電氣自動(dòng)化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用探析

萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司自動(dòng)化部 朱 丹

電氣自動(dòng)化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用探析

萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司自動(dòng)化部 朱 丹

目前，國(guó)家持續(xù)壓縮鋼鐵行業(yè)規(guī)模，淘汰落后的環(huán)境污染大的鋼企，而且現(xiàn)在粗鋼產(chǎn)量供大于求。本文在對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，闡述了電氣自動(dòng)化的技術(shù)特點(diǎn)，就鋼鐵企業(yè)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，最后就該項(xiàng)技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

電氣自動(dòng)化；鋼鐵企業(yè)；應(yīng)用

近年來，隨著科技的發(fā)展，我國(guó)在電氣自動(dòng)化方面的研究和應(yīng)用取得了顯著成就。從電氣自動(dòng)化的應(yīng)用行業(yè)來看，電子自動(dòng)化的具體應(yīng)用正在發(fā)生著內(nèi)在的深刻變化，電氣自動(dòng)化是當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)流程復(fù)雜，電子自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言是極富創(chuàng)造性的舉措，在提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、改善生產(chǎn)環(huán)境和增強(qiáng)生產(chǎn)安全性方面具有重要作用。因此，提高電氣自動(dòng)化的利用率是鋼鐵行業(yè)面臨的重要任務(wù)。

一、電氣自動(dòng)化概述

電氣自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、冶金、采礦、鋼鐵和生產(chǎn)制造行業(yè)。無論是精細(xì)零件的設(shè)計(jì)制造，還是航天系統(tǒng)，都需要用到電氣自動(dòng)化技術(shù)。我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)于19C50S，目前以進(jìn)行多次革新，電氣自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得的巨大成就中發(fā)揮了突出的作用。提高電氣自動(dòng)化在鋼鐵行業(yè)的利用率，為鋼鐵生產(chǎn)信息化建設(shè)提供了保障，是決定鋼鐵行業(yè)能否轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵。

二、電氣自動(dòng)化特點(diǎn)分析

電氣自動(dòng)化具有覆蓋面較廣和電子技術(shù)依賴性高兩個(gè)特點(diǎn)。首先，在電氣自動(dòng)化技術(shù)的覆蓋范圍上，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性非常強(qiáng)，可優(yōu)化鋼鐵行業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工序，因此在各個(gè)行業(yè)內(nèi)均得到了廣泛應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)的科技水平較高，除了常見的各類硬件設(shè)施設(shè)備外，還具有相應(yīng)的配套軟件，能滿足各行各業(yè)的生產(chǎn)需求，這也是電氣自動(dòng)化技術(shù)之所以如此受歡迎的原因。在電子技術(shù)應(yīng)用方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到的傳感設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備和顯示器設(shè)備等均與電子技術(shù)息息相關(guān)，可以說電氣自動(dòng)化技術(shù)是電子技術(shù)的應(yīng)用，而電子技術(shù)是電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)［1］。

三、電氣自動(dòng)化在鋼鐵企業(yè)中的具體應(yīng)用

（一）電子自動(dòng)化在電子元件上的應(yīng)用

繼電器、傳感器和高壓斷路器等電子元件，在鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)流程中得到了廣泛應(yīng)用。其中高壓負(fù)荷開關(guān)與高壓隔離開關(guān)兩相配合共同完成自動(dòng)跳閘保護(hù)、切斷正常負(fù)荷電流等任務(wù)，起到保護(hù)電路的作用。電源切斷之后，還可通過絕緣側(cè)檢修線路和設(shè)備故障，確保作業(yè)者人身安全；繼電器作為調(diào)節(jié)電流的安全開關(guān)，由輸出回路和輸入回路兩部分構(gòu)成，通過對(duì)輸入回路的調(diào)劑控制，對(duì)輸出回路起到電流轉(zhuǎn)換和保護(hù)的作用，設(shè)備或電路發(fā)生故障后，電氣自動(dòng)化裝置就會(huì)立即將故障部位的電源切斷，預(yù)防故障的擴(kuò)大和不利影響的發(fā)生，減少損失；變頻器作為控制電源頻率的裝置，起著將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，進(jìn)而控制部分設(shè)備功能的作用。變頻器在鋼鐵企業(yè)中主要被用于鍋爐當(dāng)中，如變頻調(diào)速設(shè)備和變頻調(diào)速器等；傳感器主要將檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為能計(jì)算的物理量的電氣元件，如流量傳感器、溫度傳感器等。

（二）電氣自動(dòng)化在各類檢測(cè)上的應(yīng)用

一是用于鋼鐵質(zhì)量檢測(cè)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中可用于對(duì)生產(chǎn)原料的檢測(cè)監(jiān)管，從源頭上保障鋼鐵質(zhì)量。其中紅外測(cè)溫儀主要用于鋼鐵圖像的掃描，提高鋼鐵鑄件尺寸和精度，避免人為誤差造成的質(zhì)量問題；鋼鐵鑄件部分外觀缺陷可靠視檢完成，但鋼鐵內(nèi)部缺陷及其外觀細(xì)微缺陷的檢驗(yàn)不能完全依靠視檢，在實(shí)際工作中經(jīng)常需要借助大量電氣自動(dòng)化設(shè)備的輔助?，F(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化主要被用于鋼鐵產(chǎn)品的外觀檢測(cè)和平整度檢測(cè)上。二是用于生產(chǎn)環(huán)境的改善。鋼鐵生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)環(huán)境直接關(guān)系著一線作業(yè)人員的身心健康和安全，所以必須要對(duì)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)境的重點(diǎn)控制和監(jiān)測(cè)對(duì)象包括燃?xì)庑孤⒂卸居泻怏w、和粉塵等，具體來說包括鋼鐵加熱產(chǎn)生的廢氣元素、鍋爐燃燒材料當(dāng)中的瓦斯含量等，而這一切監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都有賴于電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用?？偟膩碚f，電子自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用，可取的良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益［2］。

（三）PLC在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

PLC操作簡(jiǎn)單便捷、穩(wěn)定性可靠性高，能夠與各類設(shè)施設(shè)備和外部裝置聯(lián)用，因此在鋼鐵行業(yè)這一重型機(jī)械行業(yè)得到了廣泛使用。鋼鐵生產(chǎn)中涉及到的連鑄、脫硫、吹氧、出渣等工藝均離不開PLC設(shè)備的應(yīng)用。當(dāng)前，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)基本都實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，鋼鐵冶煉質(zhì)量和效率得到了提升，節(jié)約了生產(chǎn)能源和人力成本，為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。第一，PLC設(shè)備應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的上卸料系統(tǒng)。在鋼水試料氣體送樣中，我公司采用了德國(guó)西門子的系列可編程控制器實(shí)現(xiàn)了送樣環(huán)節(jié)的全自動(dòng)化控制，降低了傳統(tǒng)人工作業(yè)強(qiáng)度，在提高生產(chǎn)效率和增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益上起到了突出作用。第二，PLC設(shè)備在化學(xué)水處理當(dāng)中的應(yīng)用。由于PLC設(shè)備穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)，且易于編成和使用，對(duì)外部環(huán)境要求較低，可與其它設(shè)備聯(lián)用，因此將可編輯程序控制器應(yīng)用于化學(xué)水處理系統(tǒng)當(dāng)中，能妥善解決單一繼電器控制存在的各類問題［3］。

（四）電子自動(dòng)化在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

鋼鐵企業(yè)往往利用多種電氣自動(dòng)化措施，以模擬方式對(duì)整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程進(jìn)行探索和分析，保障鋼鐵生產(chǎn)流程的科學(xué)性和有序習(xí)慣，依托現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)，借助鋼鐵制造模子，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬，優(yōu)化鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程和運(yùn)營(yíng)模式，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)管理流程，積極探索鋼鐵新產(chǎn)品，為發(fā)展新工藝奠定基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)智能化的鋼鐵加工制造流程。與此同時(shí)，鋼鐵企業(yè)在管理控制和生產(chǎn)制造的過程中，通過專家研究和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等手段，持續(xù)提升企業(yè)的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)實(shí)力，加快鋼鐵生產(chǎn)效率。結(jié)合鋼鐵生產(chǎn)流程系數(shù)比，按照真實(shí)準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)備，優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)流程和生產(chǎn)系數(shù)，解決鋼鐵生產(chǎn)過程中存在的種種問題。除此之外，對(duì)于鋼鐵企業(yè)機(jī)械設(shè)備的管理控制，主要是通過辨別事故，分析故障原因，從而采取有效的管理和防治措施，確保鋼鐵企業(yè)正常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制在線分析設(shè)備故障，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患，采取有效措施進(jìn)行維護(hù)，最大限度的減少企業(yè)損失。點(diǎn)自動(dòng)化技術(shù)還可用于鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本管控上，對(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量追蹤和合理配置，減少企業(yè)材料成本支出，讓鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化［4］。

四、電氣自動(dòng)化在鋼鐵企業(yè)中的發(fā)展前景

電氣自動(dòng)化措施的持續(xù)普遍和運(yùn)用，鋼鐵單位的資料能夠獲得提升，在很大程度上推動(dòng)了鋼鐵業(yè)制造程度的效率，為鋼鐵業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)打下了根基。一是低成本。由于實(shí)現(xiàn)電氣全自動(dòng)化的成本很高，這就阻礙了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，所以鋼鐵企業(yè)未來的電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該朝著低成本方向發(fā)展。二是信息化。信息化建設(shè)有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的共享，為鋼鐵企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理提供保障。鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的過程中，可借助信息技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和處理，為企業(yè)的科學(xué)決策與生產(chǎn)提供保障。三是一體化控制。EIC綜合一體化系統(tǒng)打破了電氣、儀表和計(jì)算機(jī)在設(shè)備控制上的分工，解決了杭州何利時(shí)DOS系統(tǒng)無法完成的邏輯控制，系統(tǒng)的實(shí)操性得到增強(qiáng)，優(yōu)化了生產(chǎn)程序，生產(chǎn)成本得到有效控制，所以一體化控制是鋼鐵行業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

五、結(jié)語

鋼鐵行業(yè)是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè)，但是復(fù)雜龐大的生產(chǎn)流程和工序嚴(yán)重制約著我國(guó)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展壯大，電氣自動(dòng)化技術(shù)的不僅提高了生產(chǎn)效率，也優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)在提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本上發(fā)揮了重要作用。鋼鐵企業(yè)要重視電氣自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用，依托先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，不斷提升企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

［1］陳靜原.綜述數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用特點(diǎn)［J］.科技與企業(yè)，2013（23）：183.

［2］王偉.鋼鐵企業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)及其應(yīng)用［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2015（12）：126-128.

［3］陳宗艷.PLC在鋼鐵冶金企業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用［J］.世界有色金屬，2016（08）：146+149.

［4］牛翠英，席忠.電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的重要意義分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（21）：116.

朱丹（1983—），男，江西萍鄉(xiāng)人，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。