冶金行業電氣自動化主要控制技術及發展路徑

李樹軒

（唐山鋼鐵集團有限責任公司，河北 唐山 063000）

近年來，大多數冶金企業開始全面啟用電氣自動化控制技術，實現冶金工業生產自動化和高效化進程，有效提升整個產品生產線的工作效率，進而也促進了電氣自動化主要控制技術的迅速發展。換言之，冶金行業的自動化生產模式備受關注，在科技水平飛速發展的推動下，冶金行業電氣自動化主要控制技術也取得了長足發展，在經歷了很多變革之后，也取得了很多收獲，激發了冶金行業的生命力和發展活力。當然，在整個電氣自動化發展過程中，相關冶金企業在新的生產工藝研究以及新的技術開發方面投入了很多心血，包括大量的物力和資金。但是，發掘更多自動化控制技術或者進一步革新現有技術，降低生產能耗，促進生產效率最大化仍然是一項艱巨的任務，但也是當下社會發展關注的研究熱點之一，這項技術的變革和創新對提升我國冶金行業經濟效益而言，也具有非常重要的作用。

1 冶金行業電氣自動化技術的基本特點

20世紀80年代，冶金行業的電氣自動化技術大多還是源于國外生產，引進國內主要是契合當時冶金行業的發展，大多企業直接從國外引入控制系統后便直接投入生產過程中，從根本上講，這項技術算是基本流程型技術，主要還是用于滿足冶金行業的生產需求。到目前為止，在世界科學技術逐步發展的促進下，冶金行業電氣自動化技術也得到了極大的提升，在使用過程中發掘了很多創新點，主要體現在應用和創新這兩方面，對生產而言，冶金行業的生產工藝各式各樣且愈加精細，產品生產的連續性越來越強；另外，更多的技術融入自動化技術的研發中，例如物理技術和化學技術。這也激發了我國自主研發電氣自動化技術的興趣，換言之，我國冶金行業電氣自動化技術從此產生了根本變化，而且后續研發過程中遇到的意外或者狀況，也讓生產者清晰地認識到技術在生產中的重要作用是不可忽略的，這在冶金行業電氣自動化技術的發展歷程中發生了歷史性的轉變。

除此之外，冶金行業電氣自動化技術的不斷發展和進步，主要是在于冶金行業所用的材料和冶金行業中涉及到的生產技術的革新，只有材料和生產技術達到一定高的水平，才能保證冶金產業中產品的質量，二者水平越高，產品質量就越好。因此，冶金行業從業人員務必要對該行業所需材料和生產技術有深入的了解和認識，才能更好地制定后續生產計劃，使得冶金行業發展步入正軌，甚至領先于世界水平。

2 冶金行業電氣自動化主要控制技術

2.1 冶金檢測技術

冶金行業中最常用的原料有三種金屬，分別是鐵、鉻、錳。這三者金屬在生產過程中有明顯缺陷，造成廢渣、廢氣污染，對環境產生了惡性影響。電氣自動化主要控制技術在冶金行業生產過程中能夠通過冶煉模型檢測原料生產過程中產生的廢渣、廢氣等廢棄物；另一方面，如果能夠檢測出生產過程中還剩余的原料，再向系統控制中心發出回收令，從而實現原料的循環利用，降低冶金生產成本；綜合以上兩方面來看，電氣自動化控制技術對冶金行業長遠發展而言具有積極作用，最大限度地控制廢棄物的產量，有效控制原料用量，綜合提升冶金生產的經濟效益，實現資源配置最優化目標。

2.2 PLC技術

自動化控制系統的重要組成部分是電氣控制系統，其優點很多，例如信息量大、調速便捷、控制力強、操作直觀等，是冶金工業生產過程中的一大重要系統；而且電氣控制系統的組成主要分為三個部分，分別是PLC、觸摸屏、變頻器。目前，PLC技術發展已然成熟，抗干擾能力很強，另外，可靠性也很高，還具有維修方便、I/0接口模塊多樣化、性價比較高等多種優勢，促使PLC電氣控制系統有效避免了傳統的繼電接觸器系統故障率較高、接線復雜以及擴容難的問題，能夠通過改變系統的程序或者個別參數實現連接簡單、易維護的目的，同時利用光電隔離技術提高現場抗干擾力，加快運行速度，提升整個系統的可靠性。除此之外，PLC技術在開關邏輯、閉環過程和運行控制、數據處理、通信中有廣泛的應用。計算機通信技術和PLC技術的有機融合確保冶金行業生產過程運行穩定，不僅提高了該行業的自動化水平，還使得冶金行業的發展更上一層樓。

2.3 傳感技術

傳感技術在生產過程中發揮著重要作用，一方面用于及時感知環境；另一方面用于傳遞環境內信息，將其準確傳達到指定系統，幫助從業人員掌握環境變化情況及環境特征。近年來，傳感技術在冶金行業中的應用需求建立在傳感器內溫度傳感器必須將信號轉化為數字形式輸出，能夠實現全面檢測爐體溫度的目的之上。

3 冶金行業電氣自動化主要控制技術的發展路徑

到目前為止，冶金行業電氣自動化控制技術的發展也經歷了很多困難，例如：我國冶金技術應用具有局限性，還不夠全面；人工控制煉鋼終點造成冶金生產率大大降低；難以滿足市場需求，競爭力低；冶金生產過程受人工因素影響，所得產品質量參差不齊；生產成本較高等，導致電氣自動化控制技術在冶金行業的應用還不完善，尚不能保證企業的健康發展。因此，本文主要從以下幾個方面研究分析冶金行業電氣自動化主要控制技術的發展路徑。

3.1 提升集成控制水平

如今，冶金行業電氣自動化水平逐步發展，正處于挑戰與機遇并存時期，如果能夠引入更高級的控制系統或新技術，便能進一步提升冶金工業生產的準確性和批量生產處理的能力，同時迅速提升整個生產系統的效率和自動化水平；例如數據挖掘技術，可以淘汰傳統做法使得生產過程自動化。

冶金生產過程的控制可由電氣自動化主要控制技術的內部集成系統操作。為了確定更加準確的冶金架構，需要深入研究仿真模擬技術，讓整個冶金生產流程更加順暢、簡便；為了有效回收原料以及廢棄物，減少環境污染，必須提升電氣自動化主要控制技術的水平；另外，如果想要更加有效地發揮檢測技術的作用，必須提升控制數據的有效性和水平，同時能及時反饋檢測結果并處理故障，避免出現不可控局面。綜上，提升集成控制水平對冶金生產過程具有重要意義。

3.2 優化冶金自動化控制系統服務

影響冶金行業電氣自動化控制系統的運行質量的主要因素之一是自動化控制系統的服務水平。在實際冶金生產操作過程中，一般通過提升自動化控制體系的先進性保證零故障，主要涉及兩方面內容，其一是銜接設備內部軟硬件配套設施，改善操作系統；其二，促進產學研融合，提高生產工藝水平。另外，還需改進生產過程中的每一個操作步驟，比如：引入節能技術，建立能量優化模型，縮短生產周期，進一步提升生產效率；引入連鑄技術，提升自動化水平，促進冶金行業發展。

3.3 提高信息化程度

冶金行業的安全性和穩定性得益于信息技術的廣泛應用，智能儀表、集中器以及各種模型技術等都有使用自動化生產技術，例如，MES、ERP系統。如今，云計算、虛擬化技術以及物聯網技術等信息技術日益發展壯大，相信不日便可對提升冶金行業的信息化發展提供新的方向。

3.4 實現能源管理控制一體化

如上述內容可知，冶金行業生產過程中存在能耗較大的問題，不能有效解決這一問題的話會顯著阻礙整個行業的正向發展。如今，我國冶金行業的生產發展趨勢已經由粗放型生產轉變為精細化生產。如果在以后的發展進程中，能夠實現能源管理控制一體化，將自動化水平滲透在冶金行業各個方面，在很大程度上能夠實現節能減排，創造更高的經濟效益和社會效益，促進冶金行業的可持續發展。

3.5 建立健全過程控制系統

建立健全過程控制系統，諸如將光電一體化技術、數據處理技術和融合技術，運用于系統參數閉環控制、工業產品的物流跟蹤體系以及產品質量把控過程、或者檢測熔渣成分及鋼水純凈度、預報溫度、判斷尺寸組織參數等環節中，充分發揮各新興技術的優勢，保證冶金工業生產運作正常，有效提升生產效率。

綜上，盡管電氣自動化控制技術在冶金行業的應用還不完善，其自身發展存在缺陷，尚不能保證企業的健康發展。但是，基于更高級的科技水平發展或者進一步革新現有的技術，探究發展冶金行業電氣自動化主要控制技術的發展路徑，從長遠的有效的發展角度考慮，冶金行業電氣自動化控制技術一定可以取得很大的進步，未來也一定能夠有效實現冶金行業生產效率最大化以及能耗最小化的理想目標，提升冶金行業的經濟效益以及在整個經濟結構中的重要性。

根據冶金行業電氣自動化技術的特點可知，技術創新是實現冶金行業電氣自動化主要控制技術的關鍵途徑，也可以說是其飛速健康發展的重要基礎。革新技術、研究和尋找新的電氣自動化控制技術的發展路徑：提高集成控制水平、優化冶金自動化控制系統服務、提高信息化程度、實現能源管理控制一體化以及建立健全過程控制系統，一定可以激發電氣自動化控制技術的生命力，激發其在冶金行業中的活力，進而激活冶金行業，進一步提高冶金行業的生產效率，降低資源損耗率，創造更高的社會經濟效益，從而在一定程度上能夠促進我國經濟社會的穩步發展，同時反作用于各種科學技術，促使其具有極大的提升，再促進電氣自動化主要控制技術的正向發展，勢必會促使我國冶金行業的健康發展，使其早日步入世界先進水平行列，處于領先水平，然后服務于其他國家及其他行業。