自動化技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)的應(yīng)用及未來的發(fā)展趨勢

張毅

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，冶金自動化技術(shù)不斷提高，但與發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比，在技術(shù)上仍存在較大差距。我國企業(yè)需要不斷提高生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，積極推動冶金自動化技術(shù)的發(fā)展。鋼鐵工業(yè)是我國的基礎(chǔ)工業(yè)，關(guān)系到各行各業(yè)的生產(chǎn)，特別是工業(yè)和建筑業(yè)。沒有鋼鐵，就不能進(jìn)行下一步的具體工作。我國正處于社會主義建設(shè)的高峰期，許多產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于質(zhì)量改善和轉(zhuǎn)型的階段。今后，對優(yōu)質(zhì)鋼材的需求將繼續(xù)增加。但目前市場上優(yōu)質(zhì)鋼材供應(yīng)不足，高端質(zhì)量品種較少，無法完全滿足市場需求。因此，冶金自動化技術(shù)是促進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)和質(zhì)量提高的主渠道。今后，我國冶金工業(yè)應(yīng)不斷吸收和借鑒國外冶金自動化技術(shù)的發(fā)展，制定適合我國冶金自動化發(fā)展的目標(biāo)，不斷擴(kuò)大我國工業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);鋼鐵冶金;應(yīng)用;發(fā)展趨勢

1 引言

自動化技術(shù)是鋼鐵冶金工業(yè)的研究熱點。它不僅可以改善鋼鐵冶金工藝，而且可以提高鋼鐵冶金工業(yè)的生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)在鋼鐵冶金工業(yè)中占有重要地位，具有良好的發(fā)展方向。鋼鐵冶金工業(yè)主要促進(jìn)自動化技術(shù)的應(yīng)用，以改善鋼鐵冶金工業(yè)的發(fā)展環(huán)境。因此，本文通過對鋼鐵冶金行業(yè)的研究，分析了自動化技術(shù)的應(yīng)用和未來的發(fā)展。

2 自動化技術(shù)在冶金行業(yè)的發(fā)展

20世紀(jì)80年代前后，單環(huán)控制在我國鋼鐵冶金行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。一般控制設(shè)備為常規(guī)儀器，控制水平簡單。20世紀(jì)90年代以后，自動化技術(shù)開始在中國冶金行業(yè)普及。大多數(shù)企業(yè)的控制設(shè)備主要是PLC、DCS和FCS?？刂齐娖娇蛇_(dá)到準(zhǔn)無人電平。近年來，冶金工業(yè)自動化技術(shù)又一次得到了提升。部分鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)了全廠信息化，控制系統(tǒng)更加優(yōu)化。BPS/MES/PCS的三級結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。我國加入WTO以來，再加上金融危機(jī)的影響和國際鋼鐵市場持續(xù)低迷，鋼鐵冶金企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗。因此，為了適應(yīng)全球冶金工業(yè)環(huán)境，更好地發(fā)展我國冶金工業(yè)，提高我國鋼鐵工業(yè)的自動化技術(shù)水平勢在必行。

3 自動化技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)之中的應(yīng)用

3.1 自動化電力保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

鋼鐵冶金工業(yè)將消耗大量電能。由于電能的危險性，電力供應(yīng)的安全是非常重要的。借助于自動化技術(shù)，可以有效地保護(hù)鋼鐵冶金行業(yè)的電力供應(yīng)。其主要工作原理是進(jìn)行繼電保護(hù)，即利用自動化技術(shù)提高整體繼電保護(hù)。同時，當(dāng)短路或破壞發(fā)生在供電系統(tǒng)的操作，第一次的自動化技術(shù)可以檢測和優(yōu)化供電系統(tǒng)，以解決當(dāng)前的問題和縮短恢復(fù)供電的時間，從而提高鋼鐵冶金的效率。該自動化技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用于80%的鋼廠，取得了良好的效果。通過該技術(shù)可以避免供電系統(tǒng)設(shè)備損壞的問題，減少鋼廠的無所畏懼的消耗，從而間接提高鋼廠的生產(chǎn)效率。

3.2 ?PLC控制

PLC是鋼鐵冶金行業(yè)中一種典型的自動化技術(shù)。由于PLC具有自動化編程的特點，可以根據(jù)鋼鐵冶金生產(chǎn)的需要設(shè)計出可用的自動化程序，從而達(dá)到鋼鐵冶金生產(chǎn)的自動化水平。PLC與鋼鐵冶金生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，關(guān)系到鋼鐵冶金生產(chǎn)的安全。列舉了PLC在鋼鐵冶金工業(yè)中的常見應(yīng)用，如：（1）為鋼鐵冶金提供程控模式，用PLC改變生產(chǎn)工藝參數(shù)，如用PLC控制鋼鐵生產(chǎn)中的壓差流量。自主性運算公式：qf=.e..d2。，QF為鋼鐵生產(chǎn)中的體積流量，C=流出系數(shù)，=d/d，p=壓差值，p1=流體密度。如果流體為天然氣，PLC將自動執(zhí)行公式：qn=As.c.E.d2.FG。這實現(xiàn)了高標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵冶金生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)控制的規(guī)模和難度，體現(xiàn)了綜合控制的優(yōu)勢。（2）調(diào)整相關(guān)過程的速度，確保多個過程的機(jī)械速度可以處于協(xié)調(diào)控制狀態(tài)，體現(xiàn)PLC對控制的調(diào)節(jié)。（3）程序模擬與控制為鋼鐵冶金行業(yè)的機(jī)械控制提供了一種安全的模擬模式，有利于鋼鐵冶金行業(yè)的安全生產(chǎn)。PLC應(yīng)用于鋼鐵冶金行業(yè)的除塵和送料過程中，充分發(fā)揮了PLC自動控制的優(yōu)勢。

4 自動化技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)中的發(fā)展趨勢

4.1 自動化控制的高效性發(fā)展

鋼鐵冶金行業(yè)的自動化技術(shù)要求控制性能高，控制效率高，從而適應(yīng)鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展。智能和數(shù)字技術(shù)引入到現(xiàn)代鋼鐵冶金行業(yè)，這就增加了自動化控制的負(fù)擔(dān)。因此，對自動化技術(shù)的高效率提出了發(fā)展要求，這促使其在未來的發(fā)展中達(dá)到了高效率的標(biāo)準(zhǔn)，滿足了鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展需求，最大化了自動化的控制效率效率是鋼鐵冶金自動化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。協(xié)助鋼鐵冶金行業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，確保自動化生產(chǎn)的效率。

4.2 進(jìn)一步提高智能化程度

在過去，電氣自動化受到電子化和機(jī)械化的限制。進(jìn)入新世紀(jì)以來，計算機(jī)技術(shù)逐漸被引入電氣自動化程序并發(fā)展成為主導(dǎo)。要加強(qiáng)信息化與工業(yè)化的融合。這是節(jié)約勞動力、提高生產(chǎn)效率的需要。信息化生產(chǎn)過程有利于實現(xiàn)自動化和機(jī)械化，從而改善生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)質(zhì)量。電氣自動化技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合將進(jìn)一步促進(jìn)冶金生產(chǎn)過程的自動化和機(jī)械化。特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展對電氣自動化的進(jìn)一步發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。隨著冶金和電子自動化技術(shù)在中國的發(fā)展，整合信息化和工業(yè)化越來越重要，逐步淘汰落后的生產(chǎn)模式，加強(qiáng)合并和重組，從而提高工業(yè)集中度，整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，提高技術(shù)和管理水平，并將冶金企業(yè)轉(zhuǎn)變成精細(xì)和強(qiáng)化的管理。

4.3 自動化技術(shù)的高效性要進(jìn)一步提升

在鋼鐵冶金行業(yè)中，自動化技術(shù)有著很大的發(fā)展和應(yīng)用前景。它能有效地滿足鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展要求，為行業(yè)的改革升級帶來巨大的幫助。我們應(yīng)該知道，社會是在不斷發(fā)展的過程中，各個行業(yè)都需要探索和升級，自動化技術(shù)也需要在這個過程中得到提高。作者認(rèn)為，鋼鐵冶金工業(yè)的自動化技術(shù)應(yīng)該進(jìn)一步提高其效率和加強(qiáng)其控制能力通過信息化和數(shù)字化技術(shù)，以便自動化技術(shù)本身的負(fù)擔(dān)將增加和勞動力的負(fù)擔(dān)會減少，這將更有利于行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。因為升級技術(shù)水平更簡單，手動級別的升級將會更加困難，需要注意控制效率的自動化技術(shù)，以提高技術(shù)水平，確保鋼鐵冶金行業(yè)生產(chǎn)效率高。

4.4 能源管理控制一體化的構(gòu)建

我們知道，冶金行業(yè)是一個消耗資源和能源較多的行業(yè)，這將嚴(yán)重阻礙冶金行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。目前，我國冶金工業(yè)正逐步從粗放型生產(chǎn)模式向精細(xì)化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。將消耗的能源和資源作為生產(chǎn)能力驗證的標(biāo)準(zhǔn)，在未來可能成為現(xiàn)實。因此，節(jié)能利用對冶金工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。自動化技術(shù)在冶金行業(yè)的廣泛應(yīng)用，可以為節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)。能源管控一體化建設(shè)在冶金行業(yè)中，即使僅僅處于數(shù)據(jù)采集階段，也沒有起到十分重要的作用，但它也是目前普遍存在的現(xiàn)象。摘要針對冶金工業(yè)能耗大、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氣體的能源管理與控制特點，重點建設(shè)了能源管理中心。能源控制管理中心主要是在建立控制模型和管理模型的基礎(chǔ)上建立的?？梢?，能源控制與管理工作的重點是能源利用合理化、二次能源利用合理化、多種能源介質(zhì)的協(xié)同、轉(zhuǎn)變以往的能源計算方法和能源安全預(yù)警。

5 結(jié)語

我國冶金自動化技術(shù)取得了很高的成就，促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，但隨著社會對鋼鐵需求的發(fā)展，也對冶金自動化技術(shù)提出了更高的要求。本文主要闡述了自動化技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用及未來的發(fā)展趨勢，希望能夠幫助相關(guān)人員推動我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。

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（作者單位：承德鋼鐵公司自動化中心）