電氣自動化技術在冶金行業(yè)中的應用

【摘 要】本文首先介紹了電氣自動化技術的特點，然后介紹了我國冶金電氣自動化技術的發(fā)展現(xiàn)狀，最后分析了電氣自動化技術的應用。

【關鍵詞】電氣自動化技術；冶金行業(yè)；應用

一、前言

當前，人們對冶金產(chǎn)品的種類和規(guī)格需求越來越多，標準越來越高，這就需要冶金企業(yè)運用自動化的標準進行產(chǎn)品設計和開發(fā)。電子信息技術及智能控制技術的快速發(fā)展，近年來，冶金電氣自動化技術取得了很大進步，推動了鋼鐵、冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實現(xiàn)冶金行業(yè)的現(xiàn)代化，發(fā)揮了有效的促進作用。

二、電氣自動化技術的特點

電氣自動化技術具有以下兩個重要的特點：一是技術涵蓋面比較寬。因為電氣自動化技術既是一門應用性比較強又是一門比較普遍的技術，大多數(shù)相關企業(yè)均會或多或少涉及到。此外，這門技術科技含量比較高，在電氣自動化系統(tǒng)的設計中，既需要硬件設計又需要軟件設計，而且不同的應用行業(yè)與場合需要選擇不同的技術方案，由此而見，這門技術需要比較寬的知識面。

二是對電子技術依賴性比較強。我們知道，對于一個典型的電氣自動控制系統(tǒng)而言，無論從采集信號的傳感器到進行信號處理運算的控制器，或者到執(zhí)行運算結果的執(zhí)行機構等等均與電子技術的發(fā)展密切相關。所以，電氣自動化技術的發(fā)展離不開電子技術的進步，兩者密切相關，前者依賴于后者。

三、我國冶金電氣自動化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

80年代左右，我國鋼鐵冶金行業(yè)還普遍采用單回路控制，一般控制設備都為常規(guī)儀表，控制水平簡單。而在90年代以后，自動化技術開始在我國冶金行業(yè)中普及，大部分企業(yè)的控制裝備方面都以PLC、DCS、FCS為主，控制水平可以達到準無人化水平。最近這幾年，冶金行業(yè)自動化技術再一次升級，部分鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了全廠信息化，控制系統(tǒng)也更加優(yōu)化了，出現(xiàn)了BPS/MES/PCS三級結構。自從我國加入WTO，再加上金融危機的影響以及國際鋼鐵市場的持續(xù)低迷，鋼鐵冶金企業(yè)現(xiàn)今正面臨著嚴峻的考驗，為了適應全球冶金行業(yè)的大環(huán)境，為了我國冶金行業(yè)更好的發(fā)展，提升我國鋼鐵行業(yè)自動化技術的水平勢在必行。

1、實現(xiàn)自動化生產(chǎn)

隨著我國冶金行業(yè)的發(fā)展，許多技術都被應用到了冶金生產(chǎn)的控制方面。特別是采用PLC、DCS計算機控制，取代了傳統(tǒng)的模擬控制，深受冶金企業(yè)的歡迎，目前已經(jīng)得到普及。近年發(fā)展起來的現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術，也逐步在冶金生產(chǎn)的自動化系統(tǒng)中應用，分布控制系統(tǒng)結構替代了集中控制，成為自動化發(fā)展的主流。

2、實現(xiàn)自動化監(jiān)測

自動化技術在生產(chǎn)監(jiān)測方面也得以大量應用。例如，閉環(huán)控制、安全生產(chǎn)等相關的流量、溫度、壓強等數(shù)據(jù)檢測，用上了自動化儀表設施，保證了回路控制、安全生產(chǎn)、能源計量等方面的監(jiān)測的準確和規(guī)范。生產(chǎn)過程的各種預報、報警等，也都引入最新的監(jiān)管、測量技術和設施，滿足了管理、進程的需要。

3、進一步加快信息化進程

電氣自動化技術的引入，使得我國冶金行業(yè)的信息化程度得以提高。隨著管理能力的加強，信息化開始得到冶金企業(yè)的認可，企業(yè)信息化慢慢得以建立，很多企業(yè)還創(chuàng)建了企業(yè)信息網(wǎng)。特別是國內(nèi)的一些知名的鋼鐵企業(yè)，在運用信息技術提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、控制生產(chǎn)成本等方面，都取得了較大的成功和突破。在生產(chǎn)控制方面，高性能控制器、集中管控智能儀表、模型技術得到了較為廣泛的應用，增強了生產(chǎn)過程的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。近些年，一些冶金企業(yè)慢慢認識到制造執(zhí)行系統(tǒng)，建成了主要生產(chǎn)線的MES和產(chǎn)銷一體化系統(tǒng)。例如某著名鋼企開發(fā)了數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，建立了智能質(zhì)量設計知識庫等，在信息化方面取得了顯著的成果。

總之，電氣自動化技術的引入，極大地推動了冶金行業(yè)的生產(chǎn)自動化進程，顯著提升了我國的冶金電氣自動化控制水平，縮短了我國與發(fā)達國家冶金產(chǎn)業(yè)的差距，取得了顯著的成效。

四、電氣自動化技術的應用

1、工業(yè)以太網(wǎng)的應用

工業(yè)以太網(wǎng)在技術層面上和商用以太網(wǎng)是兼容的，但是在產(chǎn)品設計時，工業(yè)以太網(wǎng)有些方面則需要滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求，如材質(zhì)的選擇、適用性、產(chǎn)品的強度、實時性、可靠性、本質(zhì)安全等等等。當前，監(jiān)控系統(tǒng)以及可視化技術是冶金行業(yè)使用比較多的，儀表檢測在冶金行業(yè)中作用明顯，它的出現(xiàn)很好的解決了高爐封閉性的問題，工人的操作也因檢測技術、圖像處理技術、多媒體虛擬技術等等先進的手段而變的更加方便和安全。冶金自動化系統(tǒng)按照功能層次可以分為四個層面：基礎自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)以及企業(yè)信息化系統(tǒng)。光纖傳輸常常用在主干網(wǎng)中，而屏蔽雙絞線主要用在連接現(xiàn)場的設備中，當涉及到重要的網(wǎng)段，一般可以使用冗余網(wǎng)絡技術，該技術可以使網(wǎng)絡具有比較強的可靠性和抗干擾的能力。

冶金基礎自動化系統(tǒng)。DSC、PLC以及工業(yè)控制計算機是該系統(tǒng)的主要代表，主要作用是控制現(xiàn)場冶金自動化設備。DSC極大的改善了順序控制功能，PLC則能夠使得回路控制功能得以加強，同時PLC是最基礎的自動化控制系統(tǒng)，也是主要的冶金流程控制。

冶金生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)的核心和冶金流程的全息集成是工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊和網(wǎng)絡結構。MES的重要性逐漸的被企業(yè)了解到，因此企業(yè)綜合的使用了專家系統(tǒng)、運籌學以及流程仿真等現(xiàn)代化的技術，對生產(chǎn)線的各程序進行協(xié)調(diào)，也在質(zhì)量、物流、成本等方面取得了一定的成效。工業(yè)以太網(wǎng)在每一級使用的結構都不相同，常用的結構形式有樹形和環(huán)形等等，使得縱向方面的管理、計劃、生產(chǎn)、控制信息得以集成，橫向方面鐵、剛、扎德數(shù)據(jù)得以傳遞。

2、繼電保護技術的應用

冶金企業(yè)的不斷發(fā)展，其生產(chǎn)的規(guī)模在不斷的增長，生產(chǎn)所用設備的自動化也在不斷的提高，從而使得現(xiàn)代的冶金企業(yè)能夠更加廣泛的使用繼電保護技術，該技術建立的基礎是數(shù)字式計算機，主要依靠單片來進行機智能保護。當?shù)蛪憾叹€路出現(xiàn)在冶金供電系統(tǒng)中時，可以適當降低時限的要求，節(jié)約成本。由于鋼鐵冶金企業(yè)是屬于一類負荷，需要讓該類企業(yè)的電器系統(tǒng)配合上DCS系統(tǒng)或者是工藝系統(tǒng)，同時在產(chǎn)品要求上也有很高的靈活性。RCS――9600CS系列裝置被使用在保護監(jiān)控產(chǎn)品中，而它的配置也需要按照面向?qū)ο蟮乃悸穪磉M行，其中也包括了適合110KV的變壓器保護。

3、傳感器的應用

傳感器作為一種基礎的電氣自動化設備在冶金工業(yè)中也運用的比較廣泛，傳感器的本質(zhì)是一種檢測裝置，它能夠感知外部環(huán)境的信息并將信息按照一定的規(guī)律轉換成可以使用的信息，換言之，傳感器可以將環(huán)境信息轉化成電信號。轉換組件和敏感組件是傳感器的主要組成部分，傳感器的主要作用是信息的傳遞、處理、儲存、記錄以及控制等等，在現(xiàn)代的冶金工業(yè)中，傳感器是實現(xiàn)工作能夠自動檢測控制的關鍵環(huán)節(jié)。

壓力傳感器。該傳感器常用在儀器儀表控制和工業(yè)實踐中，同時在其他工業(yè)的自控環(huán)境中也常常被運用，如交通、水利水電、軍工、航天航空、電力、油井、石化等的眾多的行業(yè)。壓力傳感器主要是感受壓力的變化，并將其轉化為電壓或者是電流的變化，壓力傳感器運用在裝運煤和高爐的上煤，從而可以統(tǒng)計用煤量以及測量、控制上煤。溫度傳感器。該傳感器可以感受到溫度，并且將溫度信息轉化成可以輸出的信號，溫度傳感器主要是用在球團豎爐爐體以及鍋爐爐體的溫度檢測和控制。溫度測量儀表的核心就是溫度傳感器，在工業(yè)的生產(chǎn)過程中，一些物體的表面溫度通常使用輻射測溫法來測量，比如熔融金屬在坩堝或者冶煉爐中德溫度等等。

除了上述的兩種傳感器之外，還有流量傳感器。該傳感器可以感受到流體的流量，并且將流量信息轉化為可以輸出的信號，流量傳感器常常運用在不需要精確的保護流量值的情形下。球團豎爐中的蒸汽管道、送風管道、給水管道常常使用該傳感器，通過它對管道中流體的流速、流量進行測量。

五、結束語

隨著我國冶金行業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵的需求量日益增多，電氣自動化技術在冶金行業(yè)中具有非常重要的地位。只有技術人員通過不斷的實踐經(jīng)驗積累，使電氣自動化技術更加完善，才能促進冶金行業(yè)更加快速的發(fā)展。

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