冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)分析

張儀

摘要：伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，我國(guó)的自動(dòng)化控制技術(shù)也得到良好發(fā)展，被漸漸運(yùn)用于各行各業(yè)中，冶金行業(yè)便是其中之一。在冶金行業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有效提升了生產(chǎn)效率及質(zhì)量，推動(dòng)了冶金行業(yè)的良好發(fā)展?；诖?，本文首先簡(jiǎn)要剖析了國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制現(xiàn)狀，分析了冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用中存在的不足，研究了冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，以期能夠?qū)σ苯鹦袠I(yè)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用起到一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：冶金行業(yè);自動(dòng)化;網(wǎng)絡(luò)控制

引言：冶金工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程較為復(fù)雜，生產(chǎn)工藝流程中也存在一些危險(xiǎn)因素。而采用自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，可以簡(jiǎn)化冶金工業(yè)生產(chǎn)加工工藝流程，有效規(guī)避其中的一些危險(xiǎn)因素。因此，應(yīng)高度關(guān)注自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的運(yùn)用處于初始發(fā)展時(shí)期，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，依然存在不小的差距。另外，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)冶金工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用也存在很多不足之處，這是亟需解決的問(wèn)題。

1 國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制現(xiàn)狀

對(duì)于冶金企業(yè)而言，其控制系統(tǒng)采用分級(jí)結(jié)構(gòu)，具體如下表所示：

關(guān)于0級(jí)采集執(zhí)行層，主要是測(cè)量相關(guān)物理量，并實(shí)施相應(yīng)控制命令;關(guān)于1級(jí)控制層，針對(duì)冶金生產(chǎn)加工整體流程實(shí)施集中控制;關(guān)于2級(jí)生產(chǎn)計(jì)算模型，主要是針對(duì)冶金生產(chǎn)工藝流程的控制實(shí)施優(yōu)化處理;關(guān)于3級(jí)調(diào)動(dòng)生產(chǎn)及生產(chǎn)管理，主要作用是對(duì)各道生產(chǎn)加工工序進(jìn)行調(diào)度協(xié)調(diào)，確保冶金工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程的順利進(jìn)行;關(guān)于企業(yè)信息系統(tǒng)層，其是針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)整體過(guò)程進(jìn)行控制。以上這些層都應(yīng)用對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)使其組建成能夠互為連通的有機(jī)整體。1級(jí)之下以及1級(jí)層面通常是采用專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)，利用專(zhuān)有的軟件和控制設(shè)備，2級(jí)以及2級(jí)之上的層面大多數(shù)都是應(yīng)用以太網(wǎng)。在這其中，各種不同網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫對(duì)接是冶金企業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中的難點(diǎn)及重點(diǎn)問(wèn)題[1]。所以，需要確保管理及控制系統(tǒng)信息的高度集成，有效規(guī)避“自動(dòng)化孤島”情況的出現(xiàn)，如此企業(yè)才能真正實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)，確保自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的作用得以充分發(fā)揮。2000年之后，國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)的自動(dòng)化程度日漸得到提升，我們可以從鐵礦石貯存場(chǎng)、礦石選取、轉(zhuǎn)爐等相關(guān)場(chǎng)所以及鋼鐵生產(chǎn)加工的各道工序中發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備到處可見(jiàn)，不但配置了具有一定先進(jìn)性的單機(jī)操作系統(tǒng)，同時(shí)也存在比較健全的集散式分布系統(tǒng)。當(dāng)前，武鋼、寶鋼等國(guó)內(nèi)大型鋼鐵生產(chǎn)加工企業(yè)都由國(guó)外引入了比較先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備及技術(shù)，之后實(shí)施技術(shù)改革創(chuàng)新，針對(duì)自身企業(yè)的實(shí)際情況加以改進(jìn)，確保其能夠與企業(yè)的具體生產(chǎn)加工需求相契合，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)得到高速發(fā)展。另外，伴隨著國(guó)家之于鋼鐵行業(yè)實(shí)際要求的逐漸提高，部分比較陳舊的設(shè)備漸漸被淘汰，一些新建項(xiàng)目中大部分都配置了單機(jī)自動(dòng)化設(shè)備以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，促進(jìn)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制的良好實(shí)現(xiàn)。

2 冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用中存在的不足

2.1 設(shè)備陳舊，技術(shù)不夠完善

當(dāng)前，能源和資源短缺是世界性問(wèn)題。在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，能源和資源短缺的問(wèn)題同樣較為明顯。另外，就國(guó)內(nèi)情況而言，我國(guó)之所以存在能源和資源短缺的問(wèn)題，與其不具有科學(xué)的結(jié)構(gòu)存在著十分密切的關(guān)系，這就要求國(guó)家大力推廣使用低能耗、高效率且環(huán)境污染相對(duì)偏小的綠色清潔能源和資源。與此同時(shí)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，針對(duì)那些相對(duì)較為落后的工藝生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)予以淘汰，并逐漸進(jìn)行更新。從國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，所使用的相關(guān)設(shè)備較為陳舊，技術(shù)不夠完善，冶金行業(yè)生產(chǎn)中的大部分大型機(jī)械設(shè)備都是從國(guó)外進(jìn)口[2]。由此可見(jiàn)，我國(guó)冶金行業(yè)有待于進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)展的道路中依然存在眾多困難需要面對(duì)。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)生產(chǎn)之于相關(guān)機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新不足，相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)保障體系依然有待完善。基于此，可以將自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用于冶金工業(yè)生產(chǎn)中，針對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量實(shí)施全過(guò)程追蹤，并對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行在線控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)，使自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的作用得以充分發(fā)揮，助力冶金行業(yè)的發(fā)展。

2.2 冶金過(guò)程具有一定復(fù)雜性

冶金行業(yè)的發(fā)展中，冶金工業(yè)的發(fā)展是基礎(chǔ)，實(shí)際冶金過(guò)程是較為復(fù)雜的。近年來(lái)，我國(guó)冶金工業(yè)的發(fā)展中，也應(yīng)用了國(guó)外的一些較為先進(jìn)的操作軟件，然而這些軟件無(wú)法與我國(guó)冶金工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境相適應(yīng)，導(dǎo)致部分比較先進(jìn)的冶金機(jī)械設(shè)備在實(shí)際使用中無(wú)法真正發(fā)揮作用?？梢?jiàn)，以智能技術(shù)及數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在我國(guó)冶金行業(yè)中的應(yīng)用仍需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的發(fā)展才能有所適應(yīng)，為我國(guó)冶金行業(yè)的良好發(fā)展提供有力保障。

3 冶金行業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用

1.1 冶金基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)

冶金行業(yè)生產(chǎn)中，PLC是最為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。冶金生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)中包含眾多自動(dòng)化控制設(shè)備，如DCS、PLC以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)[3]。關(guān)于DCS，主要是對(duì)順序功能進(jìn)行改善;關(guān)于PLC，主要針對(duì)回路進(jìn)行控制;關(guān)于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其和DSC系統(tǒng)相同，是冶金工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)性控制系統(tǒng)，在實(shí)際生產(chǎn)中起到十分關(guān)鍵的作用。

1.2 生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)

冶金工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)針對(duì)冶金整體工藝流程中的全部信息實(shí)施集成控制，主要運(yùn)用于生產(chǎn)質(zhì)量追蹤、在線監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的協(xié)調(diào)等眾多工藝流程中，在整體自動(dòng)化控制系統(tǒng)中具有關(guān)鍵性作用。

1.3 過(guò)程控制系統(tǒng)

重點(diǎn)指代傳感器與繼電器在冶金工業(yè)自動(dòng)化控制中的運(yùn)用。伴隨著冶金生產(chǎn)工藝設(shè)備自動(dòng)化程度的逐漸提升，實(shí)際冶金工業(yè)生產(chǎn)中，基于數(shù)字化計(jì)算機(jī)的微機(jī)繼電保護(hù)漸漸得到了普遍運(yùn)用，這一設(shè)備本質(zhì)上屬于單片機(jī)中的一種，生產(chǎn)成本投入較少，具有較高的靈活性。在冶金工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)、電力供應(yīng)系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)中，可以應(yīng)用諸如RCS-9600CS系列的裝置對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備加以保護(hù)，實(shí)現(xiàn)更加靈活的配置[4]。關(guān)于傳感器，其屬于一種檢測(cè)裝置，這一裝置可以接收外部信息，將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，主要運(yùn)用于保存信息、顯示信息、傳輸信息以及記錄信息等眾多層面，確保了冶金工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)控制以及自動(dòng)檢測(cè)的良好實(shí)現(xiàn)。傳感器從功能上來(lái)劃分，可以分為多種不同形式的傳感器，例如，測(cè)定溫度的溫度傳感器，檢測(cè)壓力和流量的壓力傳感器以及流量傳感器，對(duì)應(yīng)在冶金工業(yè)生產(chǎn)中，鍋爐溫度的控制、壓力儀表的控制以及水、蒸汽流量的中斷保護(hù)中獲取了十分良好的應(yīng)用，完成了多方面的控制功能，如針對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程控制，針對(duì)冶金生產(chǎn)加工的順序控制等，明顯提升了冶金工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制。

1.4 企業(yè)信息化系統(tǒng)

最近幾年，我國(guó)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，企業(yè)信息化系統(tǒng)逐漸得到發(fā)展。在冶金工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用這一系統(tǒng)，可以針對(duì)冶金生產(chǎn)加工工藝流程實(shí)施全過(guò)程信息的控制，可以集成由管理、計(jì)劃到生產(chǎn)乃至控制的縱向信息，收集并管理實(shí)際冶金生產(chǎn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)信息內(nèi)容，同時(shí)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)給高層管理人員的決策提供大力支持;關(guān)于冶金工藝生產(chǎn)中應(yīng)用的計(jì)算機(jī)全流程模擬，其主要運(yùn)用的是多媒體技術(shù)及仿真技術(shù)，同時(shí)融入相關(guān)力學(xué)技術(shù)實(shí)施虛擬工廠的模擬運(yùn)作，利用人機(jī)交互功能，確保冶金工藝生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)、新產(chǎn)品研發(fā)以及組織優(yōu)化等眾多功能的實(shí)現(xiàn)，令冶金生產(chǎn)加工過(guò)程更加智能，針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度、在線檢測(cè)、故障問(wèn)題診斷等層面實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理，有效縮減了企業(yè)的實(shí)際經(jīng)營(yíng)成本。另外，利用信息化管理可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)管理，優(yōu)化及管理能源，給企業(yè)的良好發(fā)展以及生產(chǎn)、技術(shù)和經(jīng)營(yíng)運(yùn)作管理等諸多層面打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于冶金行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)加工中，并且運(yùn)用范圍亦在漸漸加大，顯著提高了冶金行業(yè)中相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量，在冶金行業(yè)的生產(chǎn)安全中也發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)的良好發(fā)展。與此同時(shí)，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，大幅縮減了企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了更多經(jīng)濟(jì)收益，相應(yīng)的也促進(jìn)了自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金行業(yè)生產(chǎn)中的良好應(yīng)用，推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張儀（1987-），男，湖南邵東人，助理工程師，本科，工作方向：冶金工程。