探究鋼鐵工業(yè)中的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

許珊珊

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)各界對(duì)鋼鐵的需求量逐漸增多。同時(shí)，高溫、高粉塵、高廢氣的生產(chǎn)環(huán)境也對(duì)鋼鐵生產(chǎn)的自動(dòng)化控制與管理工作提出了更高的要求。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用已勢(shì)在必行。鑒于此，本文先是分析了我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，又探究了鋼鐵工業(yè)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后詳細(xì)研究了自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的有效運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：鋼鐵工業(yè);自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù);應(yīng)用

1鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，很多鋼鐵企業(yè)都開始大規(guī)模地引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化控制設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)，有意識(shí)地控制和管理實(shí)際的鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的控制系統(tǒng)不僅包括單機(jī)操作系統(tǒng)，還包括分布式系統(tǒng)。現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化控制技術(shù)水平已能滿足我國(guó)當(dāng)前的鋼鐵生產(chǎn)需求，但相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在鋼鐵生產(chǎn)自動(dòng)化控制工作中還有很長(zhǎng)一段路要走。為有效提升自身的生產(chǎn)技術(shù)水平，各大鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)都開始積極引進(jìn)和開發(fā)全新的生產(chǎn)技術(shù)，及時(shí)淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)，基本實(shí)現(xiàn)了分級(jí)管理。一般而言，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)采取的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括：采集層、控制層、生產(chǎn)管控調(diào)度層和信息管理層這四個(gè)方面。這四個(gè)層次之間互相具有一定的獨(dú)立性，但同時(shí)也是互相影響、彼此共享的。其中采集層主要是完成無(wú)理數(shù)據(jù)的檢測(cè)以及執(zhí)行相關(guān)的命令。而控制層則重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行集中控制，完成生產(chǎn)控制的優(yōu)化。而生產(chǎn)管控調(diào)度層則主要是針對(duì)鋼鐵企業(yè)諸多的生產(chǎn)工序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。而企業(yè)信息層則是對(duì)諸多不同的信息系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，進(jìn)而提供網(wǎng)絡(luò)化控制功能。通常，采集執(zhí)行層主要基于的技術(shù)為傳感裝置，而其他相關(guān)層則建立在以太網(wǎng)環(huán)境中，不同層級(jí)之間的交互順暢度較低，而這也是當(dāng)前在鋼鐵企業(yè)中需要發(fā)展和解決的核心技術(shù)問(wèn)題。鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化控制，就必須要有效集成控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)，進(jìn)而使自動(dòng)化控制系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)中的重要作用得以全面的發(fā)揮。

2自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

2.1 應(yīng)用水平低

現(xiàn)階段我國(guó)大部分的鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備主要依靠進(jìn)口，真正國(guó)產(chǎn)的額鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備較少，鋼鐵自動(dòng)化設(shè)備的維修技術(shù)水平與自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用水平較低，很多鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的高能耗、機(jī)械化的老舊的生產(chǎn)設(shè)備。不僅無(wú)法滿足我國(guó)現(xiàn)階段節(jié)能減排的具體要求，也不符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。不斷應(yīng)用自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、淘汰老舊的非自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，成為了我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的主要發(fā)展方向。

2.2 適應(yīng)性弱

我國(guó)的很多鋼鐵企業(yè)雖然引進(jìn)了許多進(jìn)口自動(dòng)化設(shè)備，但由于鋼鐵生產(chǎn)的工藝較為復(fù)雜，且國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化數(shù)學(xué)模型不適應(yīng)我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)，不能完全發(fā)揮這些先進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的最大功能，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的適應(yīng)能力較弱。因此，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)或改造，加強(qiáng)自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，研究具有較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)學(xué)模型，使我國(guó)鋼鐵工業(yè)能夠與先進(jìn)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)相結(jié)合，造福國(guó)內(nèi)的鋼鐵行業(yè)。

2.3 性能不穩(wěn)定

由于國(guó)內(nèi)大多數(shù)的鋼鐵自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備是在國(guó)外引進(jìn)的，所以在國(guó)內(nèi)運(yùn)行起來(lái)很多設(shè)備的功能不能得到體現(xiàn)，運(yùn)行性能不穩(wěn)定，尤其是遇到運(yùn)營(yíng)或者是維修工作時(shí)，國(guó)內(nèi)的工程師對(duì)于設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)不太了解，導(dǎo)致自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)不能夠得到穩(wěn)定可靠的維修以及維護(hù)工作。我們只能夠通過(guò)研究探討自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，掌握可靠性維修與維護(hù)任務(wù)，改革和創(chuàng)新自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展要求。也只有這樣才能夠充分發(fā)揮自控系統(tǒng)的重要作用。

3鋼鐵工業(yè)中自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用深度和廣度均大幅度提升，在鋼鐵企業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中，PLC以及DCS技術(shù)是目前應(yīng)用最普遍的控制技術(shù)。PLC技術(shù)主要運(yùn)用于對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行回路控制，而DCS技術(shù)主要的功能是監(jiān)控鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程。作為基礎(chǔ)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)的PLC控制技術(shù)，它通過(guò)自動(dòng)化控制生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的絕大部分功能，而DCS控制技術(shù)更多的是作為一種輔助控制功能，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)流程，以此來(lái)提高鋼鐵工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 在企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度中的應(yīng)用

生產(chǎn)調(diào)度是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)不可或缺的一環(huán)，也是直接關(guān)系鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定及運(yùn)行效益的重要工作內(nèi)容。隨著鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)單元也逐漸多元化發(fā)展，而為了滿足日益增多的生產(chǎn)單元的調(diào)度能力需求，勢(shì)必要建立起更加科學(xué)和有效的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，依靠生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)來(lái)及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)信息，以便于采取更加可靠的指揮和調(diào)度手段，確保生產(chǎn)過(guò)程合理、有效和安全、可靠。具體實(shí)施過(guò)程中，可構(gòu)建企業(yè)資源庫(kù)和資源計(jì)劃進(jìn)度序列，配合資源計(jì)劃的實(shí)施情況來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行工序，同時(shí)，以DLP投影屏、LED顯示屏來(lái)構(gòu)成監(jiān)視模塊，監(jiān)控資源計(jì)劃和生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程的實(shí)施情況，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)度調(diào)控來(lái)使企業(yè)資源計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃相同步，消除生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、設(shè)備異常影響和資源利用問(wèn)題，使生產(chǎn)過(guò)程以最品質(zhì)、最效益、最可靠、最安全的方式來(lái)執(zhí)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)價(jià)值的最大化。

3.3 在企業(yè)能源管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)能源管理模式已經(jīng)難以滿足鋼鐵企業(yè)新形勢(shì)下的生存和發(fā)展的需要，在此情況下，勢(shì)必要強(qiáng)化能源管理的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，搭建起以EMS系統(tǒng)為支撐的EMS能源管理系統(tǒng)，才能最大化地提升能源利用效益。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，利用PLC從工控網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)，借助強(qiáng)大的消息中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸和實(shí)時(shí)交換，以監(jiān)測(cè)、預(yù)警能源信息，并以串口協(xié)議來(lái)隔離工控網(wǎng)絡(luò)和能源網(wǎng)絡(luò)，減少EMS系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)工控網(wǎng)絡(luò)的干擾，同時(shí)，利用強(qiáng)大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行能源的比對(duì)分析，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、能源過(guò)程控制和能源平衡管理等功能，進(jìn)而對(duì)能源信息進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)預(yù)警、過(guò)程控制和統(tǒng)計(jì)分析。

3.4 在企業(yè)計(jì)量管理中的應(yīng)用

鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)眾多、用戶點(diǎn)位眾多，計(jì)量管理的難度非常大，在這種情況下，引入高效的智能化遠(yuǎn)程計(jì)量管理系統(tǒng)也就十分必要。結(jié)合鋼鐵企業(yè)特點(diǎn)，可將視頻/RFID/紅外等先進(jìn)設(shè)備與無(wú)人值守終端集成，利用現(xiàn)場(chǎng)終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操作平臺(tái)等模塊來(lái)搭建起智能化遠(yuǎn)程集中計(jì)量管理系統(tǒng)，消除計(jì)量管理過(guò)程中存在的數(shù)據(jù)舞弊造假、計(jì)量時(shí)間節(jié)點(diǎn)不固定、異常監(jiān)控不力等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量數(shù)據(jù)、計(jì)量數(shù)據(jù)核定校準(zhǔn)、計(jì)量數(shù)據(jù)可靠傳輸、異常實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為我國(guó)鋼鐵行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，不僅能最大限度地降低鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的成本，有效提升鋼鐵生產(chǎn)的效率與效果，還能減少或避免企業(yè)的生產(chǎn)事故，提升鋼鐵生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)整個(gè)鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)代化與持續(xù)化發(fā)展。但由于我國(guó)鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用時(shí)間較短，相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)較為薄弱。相信隨著鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的不斷努力與相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)必將取得更大的進(jìn)步。

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