淺談電氣自動化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

張立剛

(山西晉南鋼鐵集團有限公司, 山西 臨汾 043400)

一、電氣自動化的概述

電氣自動化技術(shù)目前在我國的鋼鐵冶金業(yè)、采礦業(yè)、機械制造業(yè)等行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。無論在機械零件的生產(chǎn)設(shè)計，還是火箭導(dǎo)航系統(tǒng)的操作控制，都需要應(yīng)用電氣自動化技術(shù)。通常情況下，電氣自動化的應(yīng)用和經(jīng)濟管理、開發(fā)研制系統(tǒng)、系統(tǒng)運行操作、信息處理方法和自動控制程序聯(lián)系緊密。近年來，電氣自動化技術(shù)越來越成熟，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動化技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，無論是大型的機械設(shè)備，還是小型的電氣元件，都需要應(yīng)用電氣自動化技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,元器件和機械設(shè)備的各方面性能和功能也在不斷完善和增強。近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,電氣自動化的應(yīng)用不僅局限在工藝技術(shù)方面,逐漸發(fā)展到操作控制系統(tǒng)層面,控制系統(tǒng)包含規(guī)劃設(shè)計、操作應(yīng)用、測試調(diào)試、維護管理等多個環(huán)節(jié),結(jié)合實際的應(yīng)用需求，結(jié)合 PCL 進行設(shè)計,通過計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實時監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài),保障系統(tǒng)各個模塊之間的數(shù)據(jù)交換和資源共享。當(dāng)前，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用主要是基于 PCL 人機界面, 便于維護和處理?，F(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)由變頻器、監(jiān)控點、監(jiān)視系統(tǒng)、CPU、中央控制器等組成,這使得電氣自動化趨于高效化、市場化和國際化。

二、電氣自動化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

（一）將電氣元件應(yīng)用到鋼鐵行業(yè)中

電氣元件在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用較廣，高壓斷路器、繼電器、變頻器以及傳感器等，已經(jīng)在生產(chǎn)工序和檢測方面得到廣泛應(yīng)用。高壓負(fù)荷開關(guān)和高壓隔離開關(guān)聯(lián)合組成了高壓斷路器，兩個開關(guān)的配合能完成多項功能，如切斷正常負(fù)荷電流、承受短路電流，形成自動跳閘，保護設(shè)備和電路的安全；電源斷開后， 還能進行絕緣檢測，尋找故障，保障操作人員的人身安全。繼電器是一種以小電流控制大電流的安全開關(guān)，它由兩部分構(gòu)成，包括輸入回路和輸出回路，通過輸入回路的操作，控制、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換并保護輸出回路；運行過程中一旦出現(xiàn)故障，就以自動化控制裝置快速切除故障部分，防止故障進一步擴大，保障電路系統(tǒng)可靠運行。

（二）將PLC 技術(shù)應(yīng)用到鋼鐵行業(yè)中

可編程控制器（PLC）具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強等優(yōu)勢，可通過外部裝置與多類設(shè)備聯(lián)合使用，因此在鋼鐵企業(yè)中廣受歡迎。在鋼鐵生產(chǎn)工藝中的鐵水脫硫處理、連鑄、轉(zhuǎn)爐加卸物料、吹氧、灰塵清除、出渣、水輪回等都需要用到 PLC 設(shè)備，基本實現(xiàn)了各個步驟的自動化操作，提升了鋼鐵冶煉品質(zhì)和加工速度，減輕了工作人員的勞動強度，節(jié)約了能源，給企業(yè)帶來了較為廣泛的經(jīng)濟效益。

（三）檢測設(shè)備電氣自動化應(yīng)用到鋼鐵行業(yè)中

鋼鐵企業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的要求較為嚴(yán)格，因此在生產(chǎn)工藝中，會有嚴(yán)格的檢測和檢查程序，確保鋼鐵產(chǎn)品符合質(zhì)量要求。首先，產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)檢測。利用自動化技術(shù)，可對原材料的選用進行監(jiān)管， 為鋼鐵產(chǎn)品的品質(zhì)提供保障；利用紅外溫度測試儀器直接掃描并顯現(xiàn)圖像，能減少人工檢測帶來的誤差，對軋鋼過程中鑄件尺寸進行嚴(yán)格控制；鑄件表面缺陷可通過人工來檢測，但一些內(nèi)部的缺陷或肉眼無法觀察到的瑕疵需要依靠電氣自動化設(shè)備進行檢測，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，較為常用的有平整度檢測、表面缺陷檢測、表面覆蓋度檢測等。其次，生產(chǎn)環(huán)境方面的檢測。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，環(huán)境也需要進行嚴(yán)格控制，為生產(chǎn)線操作人員提供健康、安全的工作場所。生產(chǎn)制造過程中重點檢測對象是有毒粉塵、燃?xì)馐欠裼行孤?、生成的氣體是否會危及人身健康等。具體檢測項目包括粉塵元素檢測、鍋爐材料瓦斯量檢 測、回收率檢測、加熱程序中廢氣元素檢測等；通過一系列的檢測和有效處理，可減少鋼鐵生產(chǎn)對環(huán)境的污染，為企業(yè)贏取經(jīng)濟效益的同時，還能收獲社會效益和環(huán)境效益。

三、電氣自動化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的發(fā)展前景

（一）低成本

自動化建設(shè)成本高，很大程度上制約了其建設(shè)和應(yīng)用范圍，因此低成本自動化將是未來發(fā)展趨勢之一。低成本自動化的實現(xiàn)主要是通過科學(xué)合理的投資， 采用高精尖技術(shù)，減少投資成本，提高投資成本的利用率。對于中小企業(yè)來說， 若 CIMS 與工業(yè)綜合自動化技術(shù)的成本能得到有效控制，則其建設(shè)速度和建設(shè)規(guī)模將更加快。

（二）信息化

鋼鐵行業(yè)信息化建設(shè)是為了實現(xiàn)信息資源共享，為企業(yè)信息化管理和標(biāo)準(zhǔn)化管理提供保障。在鋼鐵企業(yè)自動化生產(chǎn)中，可利用信息技術(shù)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析和處理，根據(jù)分析結(jié)果做出決策，能為企業(yè)生產(chǎn)和管理的進一步提升提供技術(shù)保障。

四、結(jié)束語：

總而言之，隨著我國電氣自動化技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的鋼鐵企業(yè)認(rèn)識到電氣自動化的應(yīng)用優(yōu)勢，通過在鋼鐵加工生產(chǎn)制造流程中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，結(jié)合實際的生產(chǎn)運營要求，極大地提高鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在未來的發(fā)展過程中應(yīng)加大電氣自動化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用研究，不斷進行創(chuàng)新和探索，實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)的安全化、專業(yè)化、規(guī)范化和智能化。