自控系統(tǒng)在金屬行業(yè)中的應(yīng)用及意義

張 科，徐龍淞

（飛馬智科信息技術(shù)股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

金屬行業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，使各種自動(dòng)控制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，將金屬行業(yè)的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量有效提高。在我國發(fā)展金屬行業(yè)的過程中，同時(shí)也發(fā)展了其生產(chǎn)能力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)。隨著金屬行業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)成本也持續(xù)增加，為確保金屬行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，金屬行業(yè)需要不斷提高生產(chǎn)效率，發(fā)揮自身社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)滿足社會(huì)發(fā)展的需要。為了滿足社會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)品種類與規(guī)格的多種需要，就要越來越嚴(yán)格要求產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)周期[1]。

在這樣的情況下，金屬行業(yè)將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在冶煉、采礦以及澆注等各種工藝中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也要根據(jù)自動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)[2]。在這之中，金屬行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以有效減少金屬行業(yè)生產(chǎn)中造成的不必要浪費(fèi)，將金屬行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量以及水平有效提高。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 應(yīng)用范圍廣泛

自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)業(yè)和行業(yè)等許多領(lǐng)域。在人們的日常生活中都會(huì)有自動(dòng)控制技術(shù)的影子，無論是電梯，還是公交車門，乃至POS機(jī)，自動(dòng)控制技術(shù)的控制系統(tǒng)將電子產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，具有自動(dòng)控制產(chǎn)品促進(jìn)人們的生產(chǎn)生活，這在一定程度上有助于經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3]。

1.2 應(yīng)用效率高

自動(dòng)控制技術(shù)有利于行業(yè)的機(jī)械化生產(chǎn)，與企業(yè)流水線的生產(chǎn)模式相符合。在生活節(jié)奏加速的背景下，自動(dòng)控制技術(shù)保證了行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，行業(yè)的生產(chǎn)效率也會(huì)因此提高。自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅將工作效率提高了，而且將金屬行業(yè)生產(chǎn)的安全性提升了，在推廣后也會(huì)有很高的應(yīng)用價(jià)值[4]。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在金屬行業(yè)的功能

自動(dòng)控制技術(shù)的主要功能是自動(dòng)控制、測(cè)量、保護(hù)以及檢測(cè)。設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或處于異常狀態(tài)，其自動(dòng)檢測(cè)發(fā)生故障的位置，同時(shí)發(fā)出信號(hào)，然后完成轉(zhuǎn)換電路和設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；在設(shè)備運(yùn)行時(shí)聲光電信號(hào)是其所現(xiàn)顯示的狀態(tài)，準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，詳細(xì)進(jìn)行記錄并計(jì)算出相應(yīng)的值，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合測(cè)量值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制測(cè)量，自動(dòng)控制電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)金屬行業(yè)自動(dòng)控制電氣設(shè)備的目標(biāo)。

3 金屬行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展概述

3.1 自動(dòng)化技術(shù)控制方面

通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，因其功能特性，其與其他集中控制系統(tǒng)更廣泛地應(yīng)用。然而，隨著DCS的推廣，一些廠家生產(chǎn)沒有嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，其自身的缺陷也開始暴露，系統(tǒng)的可靠性會(huì)大幅降低，發(fā)生故障的概率增加，維修難度因此提高。

3.2 集中監(jiān)控方面

集中控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)解決問題緩慢，與其他自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，集中控制系統(tǒng)中的缺陷導(dǎo)致系統(tǒng)以較慢的速度運(yùn)行，這也導(dǎo)致設(shè)備過載，從而使系統(tǒng)所需的設(shè)備受到監(jiān)控。在這種狀態(tài)下，監(jiān)控的數(shù)量增加，導(dǎo)致需要添加大量電纜以適當(dāng)?shù)匾种贫氯?，故投資增加，收入減少。

4 金屬行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用及意義

金屬行業(yè)的快速發(fā)展，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)在金屬加工中得到了很好的應(yīng)用。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，金屬行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也在加劇。金屬行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)在技術(shù)加工中的應(yīng)用，可以有效提高金屬加工的綜合控制水平，對(duì)金屬行業(yè)的工作效率以及質(zhì)量有關(guān)鍵影響。自動(dòng)控制技術(shù)在金屬行業(yè)的應(yīng)用過程中，為其帶來了一定生產(chǎn)活力。

在金屬加工中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，能夠使自身得到不斷創(chuàng)新和發(fā)展，同時(shí)滿足金屬行業(yè)的生產(chǎn)需求。目前，金屬自動(dòng)化技術(shù)已日趨成熟，金屬行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)功能不斷完善。在金屬行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)的過程中，需要資金積累。使用自控系統(tǒng)通過一系列工藝進(jìn)行加工是一個(gè)繁瑣的過程，這一過程也促進(jìn)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。

4.1 生產(chǎn)的自動(dòng)控制

在應(yīng)用過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)正朝著生產(chǎn)和加工自動(dòng)控制的方向逐步發(fā)展。自動(dòng)控制系統(tǒng)在金屬行業(yè)中的應(yīng)用也逐漸普及。由于其高生產(chǎn)和加工效率，自動(dòng)控制系統(tǒng)逐步取代傳統(tǒng)的金屬加工控制技術(shù)，使金屬行業(yè)逐步提高其經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)金屬行業(yè)的加工發(fā)展具有重要意義，但應(yīng)注意的是，在金屬加工中應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，要保證系統(tǒng)運(yùn)作的安全性進(jìn)和穩(wěn)定性，在實(shí)施自動(dòng)控制系統(tǒng)模式時(shí)，要強(qiáng)化生產(chǎn)過程與加工過程中的設(shè)備管理，確保金屬行業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

4.2 繼電保護(hù)的自動(dòng)控制

金屬行業(yè)是基于各種機(jī)械設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中的正常運(yùn)行，繼電保護(hù)是設(shè)備正常運(yùn)行的主要保護(hù)環(huán)節(jié)。在這樣的情況，自動(dòng)控制系統(tǒng)在金屬行業(yè)中的應(yīng)用主要從繼電保護(hù)開始，生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制將會(huì)有序?qū)崿F(xiàn)。

作為金屬加工中的主要保護(hù)系統(tǒng)，如果電力系統(tǒng)的某一部分在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)可以保證自動(dòng)控制裝置隔離故障部分，保障其他部分的正常供電，并減少故障引起的不必要損失，確保了金屬行業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)。

金屬行業(yè)繼電保護(hù)系統(tǒng)主要分為四種類型：?jiǎn)蜗嚯娋W(wǎng)相間電路保護(hù)、電線接地保護(hù)、電網(wǎng)距離保護(hù)、，傳輸電路縱向保護(hù)。單向電源網(wǎng)絡(luò)的相間電路保護(hù)是最基本的繼電保護(hù)方法。如果電力線路發(fā)生故障，線路的電壓和電流將會(huì)波動(dòng)，針對(duì)這樣的情況，可以運(yùn)用電壓和電流的變化來判斷故障發(fā)生點(diǎn)。如果正常工作期間電路的電壓和電流為標(biāo)準(zhǔn)值，則斷開高于或低于標(biāo)準(zhǔn)值的電壓和電流電路，同時(shí)處理故障；電網(wǎng)接地保護(hù)主要用于金屬加工設(shè)備現(xiàn)有的露點(diǎn)問題，對(duì)此做出保護(hù)。針對(duì)這樣的情況，有必要在金屬行業(yè)中使用設(shè)備的過程中設(shè)定安全值，當(dāng)電路電壓和電流超出安全值時(shí)，將自動(dòng)斷開電路，以減少發(fā)生事故的可能性；電網(wǎng)距離保護(hù)措施主要利用控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的變化，對(duì)電路故障點(diǎn)和保護(hù)裝置間的距離進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而利用測(cè)量距離設(shè)定來設(shè)定線路的保護(hù)裝置；傳輸線的縱向連接保護(hù)是傳輸線保護(hù)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，電路如果出現(xiàn)故障，就能夠利用線路的兩側(cè)判別量確定故障位置，關(guān)閉故障點(diǎn)兩側(cè)的開關(guān)，并切斷故障點(diǎn)以接觸線路。

4.3 生產(chǎn)檢驗(yàn)的自動(dòng)控制

技術(shù)在不斷的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在金屬行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在金屬加工中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括模型技術(shù)和智能儀表。金屬加工過程受環(huán)境因素的影響更為嚴(yán)重，因此有必要嚴(yán)格監(jiān)控其生產(chǎn)過程。自動(dòng)控制系統(tǒng)在金屬行業(yè)中的應(yīng)用，可以更好地幫助金屬加工的自動(dòng)控制，有效地避免加工中的資源浪費(fèi)，將生產(chǎn)成本降低。在應(yīng)用過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)金屬加工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效提高金屬加工的質(zhì)量，將金屬行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提高。PLC技術(shù)作為最常用的自動(dòng)控制技術(shù)之一，可以實(shí)現(xiàn)金屬加工應(yīng)用中各種使用數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理，通過控制輸出和輸入數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)金屬加工設(shè)備的自動(dòng)控制。PLC技術(shù)在金屬加工方面具有多樣化，但主要是自動(dòng)控制設(shè)備。實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，不僅確保金屬加工設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，而且有效地提高了金屬行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。在使用傳統(tǒng)金屬加工設(shè)備的過程中，由于傳輸數(shù)據(jù)設(shè)備的自動(dòng)控制程度低，可靠性差，管理起來不方便。PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制程度，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，方便進(jìn)行管理。PLC可以有效地實(shí)現(xiàn)同一參數(shù)的多個(gè)筒倉的同時(shí)控制，將生產(chǎn)效率提高。

5 結(jié)語

隨著我國金屬行業(yè)的進(jìn)步，金屬行業(yè)中自動(dòng)控制逐步應(yīng)用于各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而提高了金屬加工的自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)了更好的生產(chǎn)目標(biāo)。我國現(xiàn)階段大部分的自動(dòng)控制技術(shù)都是從國外引進(jìn)的，要真正實(shí)現(xiàn)金屬加工過程中的自動(dòng)控制，必須在實(shí)際應(yīng)用過程中與企業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，不斷進(jìn)行創(chuàng)新，金屬行業(yè)的自動(dòng)控制可以進(jìn)一步滲透到每一個(gè)金屬加工環(huán)節(jié)中。在金屬行業(yè)自動(dòng)控制的研究過程中，總結(jié)其中經(jīng)驗(yàn)，為金屬行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展提供進(jìn)一步選擇。