淺析鋼鐵工業(yè)中的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

周宗革

【摘要】 “十二五”期間我國鋼鐵工業(yè)進(jìn)行了大量的自動(dòng)化生產(chǎn)建立，自動(dòng)化水平取得了飛速的發(fā)展。本文在介紹我國鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析鋼鐵工業(yè)中的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，包括現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和工業(yè)以太網(wǎng)，為自動(dòng)化控制鋼鐵冶煉提供了技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】 鋼鐵工業(yè) 自動(dòng)化 工業(yè)以太網(wǎng)

鋼鐵生產(chǎn)過程繁雜且冗長(zhǎng)，一般包括選礦、燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋鋼等等工序。鋼鐵生產(chǎn)過程中的高溫、高輻射和粉塵對(duì)鋼鐵工人的健康影響較大，有些鋼鐵生產(chǎn)過程還對(duì)鋼鐵工人的人生安全帶來威脅。例如經(jīng)常發(fā)生爆炸或鐵水四濺，造成鋼鐵工人皮膚灼燒等現(xiàn)象。如何充分發(fā)揮自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)國際先進(jìn)的控制系統(tǒng)來提高鋼鐵生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，保證鋼鐵工人的生命安全是每個(gè)大型上市鋼鐵企業(yè)急切解決的難題。新余鋼鐵集團(tuán)作為國內(nèi)的上市企業(yè)，投入了大量的人力、物力和財(cái)力，引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)的自動(dòng)化管理。

一、我國鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀

目前，我國大部分鋼鐵企業(yè)都引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)或設(shè)備，控制鋼鐵生產(chǎn)的全過程，這些先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅包括單機(jī)操作系統(tǒng)，還包括分布式系統(tǒng)，基本上能滿足正常的生產(chǎn)需求，但離國際先進(jìn)水平還有一定的差距。為滿足進(jìn)一步的需求，一些新建的鋼鐵項(xiàng)目淘汰了一些過時(shí)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，引進(jìn)單機(jī)自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制分級(jí)管理。

鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)一般包括四級(jí)，分別是采集執(zhí)行層、控制層、生產(chǎn)管理和調(diào)度系統(tǒng)和企業(yè)信息管理層，每層實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立的管理，又相互集成。采集執(zhí)行層實(shí)現(xiàn)物理量的測(cè)量及執(zhí)行具體的控制命令；控制層集中控制鋼鐵生產(chǎn)工藝過程，優(yōu)化生產(chǎn)控制；生產(chǎn)管理和調(diào)度系統(tǒng)完成鋼鐵生產(chǎn)過程中各工序的協(xié)調(diào)管理；企業(yè)信息系統(tǒng)層則完成各子系統(tǒng)的集成管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。一般來說，采集執(zhí)行層采用傳感器技術(shù)等，而其它層則采用以太網(wǎng)，不同層的網(wǎng)絡(luò)之間的無縫集成不是非常順暢。如何實(shí)現(xiàn)這些層之間的集成一直是未來鋼鐵企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)和核心。只有真正做到控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的信息集成，鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化才真正實(shí)現(xiàn)了，也才能發(fā)揮鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的真正作用。

二、鋼鐵工業(yè)中的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

2.1現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)起源于上世紀(jì)80年代，使用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，包括德國BOSCH公司的CAN，基金會(huì)公司的現(xiàn)場(chǎng)總線等等。這些系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間獨(dú)立性比較明顯，同是各子系統(tǒng)之間又是可集成的。所謂現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)就是指一個(gè)全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均采用不同儀表實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)操作?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)全球非常多，包括60多個(gè)不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)的無縫集成、溝通生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、控制設(shè)備、企業(yè)更高的系統(tǒng)管理層之間的聯(lián)系等方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，貫穿鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的全過程，包括選礦、燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋鋼等等工序，以現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)為支撐的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有精確性好，維護(hù)性和擴(kuò)展性好，子系統(tǒng)之間的集成度高等特點(diǎn)。

2.2工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

所謂工業(yè)控制計(jì)算機(jī)就是將個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工業(yè)過程控制中，通過軟件控制生產(chǎn)過程。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)高度開放，系統(tǒng)集成度也更高，更加靈活、更加低廉地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)過程控制。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過集成通信、人機(jī)界面和功能軟件，實(shí)現(xiàn)PLC功能和DCS功能，通過價(jià)格低廉的PC機(jī)，使用一般的硬件平臺(tái)，安裝各種各樣適合程序開發(fā)的軟件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制管理。例如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上可以安裝Windows-NT和 Windows-CE等操作系統(tǒng)。新余鋼鐵集團(tuán)公司將許多DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器統(tǒng)一使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并且大大節(jié)約了調(diào)節(jié)器或傳感器的維護(hù)困難。

2.3工業(yè)以太網(wǎng)

近幾年，工業(yè)以太網(wǎng)廣泛用于鋼鐵工業(yè)中的自動(dòng)化控制，通過遵循以太網(wǎng)的的TCP/IP協(xié)議，將鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種控制器連接起來，通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展已趨成熟，許多鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化控制器都具有了TCP/IP協(xié)議接口，或RS232、RS486或IEEE1394等等，通過這些接口技術(shù)可以將許多鋼鐵工業(yè)過程中的傳感器接入INTERNET網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成化，企業(yè)信息化管理。

三、結(jié)語

綜上所述，我國鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)包括現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和工業(yè)以太網(wǎng)，通過自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以提高鋼鐵的生產(chǎn)效率，降低能耗，是世界工業(yè)生產(chǎn)的一部分。雖然我國的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)起步比較晚，但最近幾年工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和工業(yè)以太網(wǎng)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，非常理想的解決了鋼鐵工業(yè)過程控制，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)過程的一體化問題，鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了顯著的提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 黃運(yùn)杰.探討鋼鐵廠的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)[J].中國科技縱橫，2014（8）：79-79.