鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表的有效運(yùn)用

劉爾康

[摘? ? 要]隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢的總體變革，鋼鐵冶金行業(yè)迎來了嶄新的變革，各個鋼鐵冶金企業(yè)不再局限在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，而是在生產(chǎn)中配備了各種的自動化儀表，這些自動化儀表的配備，使鋼鐵冶金生產(chǎn)表現(xiàn)出了自動化特征，生產(chǎn)模式的變革不僅提升了生產(chǎn)效率，更給企業(yè)創(chuàng)造了巨大的效益，提升了企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的競爭力?；诖耍恼聫淖詣踊瘍x表在鋼鐵冶金企業(yè)中的重要性出發(fā)，分析了自動化儀表的具體應(yīng)用，有利于加大在鋼鐵冶金企業(yè)中自動化儀表的推廣。

[關(guān)鍵詞]鋼鐵冶金企業(yè);自動化儀表;應(yīng)用

[中圖分類號]TF31 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–02

Effective Use of Automation Instruments in Iron and Steel Metallurgical Enterprises

Liu Er-kang

[Abstract]With the overall changes in China’s economic situation， the steel and metallurgical industry has ushered in a brand-new change. Each steel and metallurgical enterprise is no longer limited to the traditional production mode， but is equipped with various automated instruments in production. The equipment of the instrument makes the iron and steel metallurgical production show the characteristics of automation. The change of production mode not only improves the production efficiency， but also creates huge benefits for the enterprise and enhances the competitiveness of the enterprise in the industry. Based on this， the article starts from the importance of automation instruments in iron and steel metallurgical enterprises， and analyzes the specific applications of automation instruments， which is beneficial to increase the promotion of automation instruments in iron and steel metallurgical enterprises.

[Keywords]iron and steel metallurgical enterprises; automation instrumentation; application

鋼鐵冶金行業(yè)為傳統(tǒng)行業(yè)，因?yàn)榘l(fā)展理念和技術(shù)條件的限制，鋼鐵冶金企業(yè)存在著效率低下、產(chǎn)能落后的情況。但在當(dāng)前國內(nèi)國際經(jīng)濟(jì)變革的過程中，鋼鐵冶金行業(yè)進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段，行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展對鋼鐵冶金企業(yè)提出了新的要求，為適應(yīng)現(xiàn)代化趨勢，越來越多的鋼鐵冶金企業(yè)都在自身的生產(chǎn)系統(tǒng)中配備了各種自動化儀表。這些自動化儀表有著各自的功能優(yōu)勢，可給企業(yè)創(chuàng)造更大的發(fā)展可能，未來隨著行業(yè)的進(jìn)步，自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中還有著巨大的應(yīng)用潛力。

1 自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中的重要性

1.1 推進(jìn)鋼鐵冶金行業(yè)的一體化發(fā)展

（1）鋼鐵冶金行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)體系中的重要構(gòu)成部分，每年的生產(chǎn)任務(wù)滿足了市場上的鋼鐵冶金產(chǎn)品需求且很多產(chǎn)品都出口到了海外，給國家創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但鋼鐵冶金行業(yè)是工業(yè)化企業(yè)，在傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式下，因?yàn)榧夹g(shù)條件的落后性，導(dǎo)致鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)效率偏低且效益無法保障。

在工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢下，鋼鐵冶金行業(yè)在積極探索轉(zhuǎn)型道路，一些大型的鋼鐵冶金企業(yè)在此背景下已經(jīng)進(jìn)入了一體化發(fā)展的階段，而一體化發(fā)展的實(shí)現(xiàn)需有自動化儀表的支持。因此，各鋼鐵冶金企業(yè)的自動化儀表配備和應(yīng)用，可加快推進(jìn)整個行業(yè)的一體化發(fā)展步伐，各鋼鐵冶金企業(yè)通過各種自動化儀表的使用，可形成現(xiàn)代化生產(chǎn)線，再加上計算機(jī)系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的輔助，可在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建一體化的生產(chǎn)模式。

自動化儀表可給鋼鐵冶金企業(yè)創(chuàng)建一體化環(huán)境，因?yàn)樽詣踊瘍x表中集成了各種的現(xiàn)代化技術(shù)，這些技術(shù)的使用使自動化儀表使用中的各種兼容問題能夠得以解決，數(shù)據(jù)處理效率的提高也就刺激了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，給企業(yè)創(chuàng)造了巨大的效益。

（2）對于鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展而言，整個的生產(chǎn)系統(tǒng)處于高強(qiáng)度的控制狀態(tài)下，只有保障了控制的高效性，才可以保障產(chǎn)能。而自動化儀表中因?yàn)榧闪烁鞣N現(xiàn)代化控制技術(shù)，可使在生產(chǎn)的過程中，發(fā)揮各類儀表在高級控制方面的作用，這種控制模式徹底轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的控制模式限制，可在生產(chǎn)的過程中，進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)中復(fù)雜內(nèi)容、流程的精準(zhǔn)分配與控制，構(gòu)建智能化生產(chǎn)模式。

根據(jù)當(dāng)前在鋼鐵冶金企業(yè)中自動化儀表的控制情況，可采用自適應(yīng)、模擬的控制方式，以某鋼鐵冶金企業(yè)為研究對象，自適應(yīng)控制方式的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)方式的全面優(yōu)化，自動化儀表的自適應(yīng)控制中，表現(xiàn)出動態(tài)控制的功能，可根據(jù)現(xiàn)場的具體生產(chǎn)情況，進(jìn)行生產(chǎn)條件的靈活調(diào)整，使生產(chǎn)條件可以與實(shí)際的生產(chǎn)需求相一致。該鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)中，外界環(huán)境因素的存在對于生產(chǎn)的干擾巨大，這些影響因素的存在導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中很容易出現(xiàn)各種的誤差，產(chǎn)品精度無法滿足要求，而在配備了自動化儀表以后，企業(yè)中構(gòu)建了自適應(yīng)控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的控制模式下，完全可根據(jù)被控制對象的特點(diǎn)，來進(jìn)行生產(chǎn)方式的靈活調(diào)整，減小其他因素對生產(chǎn)的干擾，維持正常的生產(chǎn)秩序。

1.2 降低鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)成本

自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中應(yīng)用后，同樣可使企業(yè)的成本有所降低。作為傳統(tǒng)行業(yè)，鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模龐大，在生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)施中涉及了很多的要素，整體的投入較高，因此，對鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)而言，其生產(chǎn)成本投入較高。

隨著各鋼鐵冶金企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，自動化儀表陸續(xù)應(yīng)用到了生產(chǎn)領(lǐng)域，這些自動化儀表中采用了現(xiàn)代化技術(shù)，不僅可成本生產(chǎn)成本，更能夠降低運(yùn)營成本。

近年來，越來越多的鋼鐵冶金企業(yè)開始了低成本的自動化建設(shè)，尤其是中小企業(yè)中的自動化儀表應(yīng)用，在企業(yè)成本的控制方面表現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢。

以某中小型鋼鐵冶金企業(yè)為例，該企業(yè)將自動化儀表的資金作為固定成本，引進(jìn)了市場上的各類自動化儀表，構(gòu)建了更為獨(dú)特的生產(chǎn)系統(tǒng)，并加大了在自動化建設(shè)中的資金和技術(shù)投入，給生產(chǎn)創(chuàng)造了更為理想的環(huán)境，自動化儀表成為了自動化生產(chǎn)中的關(guān)鍵要素。

2 自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

自動化儀表本身就是信息時代下的技術(shù)產(chǎn)物，在儀表中集成了多種的現(xiàn)代信息技術(shù)，這些技術(shù)之間的高度配合，使自動化儀表兼具多種的功能。自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中應(yīng)用的技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 網(wǎng)絡(luò)集成化控制技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)集成化控制技術(shù)是自動化儀表中的關(guān)鍵性技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用，使在鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)過程中，整個生產(chǎn)系統(tǒng)的控制更為便捷且不同模塊之間的通信更為順暢。自動化儀表可直接與計算機(jī)技術(shù)高度集成，鋼鐵冶金企業(yè)在這一生產(chǎn)方式下，計算機(jī)控制系統(tǒng)可在生產(chǎn)的全過程中，完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息的自動收集與反饋，而處于系統(tǒng)中的每一個自動化儀表，都可以在計算機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管控[3]。網(wǎng)絡(luò)控制模式下的自動化儀表，不僅能夠?qū)︿撹F冶金企業(yè)生產(chǎn)的全部流程實(shí)施自動化管控，更可以對生產(chǎn)中的一切參數(shù)實(shí)施自主檢驗(yàn)、測量與轉(zhuǎn)換，使生產(chǎn)中的一些干擾因素得到有效控制。

2.2 軟件編程技術(shù)

在傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)展條件下，自動化儀表一般是由硬件完成控制的，而在當(dāng)下的發(fā)展條件下，軟件編程技術(shù)日漸進(jìn)步，給自動化儀表的控制提供了新的技術(shù)，在軟件編制技術(shù)支持下，控制程序的更改和調(diào)整相對便捷，這一特點(diǎn)在各類自動化儀表的控制中，可利用軟件編輯技術(shù)完成。但在軟件編輯技術(shù)的使用之前，需首先進(jìn)行計算機(jī)驗(yàn)證，在此過程中主要要保障控制程序可滿足實(shí)際需求，以避免后續(xù)在軟件編輯技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)問題。

2.3 自主記憶技術(shù)

目前，鋼鐵冶金企業(yè)內(nèi)部配備了越來越多的自動化儀表，每一種儀表都有各自的功能優(yōu)勢，部分儀表中因?yàn)槭褂昧俗灾饔洃浖夹g(shù)，使儀表的自主記憶功能可有效發(fā)揮作用。儀表內(nèi)部安裝有計算機(jī)芯片和其他部件，這些芯片和部件具備存儲功能，通過對操作步驟的科學(xué)記憶，可適應(yīng)鋼鐵冶金企業(yè)復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。一旦自動化儀表在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了狀態(tài)變化，在不需要進(jìn)行原先設(shè)置變更的情況下，就可以自動完成相應(yīng)的調(diào)整，自動化儀表的邏輯判斷功能，有效提升了生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

3 鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表的應(yīng)用

3.1 智能與先進(jìn)控制

鋼鐵冶金企業(yè)的自動化儀表應(yīng)用中，智能控制是其中的一個方面，在這一控制模式下，控制模塊不需要對被控制對象開展精準(zhǔn)定量，只需要具備相應(yīng)的控制知識就可以完成控制任務(wù)，在鋼鐵冶金的復(fù)雜性、不完全性、模糊性非數(shù)學(xué)控制的過程中，就可以利用智能控制實(shí)現(xiàn)。近年來，越來越多的鋼鐵冶金企業(yè)，都在積極探索新的生產(chǎn)模式，有條件的企業(yè)都引入了智能系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)、自適應(yīng)控制、模糊控制等智能化模塊的應(yīng)用，可通過這些智能控制系統(tǒng)來完成生產(chǎn)全過程的智能化管理和控制。

鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)流程繁多，且每個環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都非常高，為提高控制可靠性和便捷性，可引入智能化控制模式。如果自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中能夠應(yīng)用在先進(jìn)控制方面，就可以使企業(yè)生產(chǎn)中的系統(tǒng)適應(yīng)能力大大提高，使系統(tǒng)具備更高的穩(wěn)定性，克服傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)下所存在的不穩(wěn)定性、非線性缺陷，也就減小了在鋼鐵冶金企業(yè)中外部因素對生產(chǎn)流程和要素的干擾。

目前很多鋼鐵冶金企業(yè)中，自動化儀表的先進(jìn)控制也取得了明顯的進(jìn)步。比如，部分企業(yè)采用預(yù)測模型，對高爐中鐵水溫度實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測與控制;采用分布參數(shù)理論，對電爐中鋼水成分實(shí)施了調(diào)節(jié);采用自適應(yīng)控制方法，將連鑄結(jié)晶器的液位控制在了標(biāo)準(zhǔn)條件下。隨著未來自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，加快了鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，經(jīng)由計算機(jī)過程控制系統(tǒng)、DCS與PLC等的有效結(jié)合，可最大限度地發(fā)揮各種自動化儀表的功能優(yōu)勢，解決生產(chǎn)中所出現(xiàn)的各種問題。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)與現(xiàn)場總線控制

自動化儀表在鋼鐵冶金行業(yè)中的應(yīng)用，同樣體現(xiàn)在系統(tǒng)開發(fā)和現(xiàn)場總線控制中，從整個生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成來看，現(xiàn)場總線的存在，可使各生產(chǎn)設(shè)備與自動化系統(tǒng)可達(dá)到智能連接的效果，該種智能連接方式下，表現(xiàn)出數(shù)字化、開放性和雙向串行的特點(diǎn)，再加上數(shù)字通信技術(shù)的引入，也就可使現(xiàn)場總線控制中具備了更多的功能，在生產(chǎn)系統(tǒng)中形成了現(xiàn)場級儀表?，F(xiàn)場總線控制中的自動化儀表應(yīng)用，使中央控制DCS原先所具備的組織、控制和協(xié)調(diào)功能逐步被現(xiàn)場儀表的這些功能所取代，也就可根據(jù)鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，構(gòu)建生產(chǎn)現(xiàn)場總線控制FCS，提升控制的一體化水平，這些控制特點(diǎn)和功能使在企業(yè)中的生產(chǎn)效率和安全都顯著提高。

生產(chǎn)現(xiàn)場總線控制FCS的形成，在系統(tǒng)的運(yùn)行時，可將運(yùn)算能力排除在例行控制外，最終使鋼鐵冶金企業(yè)的控制模塊可滿足更為復(fù)雜的控制任務(wù)，提升控制的智能化水平。越來越多的鋼鐵冶金企業(yè)在當(dāng)前逐步意識到了現(xiàn)場總線控制FCS的優(yōu)勢，在未來的發(fā)展過程中，為通過這一控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，就要求企業(yè)需結(jié)合自身的具體情況，加大對這一方面的資金投入和技術(shù)研發(fā)。

3.3 專業(yè)特殊儀表檢測

隨著鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日漸擴(kuò)大，許多鋼鐵企業(yè)為滿足生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求，都配備了各種的特殊檢測儀表，這些特殊儀表的配備在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的一些特殊參數(shù)開展實(shí)時檢測，如高溫、液面、高溫流體成分、線材溫度等都開展精準(zhǔn)檢測。自動化儀表的配備使這些檢測工作的開展更為便捷和高效。對很多的鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)而言，特殊儀表的使用頻次較高，為使自動化特殊儀表檢測在鋼鐵企業(yè)發(fā)揮其作用，各企業(yè)在當(dāng)下都應(yīng)該加大對計算機(jī)或微處理器發(fā)展的關(guān)注，以根據(jù)企業(yè)的具體情況來配備這些先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施和儀表，以加快推進(jìn)企業(yè)的一體化、智能化發(fā)展進(jìn)程。自動化儀表的研發(fā)中，除了要進(jìn)行儀表材料、零部件的應(yīng)用創(chuàng)新外，還需要加大技術(shù)創(chuàng)新力度，以通過這些方式，提升自動化儀表的綜合性能，具備更為完善的功能。

4 結(jié)束語

鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展過程中，生產(chǎn)轉(zhuǎn)型成了關(guān)鍵性的方向，為了給鋼鐵冶金企業(yè)創(chuàng)造更大的發(fā)展可能性，各鋼鐵冶金企業(yè)都要從自身的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)對自動化儀表的配置，發(fā)揮自動化儀表在生產(chǎn)流程管控、要素管理方面的突出作用，提升鋼鐵冶金企業(yè)的發(fā)展競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王亮.鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表技術(shù)應(yīng)用及分析[J].數(shù)字化用戶，2018，24（10）：80.

[2] 姜輝，趙繼東，趙曉鵬，等.自動化儀表技術(shù)在鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的應(yīng)用[J].冶金能源，2019，38（5）：63-65.