冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展措施分析

文明

（中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

1 研究背景

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和冶金行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，我國(guó)正通過(guò)不斷地引入大量的自動(dòng)化控制技術(shù)以求更好地提高冶金生產(chǎn)的控制水平。多數(shù)企業(yè)經(jīng)過(guò)了資本積累，從原料開(kāi)始一步又一步生產(chǎn)到最終的產(chǎn)品。在這過(guò)程中，在新工藝和新技術(shù)上投入了很多的物力和資金。隨著生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)正在冶金行業(yè)被廣泛應(yīng)用。這也給企業(yè)帶來(lái)了旺盛的生機(jī)和活力。如果能夠?qū)⑾冗M(jìn)的技術(shù)融入冶金行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，并有效地發(fā)展自動(dòng)化控制技術(shù)，那么勢(shì)必將冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展得更好。可以看出，目前我國(guó)冶金技術(shù)應(yīng)用不全面。從有關(guān)資料可以看出。很多企業(yè)在冶金的內(nèi)部都會(huì)通過(guò)采用人工控制煉鋼終點(diǎn)的策略進(jìn)行冶金，但是這樣會(huì)大大地降低冶金生產(chǎn)的效率。從而使得企業(yè)沒(méi)有辦法適應(yīng)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需要，最終失去競(jìng)爭(zhēng)力。另外，如果在冶金的過(guò)程中摻雜入更多的人工因素，自然會(huì)降低生產(chǎn)質(zhì)量，從而給后續(xù)產(chǎn)品的生產(chǎn)埋下隱患。自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)和人工策略的混合的成本將會(huì)高于任何一種單一的策略。所以，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的策略還不是很完善，從而給企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

2 冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程

1971～1980年，我國(guó)引入所有的冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)都是為了更好地契合冶金企業(yè)的發(fā)展需要，都是從國(guó)外直接引入冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并投入生產(chǎn)使用，整個(gè)過(guò)程都是屬于基本的流程。發(fā)展到新時(shí)代，冶金工程自動(dòng)化軟件控制技術(shù)在使用的過(guò)程中存在諸多創(chuàng)新之處，不僅生產(chǎn)的工藝流程變得越來(lái)越多，而且也有更多的技術(shù)被融入研發(fā)的過(guò)程中。越來(lái)越多的化學(xué)技術(shù)和物理技術(shù)也被有效地引入研發(fā)的過(guò)程中，并在發(fā)展的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了歷史性的轉(zhuǎn)變。

3 冶金電氣自動(dòng)化行業(yè)主要控制技術(shù)

3.1 冶金檢測(cè)技術(shù)

如果能夠?qū)⑦\(yùn)用水平、質(zhì)量控制和運(yùn)行效率的內(nèi)容都融入冶金生產(chǎn)的過(guò)程中，那么勢(shì)必會(huì)在之后創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國(guó)所使用的設(shè)備和程序都要比國(guó)外自動(dòng)化控制軟件稍微落后一些，但是最近幾年來(lái)在發(fā)展的過(guò)程中有所進(jìn)步。

鐵、鉻和錳為最常見(jiàn)的三種冶金原料，但是在冶煉的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣和廢氣，最終會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在自動(dòng)化技術(shù)控制的冶金過(guò)程中，可以以冶煉模型為基礎(chǔ)來(lái)檢測(cè)其中的廢棄物。一旦在冶煉的過(guò)程中存在可回收的金屬原料，那么檢測(cè)系統(tǒng)就能夠在第一時(shí)間向控制中心發(fā)送回收的指令。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)看，全自動(dòng)化的控制技術(shù)能夠最大限度地減少污染物的量，并在之后有效地節(jié)約冶煉的成本，最終使得冶煉企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得以提升。

3.2 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)已經(jīng)非常成熟，具有很高的可靠性和抗干擾能力，豐富的I/O接口模塊、維修與維護(hù)方便，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。隨著遠(yuǎn)程I/O設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示技術(shù)的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)由PLC、觸摸屏和變頻器組成，其操作直觀、信息量大、控制功能強(qiáng)、調(diào)速方便，已成為自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于冶金企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中。傳統(tǒng)的繼電接觸器電氣系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障率高，不利于擴(kuò)容。與之相比，PLC電氣控制系統(tǒng)硬件連接簡(jiǎn)單，只需改變系統(tǒng)程序或參數(shù)，易于維護(hù)和升級(jí)，采用光電隔離技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，運(yùn)行速度快。PLC主要用于開(kāi)關(guān)邏輯控制、運(yùn)行控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理和通信網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，隨著PLC技術(shù)的普及和應(yīng)用，冶金企業(yè)的工業(yè)自動(dòng)化水平有了顯著提高。特別是PLC與計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，保證了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)了冶金工業(yè)的快速發(fā)展。

3.3 傳感技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)一直都在冶金過(guò)程中被廣泛運(yùn)用。在實(shí)際操作的過(guò)程中不僅能夠時(shí)刻感知周?chē)念~環(huán)境，還能夠?qū)h(huán)境內(nèi)部的信息傳送到指定的系統(tǒng)內(nèi)部。工作人員也就能夠了解環(huán)境的特點(diǎn)。目前，傳感器內(nèi)部的溫度傳感器能夠?qū)⒁苯疬^(guò)程中的溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再輸出于外，從而全面地對(duì)爐體溫度進(jìn)行檢測(cè)。目前，質(zhì)量過(guò)關(guān)的傳感器才能夠被運(yùn)用于冶金行業(yè)內(nèi)部。

4 提高冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展措施分析

雖然早期的冶金自動(dòng)化控制技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中經(jīng)歷了一定的困難和挫折，但是，從實(shí)際發(fā)展的過(guò)程來(lái)看，我國(guó)的電氣自動(dòng)化冶金技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，并在之后有效地實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率最大化和生產(chǎn)耗能最小化的結(jié)合。但是，我國(guó)各地的冶金技術(shù)水平仍然存在諸多問(wèn)題。在未來(lái)，冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展的措施主要如下分析。

4.1 集成控制水平有效地提高

目前，冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)正面臨著諸多挑戰(zhàn)，在未來(lái)也能夠有效地提高冶金生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。只有引入新技術(shù)和控制系統(tǒng)，才能夠有效地提高生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和處理能力，進(jìn)而提高冶金生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。也可以通過(guò)改善冶金電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠有效地讓冶金生產(chǎn)的過(guò)程得以自動(dòng)化，并逐步地淘汰傳統(tǒng)的做法。

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)內(nèi)部的集成控制系統(tǒng)能夠有效地控制冶金過(guò)程。只要有效地研究仿真模擬控制技術(shù)，也就能夠使得整個(gè)冶金的架構(gòu)變得更加準(zhǔn)確，并讓整個(gè)冶金的流程變得更加方便，從而有效地節(jié)省冶煉的原料。只有通過(guò)有效地控制數(shù)據(jù)，才能夠使得各項(xiàng)技術(shù)在冶金行業(yè)的內(nèi)部能夠發(fā)揮檢測(cè)的作用。如果一旦在冶煉的過(guò)程中出現(xiàn)了失誤，要在第一時(shí)間進(jìn)行處理，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。更好地運(yùn)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠有效地回收生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、廢氣和廢渣，從而有效地減少對(duì)環(huán)境的污染。可以看出，集成控制水平確實(shí)可以在冶煉的過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。

4.2 冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)質(zhì)服務(wù)

可以通過(guò)提升冶金自動(dòng)化控制技術(shù)中的核心服務(wù)，更好地提高冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。目前，冶金工業(yè)科技行業(yè)內(nèi)部的服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)得以更好地提升。在實(shí)際操作的過(guò)程中，可以通過(guò)研發(fā)一套先進(jìn)的冶金工業(yè)自動(dòng)化控制體系來(lái)實(shí)現(xiàn)零故障的目標(biāo)。一方面要讓設(shè)備內(nèi)部的軟硬配套得以銜接，另一方面也要將產(chǎn)學(xué)研融為一體，只有這樣，才能在改善操控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)工藝水平。

在實(shí)際進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程中，大家需要改造每一步生產(chǎn)步驟。例如，在冶金的過(guò)程中，可以通過(guò)引入節(jié)能技術(shù)來(lái)監(jiān)理能量?jī)?yōu)化模型，從而更好地縮短生產(chǎn)周期，從而提高生產(chǎn)的效率，最后達(dá)到節(jié)能降耗的目的。也可以通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化連鑄技術(shù)提升冶金技術(shù)的自動(dòng)化程度。

4.3 信息化程度有所提升

可以將信息技術(shù)融入冶金行業(yè)內(nèi)部，從而讓冶金生產(chǎn)過(guò)程變得更加安全和穩(wěn)定。更多類型的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)能夠被運(yùn)用于智能儀表、模型技術(shù)和高性能的集中器內(nèi)部。包括MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)都能夠更廣泛地被運(yùn)用于冶金行業(yè)內(nèi)部。另外，在未來(lái)，包括云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)為冶金企業(yè)的信息發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。

4.4 構(gòu)建能源管理控制一體化

正是因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)是一個(gè)會(huì)耗費(fèi)更多資源和能源的行業(yè)。如果在生產(chǎn)的過(guò)程中更多地耗費(fèi)這些能源，就會(huì)嚴(yán)重地阻礙冶金工業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)冶金工業(yè)將會(huì)逐步從粗放型生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為精細(xì)化生產(chǎn)模式。在未來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)可以在冶金工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，也可以為節(jié)能和低碳減排做出良好的貢獻(xiàn)。我們可以將能源控制管理的重點(diǎn)放在建設(shè)能源控制的過(guò)程中。可以看出，構(gòu)建能源管理控制一體化將會(huì)是將來(lái)冶金工業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

4.5 有效地完善過(guò)程控制系統(tǒng)

在未來(lái)，過(guò)程控制系統(tǒng)會(huì)被運(yùn)用于冶金行業(yè)。更多新型的光電一體化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)都會(huì)被運(yùn)用于冶金工業(yè)中，包括參數(shù)閉環(huán)控制、產(chǎn)品物流跟蹤和產(chǎn)品控制流程，都能夠發(fā)揮更大的作用，包括各類熔渣成分、溫度檢測(cè)預(yù)報(bào)、鋼水純凈度檢測(cè)、尺寸組織參數(shù)判斷等過(guò)程都能夠在運(yùn)作的過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

文章先對(duì)冶金企業(yè)內(nèi)部的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行研究，并分析了自動(dòng)化控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。在未來(lái)，我國(guó)的冶金企業(yè)需要先培養(yǎng)相關(guān)的人才，探索出一條符合我國(guó)冶金行業(yè)自動(dòng)化控制模式發(fā)展的道路。而冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，“集成控制水平有效地提高”、“ 冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)質(zhì)服務(wù)”和“信息化程度有所提升”將會(huì)成為主要發(fā)展趨勢(shì)，總體而言，使用冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)獲得更高的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。