論自動化在冶金工業中的作用

柴先進

摘 要：隨著我國改革開放步伐的推進，冶金工業得到了很好的發展，而對冶金這樣龐大而系統的生產過程，技術是關鍵。自動化技術在冶金工業中的應用，使生產過程更加高效，產品質量也得到了提高，低消耗、高回報使自動化技術倍受青睞。本文探討了自動化在冶金工業中的作用。

關鍵詞：自動化;冶金工業;應用;發展趨勢

隨著社會的發展和科技的進步，我國在自動化控制方面逐漸取得較好的進展，而自動化技術也逐漸應用于社會領域的各方面，其中也包含冶金工業。在冶金工業的生產中，自動化程度對冶金工業的生產效率和效益具有重要的影響作用。

一、冶金工業介紹

冶金工業是指開采、精選、燒結金屬礦石并對其進行冶煉、加工成金屬材料的工業部門。分為：①黑色冶金工業，即生產鐵、鉻、錳及其合金的工業部門，它主要為現代工業、交通運輸、基本建設和軍事裝備提供原材料;②有色冶金工業，即生產非黑色金屬的金屬煉制工業部門，如煉銅工業、制鋁工業、鉛鋅工業、鎳鈷工業、煉錫工業、貴金屬工業、稀有金屬工業等部門。

二、自動化在冶金工業中應用的基本認識

1、冶金工業自動化技術的基礎知識。在我國現代化冶金企業中，控制系通常采取分級的結構。初級是傳感器和執行器結合了采集執行層，其目的是完成被檢測對象的測量和控制命令的執行;一級是控制層，保證了基礎自動化，其主要功能是實現生產制造過程的集中控制;二級是為生產模型計算，優化冶金工業生產中的環境控制;三級是生產管理與調度系統，用于調度冶金生產過程中各工序的工作順序;四級是企業信息系統層。各層通過一個完整的網絡系統構成互聯的有機整體，冶金工業中信息化建設的重難點是各種網絡的無縫集成。因此，只有在冶金工業做好自動化控制與管理系統的信息集成，才能將冶金工業的信息化技術落到實處，發揮自動化技術的實際作用。

2、冶金工業中自動化技術發展現狀。隨著科技的發展，我國冶金工業的自動化程度大大提高，在有色金屬制造的每個環節都能看到自動化設備使用的痕跡，既有先進的單機操作系統，又有完善的網絡分布系統。當前，我國大型有色金屬制造企業已基本引進國際上先進的自動化技術和設備。結合實際生產環境與需求進行改進，使設備技術更好地應用于自身的冶金生產中，這反映了我國冶金工業自動化技術缺乏自主創新與研發，尚處于吸收他人經驗和先進設備技術的階段，同時國家對冶金工業的要求也越來越高，要淘汰掉仍在使用的落后設備與技術，需加大設備投入，為冶金生產制造配備先進的自動化系統和單機自動化的生產設備，加大新技術、新設備的研發力度，努力趕上西方國家在冶金工業自動化技術的先進水平。

三、自動化在冶金工業中應用的改進

加熱爐是冶金工業中不可缺少的設備，其工作狀態直接影響產品質量和生產投資成本。盡管我國現代化冶金工業整體上極大地提高了加熱爐的自動化控制水平，但仍有許多地方冶金企業對加熱爐的自動化控制能力較差，不能保證鋼坯的加熱質量，還將造成原材料的浪費和嚴重的大氣污染等問題。因此，為了提高加熱爐的控制水平及解決冶金工業生產中存在的問題，應優化和創新自動化加熱控制技術。

1、DCS系統在冶金加熱爐中的應用。該系統是一種功能上分散、管理上集中的創新性的控制系統，它比傳統儀表更具有可靠性，可控制的功能更多，其具有自動化程度高、整體性更完善等優點。隨著微電子技術的不斷進步和發展，將DCS系統中的雙交叉溫度控制技術應用于冶金工業加熱爐燃燒控制中，能解決過去傳統的溫控燃料燃燒存在的原料損失過大、熱效率低、對大氣層及環境污染嚴重的不足，還提高了冶金工業中的勞動生產率，從而使冶金工業制造中的自動化技術和管理水平大幅提高。

2、集散控制系統在連續式加熱爐中的應用。在冶金工業自動化技術中，采用集散控制方式實現控制和危險分散，并集中管理，這項技術是基于加熱爐的結構。一臺用于管理監控的計算機和若干臺智能數字控制器組成中心控制系統作為管理監控的計算機可對冶金工業整體系統中各個控制參數進行管理操作與監視。通過與之相連的外部設備檢測數據及爐內溫度變化、燃料流量和空氣流量等資料，為冶金工業人員掌握和操作爐內燃燒狀態提供了依據。將智能數字控制器相組合，構成加熱爐各加熱段和均熱段的溫度自動控制系統，提高了系統的各態指標與抗干擾能力。冶金工業制造過程的內環由兩個并行回路組成，即燃料流量調節回路與空氣流量調節回路。外環可由燃料流量和空氣流量控制，從而實現爐內各時間段的溫度控制，保證各段的溫度控制精度及升降溫的速率。由于內環的調節功能，可抑制燃料流量和空氣流量的波動，極大地降低爐內溫度波動范圍，進而提高了系統對溫度控制的精度與抗干擾能力。

四、自動化在冶金工業中應用的發展趨勢

1、自動化控制。當前，我國應正視自身在冶金工業自動化技術發展上的不足，加大先進控制設備的研發力度，培養自動化技術人才，提高自主知識創新能力，以及對智能控制和高性能控制器的設計研發水平。根據冶金工業的實際生產環境，加強檢測儀表的應用，保證檢測儀表所產生數據的真實性，提高檢測儀表的質量與使用壽命，并進一步在勘測和預報中創新及研發。對冶金工業而言，自動化技術的基礎是一類數學模型的適用，需將冶金工藝技術與數學模式，以及過去積累的經驗與現代化冶金自動化技術有效結合，針對各種典型的工位生產過程模型采用有效的優化方法，以提高自動化控制在冶金工業中的適應性。

2、信息化應用。在實踐中，長期的實際應用能提高信息化的有效應用，因此冶金工業應更多地立足于生產制造過程中已擁有的基礎，優化和創新自身所掌握的信息自動化技術，結合他人先進生產技術和設備揚長避短，逐步實現冶金工業信息化與基礎自動化的完美結合。在冶金工業生產制造過程中，應注重對整個生產過程工序進行梳通和優化，節約人力及原料資源，提高信息化應用水平。另外，還需重視冶金工業信息化人員的工作技能培訓，組織他們定期學習新技術、新知識，確保信息化自動化在冶金工業生產制造中發揮其最大作用。

如果冶金工業能源管理的自動化建設僅保持在原始數據采集的基礎上，就無法實現產能的提高與技術的創新。對冶金工業能源管理具有特殊的方面，首先要解決原料消耗量大的問題，同時要解決冶金工業生產過程中大量污染和有毒氣體的產生及排放。因此，能源管理的核心是優化能源的使用，采用新的二次能源使用技術、運用多種原材料進行統一控制，并且要增加能源安全管理機制。

參考文獻

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