淺析我國電氣自動化技術在冶金行業(yè)中的應用及發(fā)展趨勢

錢貴東

（宣化鋼鐵集團有限責任公司，河北 張家口 075100）

冶金工業(yè)是一個既古老但又隨著科學技術的發(fā)展不斷技術更新的行業(yè)。自第二次工業(yè)革命以來，新的電氣自動化技術被不斷應用到冶金工業(yè)中，冶金工業(yè)的生產(chǎn)效率才得以不斷提升。對我國冶金行業(yè)電氣自動化水平和現(xiàn)狀進行探討、總結，有利于把我今后我國冶金行業(yè)的基本發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)能效升級[1]。

1 冶金行業(yè)中電氣自動化技術的含義

冶金行業(yè)電氣自動化技術應用是指利用現(xiàn)代機械、電力電氣以及電子設備對冶金行業(yè)的生產(chǎn)進行操作和控制，以此實現(xiàn)冶金機械系統(tǒng)在無人或者人數(shù)較少的的情況下按照預定的程序或流程進行冶煉的系統(tǒng)技術。

2 電氣自動化在冶金中的應用現(xiàn)狀

2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測自動化基本實現(xiàn)

數(shù)據(jù)監(jiān)測自動化主要是指監(jiān)測傳感器的廣泛應用。監(jiān)測傳感器是冶金行業(yè)電氣自動化中廣泛應用的基礎型儀器設備。在冶金生產(chǎn)中，對設備、車間的內、外部環(huán)境進行預定的感知感應，并將這些感知感應按照一定的電信號進行轉換，最終形成生產(chǎn)所需要的監(jiān)測測量數(shù)據(jù)，即傳感器主要起到將環(huán)境感應通過電信號轉換成監(jiān)測數(shù)據(jù)的作用[2]。監(jiān)測傳感器包括轉換組件和敏感組件2個部分。

一方面由于冶金行業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)存在著不同的安全隱患和危險源，尤其是生產(chǎn)現(xiàn)場的安全隱患較多，為了防患事故于未然，必須對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)增加危險電氣電子監(jiān)測設備。目前我國規(guī)模以上冶金企業(yè)已經(jīng)基本實現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的預警監(jiān)測自動化，大大提高了冶金生產(chǎn)的安全水平。另一方面由于冶金生產(chǎn)中，溫度、流速、粘度、壓強、空氣潔凈度、雜質含量等指標對最終產(chǎn)品質量起著關鍵影響，因此生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，也必須設置大量的自動化且實時監(jiān)測、測量的儀器儀表。例如高爐壓力傳感器的作用是感受高爐上部壓力的變化，壓力的變化轉換為電流或者電壓的變化，這樣在裝運煤或者高爐的上煤過程中，可以實時了解上煤量數(shù)據(jù)。高爐爐體溫度傳感器的主要作用就是將高爐內外部的溫度轉通過電信號轉換成實時數(shù)據(jù)，進而方便控制高爐的溫度。此外流量傳感器在給水管道、蒸汽管道和鍋爐送風管道等不需要精確控制數(shù)據(jù)的管道中經(jīng)常使用，主要功能是對管道中的介質流量、流速進行實時測量和監(jiān)控。

2.2 生產(chǎn)自動化基本實現(xiàn)

自第二次工業(yè)革命以來，我國古老悠久的冶金行業(yè)在電氣自動化、信息化、智能化等大量新裝備、新工藝流程、新材料等的促進下不斷更新?lián)Q代。例如模擬控制系統(tǒng)這種較為落后的生產(chǎn)控制系統(tǒng)逐步被較為先進的DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及計算機控制系統(tǒng)取代，集中控制這種較為傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)被分布控制這種較為先進的系統(tǒng)替代。近些年來，包括以太網(wǎng)工業(yè)化、人工智能、現(xiàn)場總線等一大批新技術也在逐步實踐和應用到冶金行業(yè)中，部分新技術的應用極大地提高了冶金行業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，使企業(yè)的綜合效益大為改善。

2.3 急需加快生產(chǎn)系統(tǒng)信息化進程

在冶金行業(yè)不斷電氣自動化的過程中生產(chǎn)系統(tǒng)信息化也越發(fā)重要。出于考慮降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質量、降低能耗等方面的原因，國內一些大型的鋼鐵冶煉企業(yè)不斷研發(fā)和采用新的自動化信息技術控制系統(tǒng)，取得了不錯的成效。這其中，對智能集成儀表、高性能控制器等一大批新設備在冶金生產(chǎn)控制中的逐步試用，大幅度地提高了我國冶金行業(yè)生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、可靠性。例如我國鋼鐵行業(yè)技術最先進的寶鋼集團，成功自主研發(fā)了一套數(shù)據(jù)收集、反饋系統(tǒng)，生產(chǎn)自動化、信息化、智能化水平得到大幅度提高。總體來說，電氣自動化技術極大的帶動了我國冶金行業(yè)的快速發(fā)展。

2.4 關鍵設備核心零部件需要進口

我國冶金行業(yè)的信息化程度通過在對歐美日本等發(fā)達國家電氣自動化新技術的不斷模仿、借鑒和自主研發(fā)設計中，不斷取得新的成果。目前的電氣化水平已經(jīng)較以往極大地提升，局部領域已經(jīng)接近或超越發(fā)達國家水準。但在某些關鍵電氣自動化設備的核心零部件上，仍然有依賴進口、國產(chǎn)化程度不高的問題。

3 未來我國冶金行業(yè)電氣自動化技術發(fā)展趨勢

針對上述問題，筆者建議我國冶金電氣自動化技術發(fā)展今后應集中于提升自動化控制程度、提升自動化服務水平以及提升自主集成數(shù)字化控制水平和自動化設備核心零部件國產(chǎn)化水平等4個方面。

3.1 提升自動化控制水平

隨著我國工業(yè)化水平的不斷提升，市場對于冶金行業(yè)的要求及其產(chǎn)品質量的要求都越來越高，大規(guī)模的穩(wěn)定、高效、節(jié)能減排的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品才能更有市場競爭力。對于我國冶金企業(yè)來說，只有做到不斷提升自動化控制水平，才能逐步降低原材料消耗、提升產(chǎn)量、削減廢棄物污染以及降低人員和設備不安全風險，才能不斷提升生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率和社會經(jīng)濟綜合效益。

3.2 提升自動化服務水平

通過不斷自主實踐地優(yōu)化與升級，使大部分規(guī)模以上冶金企業(yè)的自動化服務水平不斷提升。即通過提高技術服務標準，做到不斷降低故障與誤差，同時，使行業(yè)的電氣自動化發(fā)展朝著信息化、智能化以及微型化不斷發(fā)展。逐步達到整個冶金行業(yè)自動化服務水平高效穩(wěn)定。

3.3 提升自主集成數(shù)字化的控制水平以及關鍵零部件的國產(chǎn)化

為了提高冶金控制系統(tǒng)的安全系數(shù)和有效性，為了對冶金工藝過程進行精細化改良，就必須不斷提升實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的自主集成數(shù)字化控制水平，只有這樣才能使我國冶金行業(yè)的生產(chǎn)工藝、管理流程更加信息化、智能化。同時，對于部分設備核心零部件需要進口的問題，需要采取鼓勵企業(yè)研發(fā)投入，校企合作等方式，在生產(chǎn)實踐中逐步提高國產(chǎn)化水平。

4 結語

智能控制技術及電子信息技術的發(fā)展對我國冶金行業(yè)的發(fā)展起著極大的促進作用，在我國冶金技術不斷轉型和智能化、信息化發(fā)展的情況下，我國冶金企業(yè)需要不斷研究探索、不斷改進生產(chǎn)工藝，不斷提高冶金企業(yè)的電氣自動化技術水平，以此提高企業(yè)以及產(chǎn)品在國際上的競爭力。