電氣自動化技術在鋼鐵行業的應用與發展

摘 要 隨著科技水平的發展，電氣自動化技術在鋼鐵企業中的優勢得到了企業管理者的重視。本文對電氣自動化技術在鋼鐵行業中的實際應用作了說明，并對電氣自動化技術的發展趨勢及發展方向作為簡要闡述。

關鍵詞 電氣自動化；鋼鐵行業；應用；發展

1 概述

鋼鐵企業屬于重工業制造行業，由于其行業特殊的工作性質和多變的生產環境，其生產過程中存在許多危險因素，大量自動化技術和電氣設備被引入鋼鐵行業已逐漸取代現場的單純的人力操作。在危險性較大的生產環境中，電氣自動化技術的使用可以及時有效地預防和排除鋼鐵企業在生產過程中即將出現的安全問題，避免安全風險的發生，確保企業安全生產[1]。

2 電氣自動化技術的實際應用

2.1 各種電氣檢測元件的應用

鋼鐵行業對成品的質量要求十分嚴格，這就對電氣元件提出更高的要求，不但要求電氣元件動作準確、靈敏可靠，更要有狀態自檢報警功能。現場部分電氣元件具有人機交互界面，技術人員可以通過操作界面對電氣元件的參數進行手動設置，并可以讀取歷史數據、查看當前工作狀態等。電氣檢測元件具有通信接口，支持標準的電氣通訊協議，能將檢測的電壓或電流信號傳遞到上一級控制系統或是顯示儀表。

2.2 變頻器、軟啟動器的應用

鋼鐵行業現場根據工藝需要安裝著各種機泵等耗電設施，其設備用電需要相當巨大，大型電機的頻繁啟動會對企業內部電網造成沖擊，尤其是高壓電機在啟動時會瞬間拉低電網電壓，對同在同一電網用電設備造成影響，而變頻器、軟啟動器等電力設備的應用可有效減小大型電機啟動時對電網產生的影響，而變頻器的使用更可以有效地節約電力能源，優化電機性能和使用壽命，為鋼鐵企業節約運營成本和減小備件消耗[2]。

2.3 電力監控系統的應用

大型鋼鐵企業的高壓變電所、配電室由于其涉及的大型變壓器、隔離器、斷路器等電力設備較多，考慮到電力設備的集中監視和統一實時管理，一般都會安裝配套的高低壓電力監控系統，電力監控系統可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關量的運行狀態（包括三相交流電壓、交流電流、有功功率、功率因數、電壓頻率、電能電量、電氣柜溫度、開關位置等），將采集到的數據或直接顯示或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總系統功率、負荷最大值、功率因數上下限等），定期提示元件或消耗品的更換，故障狀態的線路切換及報警，并對重要的信息量進行數據庫存儲，是優化鋼鐵企業電氣設備管理的可靠監控系統。

2.4 電機保護器的應用

電機保護器是現在普遍應用的電機保護設備，即不僅具有斷路器、熱繼電器等電氣元件的基本功能，還具有可編程邏輯控制器的許多功能。一般電機保護器都具有現場控制面板和運行指示燈，控制面板可實時顯示當前電機運行狀態，如電機非正常停機，維護人員可以通過控制面板查看電機故障信息、調取運行趨勢畫面。同時電機保護器還具有通信接口，可以同鋼鐵企業的PLC系統或DCS系統進行通訊，并可集成到企業現場自動化控制系統之中。

3 電氣自動化技術發展方向

3.1 網絡化、智能化

電氣自動化技術朝著網絡化方向發展，以太網絡技術的發展間接推動了電氣自動化設備網絡化的進程，一些鋼鐵企業在優先使用基礎電氣自動化和過程控制電氣自動化技術的同時，大力發展二級網絡電氣自動化監控系統，通過不同管理控制權限的設定，利用以太網絡及互聯網絡，可以同時給現場操作人員及企業的高層管理人員提供相關的數據信息，如操作人員需要監控現場電力設備的運行狀態，而高層管理人員需要定期收集企業的用電情況及設備消耗情況等。

電氣自動化技術已經由原來單一的現場電氣元件控制，逐漸向智能化方向發展，其電氣自動化技術相結合的PLC系統其主控制CPU、數據采集模塊、現場檢測儀表、電氣室的電氣元件都具有自診斷、自適應、狀態顯示及多種報警形式功能。在實際應用中也更加靈活，可以滿足現場電氣室、儀表間無人值守的工況要求，無論是遇到自身故障或是外界環境引起的過流、過載、過熱等情況，均可以進行智能化判斷，并采取相應的保護措施進行自身保護并保護下一層設備不受損壞[3]。

3.2 微型化、可編程化

鋼鐵企業的電氣室空間有限，電氣元件已經由以前單一的功能設備，已經發展成集成多種功能且占用空間小的元件設備，電氣元件已經普遍具有成品體積小功能多等特點，其集成電路技術及納米技術的引入，更加加速了電氣元件技術微型化的進程。

電氣自動化技術還和計算機技術相互整合，新型的電氣元件可以通過人機交互軟件對電氣元件進行參數設定，電氣自動化專業維護人員可以根據現場電氣設備的特點單獨對電氣參數進行調整，以使電氣元件適應不同的工況，這樣可以擴展電氣元件使用的場合，利高了電氣元件的利用率。另外許多電氣元件內部擁有存儲單元和邏輯單元，通過外界連接數據線，可以對電氣元件進行參數優化和歷史狀態追溯及當前趨勢曲線在線監控等。

3.3 模塊化、標準化

電氣自動化技術發展的另一個方向是電氣設備的生產、組裝、更換具有模塊化和標準化。鋼鐵企業來說大型電氣實現了模塊化結構，對于易損的電氣部件只需要更換其中一部分元件就可以恢復故障設備，這樣可以大大節約備件成本，也節約的故障查找和修復的時間。

電氣設備的標準化不僅包括生產、組裝、使用、通信協議等方面的設計及生產過程中的標準化，對于企業的使用方，電氣設備的標準化可以使設備的組裝、更換有規可依，縮短企業職工在電氣設備熟悉操作步驟和更換流程上的時間，為企業提高生產效率[4]。

4 結束語

電氣自動技術的發展改變了鋼鐵企業原有的以人工為主的生產模式，提高產品的質量和生產效率。隨著電氣自動技術不斷的進步的發展，使得制鋼鐵行業的機械動作和設備運行變得更加智能和有序并且安全可控。

參考文獻

[1] 王偉.鋼鐵企業電氣自動化專業技術及其應用[J].機電工程技術，2015，44（12）：126-128.

[2] 何煒.電氣自動化在鋼鐵企業中的應用分析[J].產業與科技論壇，2014，13（22）：109-110.

[3] 張安國.電氣自動化技術在電氣工程中的應用分析[J].中國高新技術企業，2016，（13）：52-53.

[4] 王艷朋.電氣自動化技術在鋼鐵企業中的應用探討[J].科技創新與應用，2014，（11）：295.

作者簡介

劉岐（1990-），男，河北省唐山市；學歷：本科，現就職單位：首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，研究方向：從事現場電氣設備的調試、維護工作。