關于鋼鐵冶金電氣設計中的自動化控制技術創新方案研究

劉海平

摘 要：由于鋼鐵冶金生產工藝是一個復雜的過程，僅使用人員進行操作，容易因為人為失誤造成損失和事故發生，因此電氣自動化控制技術在鋼鐵冶金生產過程具有重要的作用。該文介紹了電氣自動化控制技術，并分析了電氣自動化控制技術中的分布式控制系統（DCS）和可編程序控制器（PLC）創新技術，發現其不僅可以提高管理水平和保證電氣控制的可靠性，還能實現國家推進的節能減排政策要求。

關鍵詞：鋼鐵冶金 電氣自動化 控制技術

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0009-02

在國家大力推進節能減排的新政策環境下，由于鋼鐵行業是一個高耗能行業，使得節能減排成為鋼鐵行業的一個重要工作。而冶金生產是一個復雜繁瑣的工藝過程，從原料準備到最終產品制備要經過很多復雜的工藝過程，因此自動化控制技術在冶金生產工藝過程受到廣泛的歡迎，它不僅可以降低生產成本，還可以提高冶金生產控制過程的可靠性。現今國內外對鋼鐵冶金電氣自動化進行了廣泛的研究，從冶金電氣自動化的控制、監測和操作等方面不斷改進電氣自動化控制系統，研究發現現在的自動化控制發展方向趨向于智能化和網絡化。其中應用計算機編程程序和網絡通信技術開發的新的分布式控制系統和可編程序控制器控制技術不僅解決了點對點控制弊端和機械沖擊問題，還能實現國家推進的節能減排政策要求。

1 冶金電氣自動化

冶金電氣自動化是我國鋼鐵冶金行業中的一種重要的應用，可以通過將生產環節中的人工操作部分轉化為自動化控制來實現高工作效率、低生產成本的目的。另外，實現冶金電氣自動化還可以減少人工失誤造成運行錯誤，這樣不僅有利于降低操作失誤損失，提高生產裝置運行的安全性，還可以實時監測冶金生產的全過程，保證設備正常工作，提高冶金生產的工作效率。對于鋼鐵冶金廠的工作人員而言，冶金電氣自動化的實現可以為他們提供一個良好安全的工作環境，降低安全隱患。

冶金電氣自動化主要采用計算機控制程序和網絡通信技術來實現冶金生產設備自動運行和控制。通過電子自動化控制技術直接對冶金生產工藝過程操作，無需人工操作。通過定位分析計算出所需的數據，然后結合監控平臺的相關信號自動調節設備的相關數據使設備一直保持正常的運行狀態，這樣不僅可以提高設備運行效率，還能保證冶金電氣自動化生產出來的產品具有良好的質量。

由于復雜繁瑣的冶金生產工藝過程，自動化控制技術在生產過程中十分重要，不僅可以滿足生產控制需要，還可以滿足高效管理需要。目前我國的電氣自動化控制技術水平與國外優秀的電氣自動化控制技術還有很大的差距，主要是硬件技術的差距，再加上城市化進程的不斷發展與電氣控制技術發展速度的不匹配性，因此我國需要不斷創新和改進電氣自動化控制系統，從而實現滿足社會需求和冶金生產可持續發展的目的。目前我國專業人才在分布式控制系統和可編程序控制器兩個方面實現了重大的突破，這兩方面的創新使得冶金電氣自動化控制系統更加信息化和智能化。

2 分布式控制系統

隨著計算機控制程序、電網和網絡通信等技術的不斷發展，為鋼鐵冶金電氣自動化的控制管理方式的創新創造了條件。最開始的控制管理方式是比較傳統的人工抄表，然后發展為集中式控制系統，現在使用的控制管理方式是突破點對點控制的弊端的分布式控制系統。分布式控制系統也稱為DCS。分布式控制系統為冶金電氣自動化系統提供了重要的技術支持，不僅可以提高管理水平，還可以保證電氣自動化控制環節的可靠性。

正是由于分布式控制系統可靠性高、易于編程控制和良好的監視等特點，使得冶金自動化的控制水平大大提高。

（1）可靠性高。

分布式控制系統主要通過能體現分散系統功能和地理位置的分散結構提高冶金自動化控制系統的可靠性。這種新的控制系統可以分散危險，并保證除出故障的設備都正常工作。另外配備的冗余設備可以在主設備出故障時立即代替繼續工作，從而保證冶金自動化控制系統連續運行，提高系統的可靠性和利用率。

（2）監視與擴展性能較好。

由于良好的人機交互界面，分布式控制系統可以實現由高智能操作員站進行現場操作，并且可以使得整個現場操作過程通過計算機觀察到。另外，分布式控制系統通過遞階數據通訊網絡系統實現通信分層化，最終實現分布式控制系統擴展性能優化。

（3）編程容易且維護方便。

分布式控制系統主要通過自動生成的文件界面和控制組態來編程，其不需很強的編程能力，且通過這種簡單的編程的結果也比較可靠。另外，分布式控制系統在冶金自動化運行的過程也能不斷自我診斷，及時發現問題，從而使系統維護更方便。

3 可編程序控制器

計算機控制程序發展為可編程序控制器的創造提供基礎，可編程序控制器的創新可以避免傳統的繼電器不能避免的機械沖擊，同時還可以提高鋼鐵冶金電氣自動化系統的可靠性和效率。可編程序控制器也被稱為PLC。

由于可編程序控制器的高可靠性和強適應性特點，使得冶金自動化的控制問題得到有效解決，使得電氣自動化管理水平得到大大的提高。

（1）性價比高，功能完善。

相比于傳統的繼電器控制系統，PLC控制器由于大量編程元件的存在具有強大的控制功能，并且可以通過網絡通信技術對冶金自動化進行集中管理。并且可以僅通過少量相關元件的輸出和輸入功能來解決接觸不良等問題，通過協調軟件和硬件的功能來實現高抗干擾能力和高可靠性目的。

（2）編程簡單、方便使用。

PLC控制器可以在較短的時間整合多種軟件系統，從而實現不需增加工作量就可以在在線程序中簡單調節完成冶金自動化控制整體設備的安裝和調試。

（3）適用于多種硬件配套設備。

由于PLC控制器配備的標準化模塊對電氣對硬件設備的良好兼容性，使得冶金自動化控制系統對工藝改變和系統不斷升級的環境下具有良好的適應能力。

（4）維修方便。

PLC控制器的自我診斷和實時監測功能，使得設備發生故障的概率大大降低，并且PLC控制器可以及時發現冶金自動化控制過程的故障，通過查找故障信息和原因，可以找到故障模塊，然后進行檢修使系統重新快速進入正常運行狀態。

4 結語

鋼鐵冶金行業是一個高耗能行業，其應用的自動化控制技術也一個復雜的控制過程。因此了解電氣設計中的自動化控制技術非常重要。該文介紹自動化控制技術，并從監測手段和控制管理兩方面重點探討了冶金電氣技術中的分布式控制系統（DCS）和可編程序控制器（PLC）創新技術，新技術推動了冶金自動化控制系統向智能化和網絡化發展，提供了節能減耗的技術支持。

參考文獻

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