在冶金過程中應用最廣泛的控制網絡技術就是工業以太網，工業以太網有很多種結構，主要有樹形結構、環形結構等，集線器、交換機、路由器等常常用于連接以太網接口設備和以太網網絡。大多數情況下使用冗余系統和環形網絡，這是因為這種網絡體系穩定性高，可靠性好。以太網網絡系統中主要有PLC與PLC之間、PLC與HMI之間兩種通訊方式，工業以太網具有實時性、穩定性、可靠性、確定性等優勢，能在極大程度上適應工業現場的需求。上位控制服務器在上位控制系統中得到較多應用，它能夠整合其他上位服務器。所以在燒結時，運用上位控制系統可以實現一個操作終端監控幾臺燒結機的生產，很好地提高了生產的安全性。為了使上位系統在生產過程中保持穩定，在系統中可以對服務器標簽進行精簡和優化。將不必要的標簽清除就能夠立即實現負荷的降低，減輕了服務器負擔，服務器的運行效率會出現顯著提高。另外，為了保證上位系統穩定，還可以在實際生產過程應用雙服務器的運行方式。

2 自動化網絡控制技術在冶金中的應用

自動化有著自己顯著的特點和優勢，通過對沒有控制作用和有控制作用下的AAE比較結果可以看出控制的效果是顯著的，見表1。

除此以外，用了控制技術的預測均方差也有優勢，見表2。

表1 平均絕對誤差比較

表2 預測均方差及最大絕對誤差比較

高爐生產中的自動化控制系統結構有很多方面，主要包含基礎自動化系統、過程控制化系統和管理系統。基礎自動化體系主要由控制生產中各操作參數，控制原料以及控制水和造水處理的輔助系統等構成。處理噴煤過程出渣鐵的數據、原料的稱量裝入等是過程控制化系統的主要內容。管理系統則涵蓋了控制質量的管理、控制生產成本與運行狀況等。除此以外，高爐生產同樣離不開各種數模，也不能缺少生產中的檢測儀表。在早期冶金過程中，高爐生產中逐漸出現信息技術，從而以其極大的優勢替代了原始工業生產方式，進而做到了高爐的自動化生產。高爐冶煉過程在發展過程中急需出現自動化體系來提高生產效率，促進行業發展。這時就出現了自動的計算機網絡系統。高爐冶煉中的計算機網絡系統得以建立的理論基礎是煉鐵工藝流程。[2]最初，人們把眾多高爐儀表改為計算機，以此來實現計算機網絡系統在高爐煉鐵中的運用，這一做法有有效地實現了集中控制高爐工藝參數。后來，隨著計算機技術的發展和冶煉行業的不斷進步，專業人士創造出更多自動化網絡控制技術并且使用多網絡協同控制技術，用不同種自動化網絡控制技術在不同階段對高爐冶煉的數據進行分類管理，自動化網絡控制技術也實現了對高爐情況的實時監控，從而增多對煉造過程的了解，有利于對技術的不斷提高與更新。大大深化了計算機在高爐煉造中的應用。

3 結束語

工業生產中的各種控制技術都在不斷發展與完善，同時，工業生產對各方面的的要求不斷增高。而冶金產業作為工業生產中的基礎支柱，生產過程復雜，環節眾多，所以在冶金產業中實行自動化網絡控制技術是很有必要的。如今，網絡控制技術各方面都在不斷發展，技術種類也日益增多，冶金過程中，在不同階段應該選擇最合適的自動化網絡控制技術，提高生產的效率和生產效果，促進工業發展，帶動經濟向前不斷進步。

[1]梁日華.對工業以太網在冶金自動化系統中的應用進行探討[J].中國科技博覽，2014（26）.

[2]張雨兵.多網絡協同控制技術在冶金自動化系統中的應用[J].科技資訊，2013（12）.

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1004-7344（2016）32-0282-01

2016-10-24