淺析冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與研究

何英春

摘要：鋼鐵冶金行業(yè)作為我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵性的角色。為了進(jìn)一步提升產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展質(zhì)量與生產(chǎn)效率，控制能耗，增強(qiáng)企業(yè)競爭能力，鋼鐵冶金企業(yè)在發(fā)展的過程中，以電氣自動(dòng)化為主要調(diào)整方向，持續(xù)深入對(duì)生產(chǎn)模式與經(jīng)營模式進(jìn)行調(diào)整和升級(jí)。從技術(shù)領(lǐng)域出發(fā)，促進(jìn)企業(yè)的健康快速發(fā)展。本文以電氣自動(dòng)化技術(shù)為研究重點(diǎn)，在相關(guān)科學(xué)理論的指導(dǎo)下，全面分析鋼鐵冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)良性應(yīng)用的途徑，為后續(xù)生產(chǎn)實(shí)踐工作的開展提供了參考。

Abstract： Iron and steel metallurgy industry as a pillar industry in China， plays a key role in the process of national economic development. In order to further enhance the quality of the industry's own development and production efficiency， control energy consumption and enhance the competitiveness of enterprises， iron and steel metallurgy enterprises should take electrical automation as the main direction of adjustment and constantly adjust and update the production mode and operating mode in the development process， and promote the healthy and rapid development of enterprises from the technical field. Taking the electrical automation technology as the research focus， under the guidance of relevant scientific theory， this paper comprehensively analyzes path for the iron and steel metallurgical industry to achieve the rational application of electrical automation technology， which provides a reference for the follow-up production practice.

關(guān)鍵詞：冶金行業(yè)；電氣自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用方式

Key words： metallurgical industry；electrical automation technology；application mode

中圖分類號(hào)：F426；TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）16-0041-03

0 引言

我國鋼鐵冶金行業(yè)在過往制度紅利以及勞動(dòng)力紅利的促進(jìn)下，其生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)技術(shù)等方面獲得了長足進(jìn)步，涌現(xiàn)出一大批具有世界影響力的鋼鐵冶金企業(yè)。隨著勞動(dòng)力成本的增加，鋼鐵冶金企業(yè)在的運(yùn)營成本與人員費(fèi)用所有提升，為了保證鋼鐵企業(yè)的利潤空間，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)現(xiàn)階段供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革工作的持續(xù)進(jìn)行，要求鋼鐵冶金企業(yè)立足于宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，在現(xiàn)有的政策環(huán)境下，持續(xù)深入的提升生產(chǎn)效率，提升有效供給，發(fā)揮自身的經(jīng)濟(jì)作用與社會(huì)價(jià)值[1]。因此越來越多的企業(yè)將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與軋材、采礦、澆鑄、選礦以及冶煉等不同的工藝流程中，希望借助于電氣自動(dòng)化技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保證鋼鐵冶煉工程中電力資源、氧氣以及水資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，通過這種方式有效提升生產(chǎn)效率，減少不必要的資源浪費(fèi)與損耗，控制企業(yè)運(yùn)行成本，同時(shí)增強(qiáng)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)的有效供給，促進(jìn)鋼鐵冶煉行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。文章立足于現(xiàn)階段鋼鐵聯(lián)合式生產(chǎn)模式的發(fā)展實(shí)際，全面分析冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，將星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代替原有的總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方案的規(guī)劃設(shè)置，增強(qiáng)鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量。

1 冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)體系復(fù)雜

鋼鐵冶金生產(chǎn)流程繁瑣、技術(shù)工藝要求較高，因此在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，為了滿足電力資源的使用需求，保證生產(chǎn)加工的有序進(jìn)行，需要將電氣自動(dòng)化技術(shù)覆蓋于整個(gè)冶金流程作業(yè)之中，借助電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、維護(hù)以及技術(shù)升級(jí)等方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金生產(chǎn)硬件與控制運(yùn)行軟件之間的良性互動(dòng)[2]。但是由于鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝較為繁瑣，電氣自動(dòng)化技術(shù)在覆蓋的過程中，需要大量的技術(shù)、資金與人力支持，這就在一定程度上增加了電氣自動(dòng)化技術(shù)體系的復(fù)雜程度，也在增加了電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過程中應(yīng)用的困難性，使得冶金企業(yè)在短時(shí)間難以實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金生產(chǎn)過程中的有效落實(shí)。

1.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電氣的依賴程度高

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作的深入開展，國內(nèi)大中型冶煉企業(yè)在發(fā)展的過程中，逐步認(rèn)識(shí)到企業(yè)發(fā)展過程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要性，立足于企業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與升級(jí)，吸收國外冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的有益經(jīng)驗(yàn)，逐步構(gòu)建起現(xiàn)代化的自動(dòng)化生產(chǎn)線，而自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行，需要以電氣技術(shù)為平臺(tái)，對(duì)生產(chǎn)線運(yùn)行過程中的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與信號(hào)轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)了鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)線運(yùn)行的流暢性與穩(wěn)定性，提升了生產(chǎn)效率。

1.3 冶金生產(chǎn)技術(shù)較為廣泛

鋼鐵冶煉作為冶煉行業(yè)的重要分支，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多、生產(chǎn)內(nèi)容多樣，冶煉過程中不僅涉及到化學(xué)變化，還包含了物理變化等多樣化的物質(zhì)性態(tài)轉(zhuǎn)變，這就要求鋼鐵冶煉企業(yè)在進(jìn)行冶煉作業(yè)的過程中，對(duì)生產(chǎn)過程中的影響因素以及原料特性進(jìn)行梳理，嚴(yán)格控制冶煉過程中物理變化以及化學(xué)變化過程中的各類參數(shù)[3]。電氣自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用的過程中，為了保證應(yīng)用的質(zhì)量與水平，需要從冶金流程出發(fā)，針對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，推動(dòng)冶金生產(chǎn)技術(shù)在冶金流程中的高效應(yīng)用。

2 冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

2.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用能夠有效提升冶金行業(yè)自身的自動(dòng)化水平，推動(dòng)其健康快速發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)以信息技術(shù)為框架，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼鐵冶煉流程的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與科學(xué)調(diào)控，對(duì)原有鋼鐵冶金過程中所使用的相關(guān)技術(shù)與組件進(jìn)行優(yōu)化與升級(jí)，推動(dòng)了我國冶金行業(yè)生產(chǎn)工藝與技術(shù)的現(xiàn)代化。同時(shí)電氣自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上滿足了冶金行業(yè)對(duì)于自身管理能力的提升要求，增強(qiáng)了鋼鐵冶金企業(yè)管理工作的科學(xué)性與高效性。電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用，在一定程度上促進(jìn)了電冶金企業(yè)運(yùn)行模式的改變，提升了企業(yè)自身的競爭能力，推動(dòng)了冶金企業(yè)的健康快速發(fā)展。

2.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中應(yīng)用，降低了冶金行業(yè)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)的成本，保證了電力資源的安全穩(wěn)定供應(yīng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)體系下，計(jì)算機(jī)與冶金行業(yè)中各個(gè)終端相互聯(lián)系，因此借助于相關(guān)軟件應(yīng)用程序就可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各類故障與問題進(jìn)行及時(shí)診斷與排除，借助于這種方式，在滿足冶金行業(yè)中設(shè)備維護(hù)的基本需求的前提下，能夠大大減少工作人員的工作難度與壓力，提升了人力資源的利用效率，減少了不必要的費(fèi)用支出[4]。

3 冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用遵循的原則

3.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)中的應(yīng)用必須要遵循科學(xué)性的原則。電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵冶金中應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要充分體現(xiàn)科學(xué)性的原則，只有從科學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義以及技術(shù)操作流程，進(jìn)行細(xì)致而全面的考量，才能最大限度地保證電氣自動(dòng)化技術(shù)滿足鋼鐵冶金生產(chǎn)工作的客觀要求，只有在科學(xué)精神、科學(xué)手段、科學(xué)理念的指導(dǎo)下，我們才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件為基礎(chǔ)，確保鋼鐵冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用工作的科學(xué)實(shí)現(xiàn)。

3.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)中的應(yīng)用必須要遵循實(shí)用性的原則。由于電氣自動(dòng)化技術(shù)工作大多位于室外，使得電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境較為簡陋，難以實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方案與相關(guān)施工技術(shù)的細(xì)致處理與操作。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)狀況，電氣自動(dòng)化技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，就要盡可能的增加自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方案的容錯(cuò)率，減少外部環(huán)境對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用活動(dòng)的不利影響。電氣自動(dòng)化技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進(jìn)行簡化處理，降低操作的難度，提升應(yīng)用方案的實(shí)用性能，使得在較短時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行批量操作，保證鋼鐵冶金生產(chǎn)工作的順利開展，減少不必要的費(fèi)用支出，節(jié)約生產(chǎn)成本。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中應(yīng)用的途徑

電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用是一個(gè)長期的過程中，在這一過程中，需要相關(guān)技術(shù)人員明確電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義，在科學(xué)性原則與實(shí)用性原則的指導(dǎo)下，以現(xiàn)有的技術(shù)為框架，促進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用。

4.1 繼電保護(hù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用

冶金企業(yè)電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電力故障有效隔離，減少電力故障對(duì)于冶金生產(chǎn)活動(dòng)的不利影響，增強(qiáng)電力資源供應(yīng)的可靠性，需要進(jìn)行繼電保護(hù)機(jī)制的設(shè)置。電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)應(yīng)用的過程中，技術(shù)人員可以將繼電保護(hù)作為電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)體系下繼電保護(hù)工作的有序進(jìn)行[5]。為了達(dá)到這一目的，一方面技術(shù)人員要在科學(xué)性原則的引導(dǎo)下，需要根據(jù)冶煉行業(yè)的電力需求，進(jìn)行輸電線路縱連保護(hù)體系的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)故障的有效排除，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在電氣化技術(shù)體系下，技術(shù)人員可以借助于縱連保護(hù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，一旦輸電線路發(fā)生故障，輸電線路兩側(cè)的開關(guān)根據(jù)電流與電壓的變化情況，及時(shí)進(jìn)行跳閘操作，實(shí)現(xiàn)故障部位的有效隔離，并在隔離的過程中，借助于相關(guān)設(shè)備對(duì)線路兩側(cè)的判量關(guān)系，對(duì)線路故障類型進(jìn)行分析，為故障排除方案的設(shè)定準(zhǔn)備了必要的數(shù)據(jù)參考。在進(jìn)行縱連保護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，為了提升繼電保護(hù)工作的效果，技術(shù)人員需要針對(duì)于單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的電力特性，對(duì)短路電壓以及電流進(jìn)行有效保護(hù)。冶金生產(chǎn)過程中，對(duì)于電力資源有著較為旺盛的使用需求，電力系統(tǒng)內(nèi)部的電壓環(huán)境與電流情況與其他生產(chǎn)部門有著一定的差異，因此為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部電壓與電流的有效調(diào)節(jié)，減少輸電線路故障對(duì)于電壓電流的影響程度，確保生產(chǎn)流程的有序開展，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，技術(shù)人員可以進(jìn)行特定值的設(shè)置，當(dāng)線路故障發(fā)生時(shí)，電流電壓低于或者高于特定數(shù)值時(shí)，輸電線路中的斷路器自動(dòng)斷開，實(shí)現(xiàn)電力故障的有效排除。另一方面對(duì)冶金生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行接地與電網(wǎng)保護(hù)，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于接地保護(hù)與電網(wǎng)距離保護(hù)的過程中，為了限制漏電電流，避免漏電電流對(duì)于設(shè)備的損耗，需要技術(shù)人員可實(shí)用性原則為指導(dǎo)，增加接地方案的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)裝置工作質(zhì)量與效率的提升。對(duì)于電網(wǎng)距離的設(shè)置則應(yīng)根據(jù)線路故障的發(fā)生位置以及反應(yīng)保護(hù)裝置的距離，最終確定保護(hù)裝置安裝位置，從而最大程度的提升保護(hù)裝置的工作性能，增強(qiáng)繼電保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用效果。

4.2 PLC技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用

PLC作為編程邏輯控制器，借助于自身內(nèi)部存儲(chǔ)程序，實(shí)現(xiàn)了邏輯運(yùn)算以及順序的定時(shí)控制，有效滿足了自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的客觀要求。PLC在冶金行業(yè)中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)間，信息數(shù)據(jù)的有效溝通與交流，進(jìn)行通信環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，提升冶金生產(chǎn)流程信息交互的流暢度。其在冶金生產(chǎn)過程中應(yīng)用，極大地提升了冶金工作的管理水平，實(shí)現(xiàn)了工藝流程操控的科學(xué)化，例如在對(duì)煉鋼吹風(fēng)處理的過程中，可以使用PLC對(duì)風(fēng)機(jī)的高低速進(jìn)行編程，使其能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)風(fēng)速，滿足生產(chǎn)需求。

5 結(jié)語

為了推動(dòng)冶煉行業(yè)的健康快速發(fā)展，提升我國冶煉行業(yè)的整體競爭能力，文章以電氣自動(dòng)化技術(shù)為切入點(diǎn)，全面分析冶金行業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上以科學(xué)性原則與實(shí)用性原則為指導(dǎo)，從多個(gè)角度出發(fā)，采取多種形式，促進(jìn)電子自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中的科學(xué)高效應(yīng)用。

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