自動化技術(shù)在有色冶金工業(yè)中的使用探究

盧粉花

（云南錫業(yè)股份有限公司錫業(yè)分公司，云南 個舊 661000）

我國作為全球知名的有色金屬生產(chǎn)國家之一，基于互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的高度發(fā)展，極大地推動了國內(nèi)的有色金屬冶金行業(yè)的自動化發(fā)展，把自動化技術(shù)應(yīng)用至有色金屬冶煉流程內(nèi)，能夠很好地降低冶金期間的能源損耗[1]。此外于冶煉期間設(shè)計較多的化學(xué)試劑，借助于自動化控制技術(shù)可以有效降低對于此類化學(xué)試劑的人為操作，這也大大提升了整個冶金工作的安全性，切實規(guī)避各種潛在問題的出現(xiàn)[2]。國內(nèi)有色冶金行業(yè)發(fā)展相對較晚，故而和一些發(fā)達地區(qū)之間存在著一定的差距。在之后的發(fā)展期間，需要客觀地意識到有色金屬冶金自動化技術(shù)的發(fā)展價值，切實推動自動化技術(shù)于現(xiàn)代有色冶金行業(yè)中的可持續(xù)發(fā)展[3]。

1 電氣自動化技術(shù)應(yīng)用價值

冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)主要涉及有關(guān)定制計劃、微機管控技術(shù)以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的基礎(chǔ)知識予以整合，就電氣設(shè)備等的工作機理予以熟知和把控，并應(yīng)用計算機技術(shù)達成電氣化管控以及基本原理和策略等應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)與應(yīng)用。現(xiàn)代冶金電氣自動化技術(shù)主要指代可以借助于各個機械、電力以及電氣等基礎(chǔ)完成一系列的自動化操作及管控，繼而達成冶金設(shè)備于無人情況下或是無需過多人員操作的情況下，依據(jù)特定的流程開展冶金工作的一類技術(shù)形式。顯而易見，基于電氣自動化技術(shù)能夠切實降低對于人工的依賴，一方面可以很好地降低人力成本投入，另一方面則能夠較好地支持提升冶金工作的自動化水平，從而大大提高工作效率和品質(zhì)[4]。

2 國內(nèi)冶金工藝自動化技術(shù)分析

早于上世紀，我國就已經(jīng)開始引入有色冶金工業(yè)自動化技術(shù)方案。時至今日，國內(nèi)在冶金自動化技術(shù)使用方面已然實現(xiàn)了較好的普及。但縱觀國內(nèi)自動化設(shè)備等主要依賴于國外進口的形式，雖然在進口國外自動化設(shè)備期間我國也在引薦和學(xué)習(xí)這些國家的設(shè)備技術(shù)，但目前國內(nèi)在該方面的建設(shè)已然存在滯后性。雖然已經(jīng)具備一定的冶金金屬冶煉技術(shù)基礎(chǔ)，但在有關(guān)設(shè)備的自主知識產(chǎn)權(quán)方面還依賴于國外授權(quán)。未來更是有著漫長的發(fā)展道路。

2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測自動化監(jiān)測技術(shù)初步達成

數(shù)據(jù)檢測自動化監(jiān)測技術(shù)即指相關(guān)感應(yīng)設(shè)備的普及使用。監(jiān)測感應(yīng)設(shè)備作為冶金自動化技術(shù)普及應(yīng)用的重要前提，是最為基礎(chǔ)的設(shè)備組成。實際冶金生產(chǎn)期間，對于機械、車間的內(nèi)外部情況等開展靈敏性檢測分析，需要對此類感知以及感應(yīng)等依據(jù)特定的電參量予以轉(zhuǎn)換，最后獲得各方面訴求的檢測信息。監(jiān)測感應(yīng)設(shè)備涵蓋了轉(zhuǎn)換單元和敏感單元兩個方面。

基于冶金行業(yè)經(jīng)營各個流程都潛在著不同的安全問題及危險要素，特別是作業(yè)現(xiàn)場存在諸多的安全問題，為切實規(guī)避事故的出現(xiàn)，務(wù)必就此類生產(chǎn)的各個流程引入危險電氣監(jiān)測單元。現(xiàn)階段，國內(nèi)的冶金機構(gòu)已然基本完成了生產(chǎn)流程的預(yù)警監(jiān)測自動化，切實提升了整個冶金工作的安全系數(shù)。其次，由于冶金作業(yè)期間包括溫濕度、壓強以及粘度等指標情況均會對設(shè)備、系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性造成影響，故而現(xiàn)場作業(yè)期間，務(wù)必設(shè)定諸多的自動化實施監(jiān)測、分析設(shè)備。典型包括高爐壓力感應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用為監(jiān)測高爐內(nèi)壓力變化情況，將壓力信息轉(zhuǎn)換成電流或是電壓參量，從而安置于煤爐上煤環(huán)節(jié)中，能夠較好地掌握煤爐等的具體數(shù)據(jù)信息。高爐體溫度感應(yīng)設(shè)備的核心機理即把高爐外圍的溫度情況轉(zhuǎn)換成電參量繼而達成實施監(jiān)測反饋，來獲得高爐溫度信息。另外，流量感應(yīng)設(shè)備于給水、蒸汽以及鍋爐送風(fēng)等無需精準測控的管道內(nèi)頻繁應(yīng)用，主要作用是就管道內(nèi)的介質(zhì)流量、速度等開展實施監(jiān)控以及測算分析。

2.2 自動化生產(chǎn)初步達成

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)冶金行業(yè)逐步融入了電氣自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其他新型工藝和原料，由此初步形成了較好的自動化生產(chǎn)。比如，模擬管控系統(tǒng)，此類相對傳統(tǒng)的生產(chǎn)管控系統(tǒng)已然被目前較為前沿的DCS技術(shù)、PLC技術(shù)等取代，集中管控此類相對傳統(tǒng)的技術(shù)也逐漸為分布式管控技術(shù)等取代。近年來，以太網(wǎng)、人工智能以及現(xiàn)場總線等諸多前沿技術(shù)也逐漸得以實踐并被用于冶金領(lǐng)域，一些前沿科技的引入更是極大提升了冶金的自動化水平以及產(chǎn)品品質(zhì)，為企業(yè)增創(chuàng)了巨大效益。

2.3 信息化建設(shè)有待完善

在冶金行業(yè)持續(xù)向電氣自動化技術(shù)方向發(fā)展期間，信息化的作用越發(fā)突出。綜合考量產(chǎn)品的成本、品質(zhì)以及節(jié)省能耗等多方面要素，國內(nèi)部分冶金企業(yè)正在逐步嘗試并普及應(yīng)用信息化管控系統(tǒng)，同時也取得了較好的成效。其中，包括高度智能化的集成設(shè)備、高效能管控模塊等前沿冶金設(shè)備生產(chǎn)期間的普及應(yīng)用，切實提高了國內(nèi)冶金行業(yè)的可持續(xù)、安全、穩(wěn)定發(fā)展。以國內(nèi)某知名冶金企業(yè)為例，該企業(yè)自主設(shè)計推出了一套完善的數(shù)據(jù)采集、信息反饋、生產(chǎn)高度自動化以及智能化的作業(yè)系統(tǒng)?；谠撓到y(tǒng)的普及應(yīng)用，極大提高了企業(yè)生產(chǎn)水平，為企業(yè)帶來了巨大的效益。由此可見，信息化技術(shù)的建設(shè)對于國內(nèi)冶金行業(yè)而言有著重要意義和顯著價值。但同國際上一些冶金技術(shù)相對發(fā)達的地區(qū)和國家對比，國內(nèi)在信息化建設(shè)的腳步并不快，需要加大投入，推動信息化建設(shè)和完善。

3 自動化技術(shù)于冶金中的應(yīng)用

能源短缺、環(huán)境保護以及可持續(xù)發(fā)展等理念越來越受到社會關(guān)注，各個行業(yè)均在逐步淘汰傳統(tǒng)落后、不合規(guī)的生產(chǎn)技術(shù)及手段，轉(zhuǎn)而應(yīng)用更為高效、智能化以及綠色化的生產(chǎn)。自動化技術(shù)對于冶金行業(yè)而言，是其未來發(fā)展趨勢，在推動行業(yè)建設(shè)與發(fā)展等多個層面具有重要意義。

3.1 現(xiàn)場總線技術(shù)

即FCS技術(shù)，該技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀八十年代，歷經(jīng)多年的發(fā)展和完善，目前實現(xiàn)了全球多個地區(qū)和國家的普及應(yīng)用。利用該技術(shù)可以較好地達成各個系統(tǒng)之間的高效無縫銜接，在現(xiàn)場作業(yè)和企業(yè)高層之間構(gòu)成系統(tǒng)性的聯(lián)系，同時能夠相互作業(yè)和系統(tǒng)架構(gòu)分層，在現(xiàn)代有色冶金行業(yè)中應(yīng)用十分普遍。

3.2 工控機應(yīng)用

即IPC設(shè)備，此類設(shè)備主要使個人計算機系統(tǒng)軟件模塊與更為可靠、穩(wěn)定的工業(yè)硬件系統(tǒng)實現(xiàn)交互，從而更好地適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，并支持工業(yè)生產(chǎn)活動的高效化穩(wěn)定推進。該設(shè)備最為突出的優(yōu)勢即開放度更高，價格投入更小，但是所具備的功能則更為完善、全面。

3.3 信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用

企業(yè)管理對于企業(yè)而言尤為關(guān)鍵，能夠促使企業(yè)建立起更為穩(wěn)固的核心競爭力，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)更為穩(wěn)健以及全面的發(fā)展。企業(yè)信息化系統(tǒng)自動化技術(shù)在冶金作業(yè)期間使冶金流程各方面的數(shù)據(jù)形成高度統(tǒng)籌交互，從而予以梳理、管理、以及生產(chǎn)等，完成對此類數(shù)據(jù)的實時采集分析，對于決策層而言尤為關(guān)鍵。開展有色金屬質(zhì)量管控以及在線檢測、故障診斷期間能夠提升管控品質(zhì)，實現(xiàn)動態(tài)式的管控支持，大大降低作業(yè)成本投入，借助于信息化的管控方式能夠促成能源的管控、商業(yè)智能化管控等等，對于企業(yè)來說可以更好地推動數(shù)據(jù)化建設(shè)，達到可持續(xù)的發(fā)展。

3.4 以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

隨著市場建設(shè)不斷完善，行業(yè)發(fā)展也越來越快，因此企業(yè)所面臨的競爭壓力也在不斷攀升。這促使更多的企業(yè)摒棄之前的傳統(tǒng)設(shè)備和生產(chǎn)管理模式，轉(zhuǎn)而選擇更為高效、高端、高度智能化以及自動化的新型設(shè)備和管理機制。而隨著技術(shù)迭代創(chuàng)新使得前沿技術(shù)和部分滯后的技術(shù)難以與管控系統(tǒng)達成高度統(tǒng)籌。而以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用則可以處理這一情況。以數(shù)據(jù)交互為例，整體速率更高、具備充足的帶寬、存在周期更長，有著統(tǒng)籌的規(guī)范、同等的通訊協(xié)議，于設(shè)定、監(jiān)測以及維修等層面也具備完善的基礎(chǔ)技術(shù)。故而受到了業(yè)內(nèi)的廣泛認可和普及應(yīng)用。

有色冶金行業(yè)引入這一技術(shù)，無疑是實現(xiàn)高度信息化、自動化建設(shè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)?；谝蕴W(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒏髂Ｊ降木W(wǎng)絡(luò)儀器設(shè)備和IPC實現(xiàn)同個總線的交互，對此類系統(tǒng)實現(xiàn)串接連接實現(xiàn)自動化的管控。以太網(wǎng)的應(yīng)用也促使部分企業(yè)目前無需對原料銅礦石展開分析，此類分析均是借助于網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)形式來完成，檢驗得到的數(shù)據(jù)能夠直接發(fā)送至有關(guān)單位和部門，企業(yè)的職員和客戶也能夠在網(wǎng)絡(luò)中觀看以及檢索所訴求的各方面數(shù)據(jù)資料，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度交和共享。如圖1所示，即為以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的通訊系統(tǒng)，結(jié)合PLC為主站其余設(shè)備為從站，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高度穩(wěn)定、可靠連接。

3.5 安全管理中的應(yīng)用

自動化技術(shù)于現(xiàn)代冶金行業(yè)中安全管理方面的應(yīng)用有著極大的優(yōu)勢性和潛力。故而，加強冶金作業(yè)安全建設(shè)一直以來是關(guān)注的重點，而引入自動化技術(shù)形式無疑可以大大降低安全風(fēng)險，保障作業(yè)科學(xué)性。

對此，可以針對部分風(fēng)險性較高的設(shè)備引入必要的保護監(jiān)測設(shè)備，例如漏電保護設(shè)備、機械保護設(shè)備等，借助于此類的自動化技術(shù)能夠完成對大體量設(shè)備工作狀態(tài)的科學(xué)化全面監(jiān)測，并對各個實際監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)予以分析，從而將分析結(jié)果進行實時反饋。對于不安全的工作設(shè)備做出告警，從而指派運維人員加強安全方面的監(jiān)測，而對于其他運行穩(wěn)定的設(shè)備則給予持續(xù)性監(jiān)測，始終保證設(shè)備處在安全工作狀態(tài)，避免出現(xiàn)各種安全事故。

4 冶金行業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

結(jié)合目前國內(nèi)冶金行業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題，有針對性地給出未來該行業(yè)的發(fā)展趨勢，以及解決問題的方法。

4.1 切實提升自動化水平

基于國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展不斷完善，市場規(guī)模越來越大，對于冶金行業(yè)等產(chǎn)品訴求和質(zhì)量要求也在不斷攀升，更為高效、高質(zhì)量以及高穩(wěn)定性的生產(chǎn)技術(shù)和工藝產(chǎn)品往往會更受市場的青睞，具備更高的市場競爭力。對此，國內(nèi)冶金行業(yè)相關(guān)單位應(yīng)當切實加強和關(guān)注對于自動化控制技術(shù)方面的建設(shè)投入，進一步降低原料損耗、能源過度浪費等，切實提升生產(chǎn)作業(yè)效能、作業(yè)效率以及智能化水平，不斷改良技術(shù)工藝，從而為企業(yè)帶來更為全面穩(wěn)定的效益。

4.2 提升自動化服務(wù)質(zhì)量

基于持續(xù)性的實踐探索和優(yōu)化分析，從而提升企業(yè)等的自動化水平以及服務(wù)品質(zhì)。借助提升技術(shù)服務(wù)規(guī)范，減少規(guī)避設(shè)備存在的偏差和故障等情況，此外，推動整個冶金行業(yè)朝著更為自動化、信息化、智能化、微型化等方向發(fā)展，逐步實現(xiàn)整個冶金行業(yè)的自動化服務(wù)。

4.3 加強數(shù)字化建設(shè)，推動國產(chǎn)化發(fā)展

為切實提升冶金管控系統(tǒng)的安全性以及有效性，切實提高冶金技術(shù)的高精尖發(fā)展，有必要提升整個實時監(jiān)測系統(tǒng)的自主集成數(shù)字化管控，唯有此才可以推動國內(nèi)冶金行業(yè)的生產(chǎn)工藝改良、管理數(shù)據(jù)化、智能化發(fā)展。此外，部分關(guān)鍵的核心設(shè)備目前依然訴求進口等情況，需要進一步加強對于相關(guān)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、制造等企業(yè)的鼓勵和支持，推動校企合作建設(shè)，擴大研發(fā)投入，從而盡早實現(xiàn)生產(chǎn)制造的國產(chǎn)化，切實提升國產(chǎn)技術(shù)和實力水平。

5 結(jié)束語

目前，隨著市場經(jīng)濟的建設(shè)和社會高速發(fā)展，對于包括冶金等行業(yè)在內(nèi)的多個行業(yè)均有著更高的要求。不單單對于產(chǎn)品規(guī)模有著一定的訴求，同時對于產(chǎn)品生產(chǎn)加工技術(shù)、環(huán)保、安全、節(jié)能，以及高效等方面也有著諸多的要求。自動化技術(shù)和傳統(tǒng)冶金行業(yè)的高度融合，一方面可以幫助提升冶金工作的安全性，另一方面也能夠更好地推動加快冶金工作的發(fā)展，幫助企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。此外也符合現(xiàn)代社會對于冶金行業(yè)的要求，是未來發(fā)展的主流趨勢之一。故而，包括冶金企業(yè)、職能部門以及社會各個階層等均應(yīng)當關(guān)注和加強自動化技術(shù)的建設(shè)和使用，從政策方面、資本方面、技術(shù)方面加強全面建設(shè)，切實推動自動化技術(shù)和冶金技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。