鋼鐵冶金電氣自動化控制技術創(chuàng)新研究

蘭 榮

（新鋼公司卷板廠酸軋車間，江西 新余 338000）

就現(xiàn)在我國鋼鐵冶金發(fā)展狀況來講，鋼鐵冶進技術需要進一步提升冶金產(chǎn)量及技術，在技術創(chuàng)新過程當中不斷降低生產(chǎn)成本，提高鋼鐵制造的經(jīng)濟利益。就此而言，需要在鋼鐵冶金當中加入電氣自動化控制技術，創(chuàng)新鋼鐵制造。將電氣自動化技術應用到鋼鐵冶金當中，可以節(jié)約人工成本，逐漸提升生產(chǎn)效率。除此之外，鋼鐵煉制過程當中，會產(chǎn)出有毒氣體、粉塵、高溫等危險因素，傳統(tǒng)的人工冶金技術會導致員工逐漸受到其危害因素的侵害。將電氣自動化技術加入到鋼鐵冶金當中，可以有效降低工作接觸這些危險因素，可以保障工作人員的生命財產(chǎn)安全?，F(xiàn)階段，我國鋼鐵冶金行業(yè)都意識到自動化技術對自身發(fā)展的重要性，逐漸在傳統(tǒng)鋼鐵冶金技術當中加入電氣自動化控制技術，準備冶金自動化轉(zhuǎn)型。在鋼鐵冶金行業(yè)發(fā)展過程當中，逐漸加入鋼鐵冶金自動化技術，不僅推動了鋼鐵冶金行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，還讓鋼鐵冶金行業(yè)有效推動國家的經(jīng)濟發(fā)展，為國家發(fā)展做出巨大貢獻。

1 冶金自動化技術對鋼鐵冶金行業(yè)的重要意義

現(xiàn)階段，我國鋼鐵冶金行業(yè)已經(jīng)意識到電氣自動化控制技術的重要，逐漸重視冶金自動化技術，一部分鋼鐵冶金業(yè)已經(jīng)將冶金自動化技術應用到鋼鐵冶金當中。隨著科學技術的不斷革新，研發(fā)人員不斷對冶金自動化技術進行改良。我國的發(fā)展對鋼鐵冶金行業(yè)的依賴不斷增加，鋼鐵冶金行業(yè)規(guī)模也不斷擴大，這就意味著生產(chǎn)技術、生產(chǎn)流程會更加復雜，傳統(tǒng)的冶金技術勢必會阻礙鋼鐵冶金技術的發(fā)展，將冶金自動化技術應用到鋼鐵冶金當中，可以保障產(chǎn)量、質(zhì)量等方面的提升，降低鋼鐵冶金成本，滿足不斷增加的市場需求。

從現(xiàn)階段冶金自動化技術的應用狀況來講，冶金自動化技術的控制功能可以將鋼鐵冶金個流程進行精準控制，降低人為控制的復雜程度，提高了冶金質(zhì)量及生產(chǎn)效率。除此之外，鋼業(yè)冶金生產(chǎn)過程當中，加入了電氣化自動控制技術，為后續(xù)的智能化生產(chǎn)打下堅實技術，為后期實現(xiàn)智能控制其重大作用，通過冶金自動化技術為冶金生產(chǎn)提供保障，在智能化時代到來時，可以有效對智能化進行應用。因此，冶金自動化技術的應用對鋼鐵冶金行業(yè)有百利而無一害[1-3]。

2 鋼鐵冶金電氣自動化控制技術應用要點

2.1 電力保護

鋼鐵冶金生產(chǎn)過程當中，電氣自動化控制技術可以有效對電力進行保護，其最主要的控制內(nèi)容就是繼電保護。在生產(chǎn)過程當中，通過才用冶金電氣化自動控制技術，提升機電保護水平，確保鋼鐵冶煉生產(chǎn)活動當中，電力系統(tǒng)能夠有提供有效的電能，降低機電運行過程當中出現(xiàn)故障的概率，保障鋼鐵冶煉能夠長長生產(chǎn)，降低能源消耗，提高鋼鐵冶金行業(yè)的綜合效益，為整個生產(chǎn)鏈提供足夠的電能資源。通過現(xiàn)階段鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展狀況來看，80%的鋼鐵冶金企業(yè)都采用了電氣化自動控制技術，對電力進行保護，方便整個生產(chǎn)鏈能夠有充足的電力支持。

2.2 分布式控制系統(tǒng)

目前，我國的計算機技術、網(wǎng)絡通信、電力控制等技術不斷發(fā)展，為鋼鐵冶金的控制管理提供良好的創(chuàng)新條件。早先對原始的控制管理方式是通過人工對設備運行狀況進行記錄，后來發(fā)展為集中式控制方式，現(xiàn)在使用點對點控制弊端的分布式控制系統(tǒng)對機電進行控制。分布式控制系統(tǒng)成為DCS，不僅提高了鋼鐵冶金的管理水平，還確保電氣自動控制技術對鋼鐵冶煉控制的可靠性。分布式控制系統(tǒng)具有可靠性高、易編程控制、良好堅實等特點，可以有效提高冶金自動化控制水平。

2.2.1 可靠性高。

分布式控制系統(tǒng)可靠性高主要是通過分散系統(tǒng)功能及地理位置分散結構提高冶金自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過這兩個功能，可以游俠將控制系統(tǒng)的危險進行分散，保證除故障設備之外的設備正常工作。另外，可以通過冗余設備來代替故障機其工作。因此，可靠性主要是指通過分布式控制系統(tǒng)，將各臺設備進行串聯(lián)，一臺設備出現(xiàn)故障，其余設備能夠正常工作，提高了工作效率。

2.2.2 監(jiān)視與擴展性能較好。

分布式控制系統(tǒng)可以通過屏幕進行人機交互，可以實現(xiàn)由高智能操作員站進行現(xiàn)場操作，并且可以對整個冶金現(xiàn)場進行監(jiān)視。分布式控制系統(tǒng)可以通過高新通信網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)各工序的分層化，通訊方面可以做到實時通訊，實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)的性能優(yōu)化。

2.2.3 編程容易且維護方便。

分布式控制系統(tǒng)可以自動生成文件，技術人員可以進行動態(tài)編程，降低了工作人員的變成難度，可以實現(xiàn)簡單編程，其編程運行效果比較可靠。分布式控制系統(tǒng)可以在冶金過程當中進行自我檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題。從這一方面來講，不需要維護人員經(jīng)常進行維護，降低了人力資源輸出。

2.3 控制設備可靠性的措施

環(huán)境、零部件等問題，是影響電氣自動化控制設備可靠性的重要因素。鋼鐵冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程當中，生產(chǎn)設備的運行環(huán)境非常惡劣，由于設備當中的部分零部件的質(zhì)量問題，很難正常運行，高溫、高壓、電磁干擾等問題，都會應縣設備運行狀況。部分鋼鐵冶金企業(yè)不重視對設備進行維護與檢修，導致設備運行可靠性大大降低。除此之外，在長時間的運行過程當中，設備會出現(xiàn)超負荷運行、操作不當?shù)葐栴}，設備的運行效率、質(zhì)量會不斷下降，最后極容易出現(xiàn)故障問題，這樣不僅加到了維護成本，還影響了控制設備的使用壽命。因此，企業(yè)需要對設備使用人員進行培訓，規(guī)范設備造作流程，定期對控制設備進行維護和檢修，逐漸提高設備的使用可靠性。為了提高控制設備的可靠性，鋼鐵冶金企業(yè)可以根據(jù)實際經(jīng)濟狀況引進先進的技術，例如：PLC、安全總線技術等，讓控制設備的可靠性得到高新技術的支持[4]。

2.4 過程控制和生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)

鋼鐵冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程當中，可以充分利用電氣自動化控制技術，例如跟蹤邏輯控制和模型計算技術。通過跟蹤邏輯控制技術，可以對物料進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)物料數(shù)據(jù)的采集和處理。通過模型計算技術，實現(xiàn)對生產(chǎn)參數(shù)控制優(yōu)化，通過數(shù)學模型和控制算法，對生產(chǎn)進行實時控制。保證在冶金生產(chǎn)過程當中不僅有良好的工作環(huán)境，還實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控及及物料質(zhì)量控制，對鋼水的溫度、純度的變化進行監(jiān)視。與此同時，對鋼鐵冶金生產(chǎn)過程當中產(chǎn)出的各種廢棄物進行控制。

在鋼鐵冶金生產(chǎn)控制當中，電氣自動化控制技術發(fā)揮重要作用。通過多媒體技術，對鋼鐵冶金生產(chǎn)過程進行模擬，如果出現(xiàn)了問題可以進行及時修正，逐漸完善鋼業(yè)冶金運營狀況，讓電氣化自動控制技術的應用更加規(guī)范。與此同時，可以加強新產(chǎn)品的研發(fā)能力，電氣自動化控制技術可以奠定新產(chǎn)品、新工藝的研發(fā)基礎，提高鋼鐵冶金的質(zhì)量及效率。除此之外，在鋼業(yè)冶金生產(chǎn)過程中，通過電氣自動化控制技術對管理及控制環(huán)節(jié)進行規(guī)范，充分利用電氣自動化控制技術實現(xiàn)網(wǎng)絡設計、產(chǎn)品研發(fā)、流程控制等功能，不斷提高鋼鐵冶金企業(yè)的創(chuàng)造能力，提高鋼鐵冶金的速度。將電氣自動化控制技術應用到生產(chǎn)流程參數(shù)對比當中，可以優(yōu)化鋼鐵冶金各個環(huán)節(jié)，解決現(xiàn)階段鋼鐵冶金生產(chǎn)問題。

2.5 鋼鐵企業(yè)電氣元件

鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)流程當中使用很多電氣元件，尤其是在生產(chǎn)線檢測和生產(chǎn)工序當中?，F(xiàn)階段，鋼鐵冶金企業(yè)普遍使用斷路器、變頻器、繼電器和傳感器等電氣元件。首先，斷路器的使用主要包括兩種，高壓斷路器和低壓斷路器。斷路器的使用主要是在正產(chǎn)或異常狀況下切斷電路。其主要作用是為了規(guī)避短路電流造成的電力沖擊，在生產(chǎn)過程當中，如果發(fā)生短路，可以切斷負荷電流，地洞斷電，保證整個生產(chǎn)的電氣線路安全。發(fā)生短路之后，通過斷電器切斷電源，維修人員可以對設備絕緣性進行分析，找出短路原因再進行維修，可以充分保證鋼鐵冶金工作人員的生命安全。其次，變頻器是鋼鐵冶金企業(yè)的重要控制設備，可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整電源頻率，實現(xiàn)生產(chǎn)設備運轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)。變頻器的使用可以實現(xiàn)設備的高效率、高性能的運轉(zhuǎn)。現(xiàn)階段，國家非常重視節(jié)能環(huán)保，鋼鐵冶金企業(yè)通過變頻器改造高耗能設備，這樣不僅延長了高耗能設備的使用壽命，還提高了整體能源控制，在節(jié)能方面做出巨大貢獻。再次，續(xù)電器的應用是為了保護鋼鐵冶金的電路。繼電器可以實現(xiàn)電路的安全調(diào)節(jié)及自動控制，繼電器主要是控制電路的開關，控制輸入和輸出兩個回路，確保電路能夠正產(chǎn)使用。如果電路出現(xiàn)故障，可以通過電氣自動化控制設備將故障線路快速關閉，避免因電路不通擴大生產(chǎn)事故，確保鋼鐵冶金企業(yè)的供電性能。最后，傳感器的應用。鋼鐵冶金企業(yè)使用的傳感器主要包括兩種，壓力傳感器和溫度傳感器。傳感器是鋼鐵冶金企業(yè)主要的檢測涉筆，可以對需要檢測的數(shù)據(jù)進行采集，然后將采集的信息通過其他方式傳輸給控制臺。例如，在生產(chǎn)過程當中，對各種介質(zhì)狀態(tài)的檢測，可以通過傳感器進行檢測、記錄，再將信息傳輸給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鋼鐵冶金的生產(chǎn)自動化控制[5]。

3 冶金工業(yè)自動化控制技術在未來的發(fā)展方向

3.1 提高冶金自動化控制技術核心科技的原創(chuàng)性

在鋼鐵冶金發(fā)展過程當中，需要對冶金電氣自動化控制技術不斷延伸，不斷深入研究，逐漸掌握鋼鐵冶金生產(chǎn)技術。我國工業(yè)起步較晚，基礎不穩(wěn)定，可以引進大量創(chuàng)新人才，圍繞著鋼鐵冶金自動化控制實際發(fā)展狀況，將自動化控制與生產(chǎn)相結合，創(chuàng)建具有特點的生產(chǎn)控制技術，圍繞著可持續(xù)發(fā)展進行技術創(chuàng)新。

3.2 提高整套控制系統(tǒng)的實時性和可靠度

在鋼鐵冶金企業(yè)發(fā)展過程當中，需要根據(jù)不同級別的需求對控制系統(tǒng)進行更新，需要提高電氣自動化控制技術的實時性，可以應對生產(chǎn)需求的轉(zhuǎn)變，進行數(shù)據(jù)調(diào)整，提高生產(chǎn)活性，提高生產(chǎn)設備的運行能力，逐漸提高控制系統(tǒng)的可靠性。

3.3 冶金自動化技術的一體化發(fā)展

未來冶金自動化控制技術可以與其他技術相結合，逐漸對鋼鐵冶金生產(chǎn)流程進行全面控制，這樣完善鋼鐵冶金生產(chǎn)邏輯控制，避免因為冶金自動化控制技術出現(xiàn)邏輯問題。通過其他技術與冶金自動化控制技術相結合，實現(xiàn)冶金自動化技術一體化發(fā)展，提高控制能力的同時，可以實現(xiàn)對鋼鐵冶金生產(chǎn)的實際分析，提高生產(chǎn)質(zhì)量及效率[6]。

4 結語

綜上所述，冶金自動化控制技術字鋼鐵冶金當中的應用，可以充分提高鋼業(yè)冶金的生產(chǎn)質(zhì)量及效率，可以有效保護鋼鐵冶金過程當中的電力系統(tǒng)，提高安全系數(shù)。隨著時代的不斷發(fā)展，冶金自動化控制技術會隨著我國鋼業(yè)冶金的發(fā)展狀況逐漸實現(xiàn)一體化和低成本，這樣可以不斷推動我國的鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展，為我國發(fā)展奠定基礎。