關(guān)于鋼鐵冶金電氣設(shè)計中的自動化控制技術(shù)創(chuàng)新方案研究

劉海平

摘 要：由于鋼鐵冶金生產(chǎn)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(fā)生，因此電氣自動化控制技術(shù)在鋼鐵冶金生產(chǎn)過程具有重要的作用。該文介紹了電氣自動化控制技術(shù)，并分析了電氣自動化控制技術(shù)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS）和可編程序控制器（PLC）創(chuàng)新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)國家推進的節(jié)能減排政策要求。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶金 電氣自動化 控制技術(shù)

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(jié)能減排的新政策環(huán)境下，由于鋼鐵行業(yè)是一個高耗能行業(yè)，使得節(jié)能減排成為鋼鐵行業(yè)的一個重要工作。而冶金生產(chǎn)是一個復雜繁瑣的工藝過程，從原料準備到最終產(chǎn)品制備要經(jīng)過很多復雜的工藝過程，因此自動化控制技術(shù)在冶金生產(chǎn)工藝過程受到廣泛的歡迎，它不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以提高冶金生產(chǎn)控制過程的可靠性。現(xiàn)今國內(nèi)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(jiān)測和操作等方面不斷改進電氣自動化控制系統(tǒng)，研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的自動化控制發(fā)展方向趨向于智能化和網(wǎng)絡(luò)化。其中應(yīng)用計算機編程程序和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)開發(fā)的新的分布式控制系統(tǒng)和可編程序控制器控制技術(shù)不僅解決了點對點控制弊端和機械沖擊問題，還能實現(xiàn)國家推進的節(jié)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(yè)中的一種重要的應(yīng)用，可以通過將生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人工操作部分轉(zhuǎn)化為自動化控制來實現(xiàn)高工作效率、低生產(chǎn)成本的目的。另外，實現(xiàn)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(chǎn)裝置運行的安全性，還可以實時監(jiān)測冶金生產(chǎn)的全過程，保證設(shè)備正常工作，提高冶金生產(chǎn)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(xiàn)可以為他們提供一個良好安全的工作環(huán)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(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實現(xiàn)冶金生產(chǎn)設(shè)備自動運行和控制。通過電子自動化控制技術(shù)直接對冶金生產(chǎn)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(shù)據(jù)，然后結(jié)合監(jiān)控平臺的相關(guān)信號自動調(diào)節(jié)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)使設(shè)備一直保持正常的運行狀態(tài)，這樣不僅可以提高設(shè)備運行效率，還能保證冶金電氣自動化生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有良好的質(zhì)量。

由于復雜繁瑣的冶金生產(chǎn)工藝過程，自動化控制技術(shù)在生產(chǎn)過程中十分重要，不僅可以滿足生產(chǎn)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(shù)水平與國外優(yōu)秀的電氣自動化控制技術(shù)還有很大的差距，主要是硬件技術(shù)的差距，再加上城市化進程的不斷發(fā)展與電氣控制技術(shù)發(fā)展速度的不匹配性，因此我國需要不斷創(chuàng)新和改進電氣自動化控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)滿足社會需求和冶金生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的目的。目前我國專業(yè)人才在分布式控制系統(tǒng)和可編程序控制器兩個方面實現(xiàn)了重大的突破，這兩方面的創(chuàng)新使得冶金電氣自動化控制系統(tǒng)更加信息化和智能化。

2 分布式控制系統(tǒng)

隨著計算機控制程序、電網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，為鋼鐵冶金電氣自動化的控制管理方式的創(chuàng)新創(chuàng)造了條件。最開始的控制管理方式是比較傳統(tǒng)的人工抄表，然后發(fā)展為集中式控制系統(tǒng)，現(xiàn)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(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)也稱為DCS。分布式控制系統(tǒng)為冶金電氣自動化系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)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(huán)節(jié)的可靠性。

正是由于分布式控制系統(tǒng)可靠性高、易于編程控制和良好的監(jiān)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(tǒng)主要通過能體現(xiàn)分散系統(tǒng)功能和地理位置的分散結(jié)構(gòu)提高冶金自動化控制系統(tǒng)的可靠性。這種新的控制系統(tǒng)可以分散危險，并保證除出故障的設(shè)備都正常工作。另外配備的冗余設(shè)備可以在主設(shè)備出故障時立即代替繼續(xù)工作，從而保證冶金自動化控制系統(tǒng)連續(xù)運行，提高系統(tǒng)的可靠性和利用率。

（2）監(jiān)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(tǒng)可以實現(xiàn)由高智能操作員站進行現(xiàn)場操作，并且可以使得整個現(xiàn)場操作過程通過計算機觀察到。另外，分布式控制系統(tǒng)通過遞階數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)通信分層化，最終實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)擴展性能優(yōu)化。

（3）編程容易且維護方便。

分布式控制系統(tǒng)主要通過自動生成的文件界面和控制組態(tài)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(jié)果也比較可靠。另外，分布式控制系統(tǒng)在冶金自動化運行的過程也能不斷自我診斷，及時發(fā)現(xiàn)問題，從而使系統(tǒng)維護更方便。

3 可編程序控制器

計算機控制程序發(fā)展為可編程序控制器的創(chuàng)造提供基礎(chǔ)，可編程序控制器的創(chuàng)新可以避免傳統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)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(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，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(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對冶金自動化進行集中管理。并且可以僅通過少量相關(guān)元件的輸出和輸入功能來解決接觸不良等問題，通過協(xié)調(diào)軟件和硬件的功能來實現(xiàn)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(tǒng)，從而實現(xiàn)不需增加工作量就可以在在線程序中簡單調(diào)節(jié)完成冶金自動化控制整體設(shè)備的安裝和調(diào)試。

（3）適用于多種硬件配套設(shè)備。

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

（4）維修方便。

PLC控制器的自我診斷和實時監(jiān)測功能，使得設(shè)備發(fā)生故障的概率大大降低，并且PLC控制器可以及時發(fā)現(xiàn)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(tǒng)重新快速進入正常運行狀態(tài)。

4 結(jié)語

鋼鐵冶金行業(yè)是一個高耗能行業(yè)，其應(yīng)用的自動化控制技術(shù)也一個復雜的控制過程。因此了解電氣設(shè)計中的自動化控制技術(shù)非常重要。該文介紹自動化控制技術(shù)，并從監(jiān)測手段和控制管理兩方面重點探討了冶金電氣技術(shù)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS）和可編程序控制器（PLC）創(chuàng)新技術(shù)，新技術(shù)推動了冶金自動化控制系統(tǒng)向智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，提供了節(jié)能減耗的技術(shù)支持。

參考文獻

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