電氣自動化技術在鋼鐵行業(yè)的應用與發(fā)展

摘 要 隨著科技水平的發(fā)展，電氣自動化技術在鋼鐵企業(yè)中的優(yōu)勢得到了企業(yè)管理者的重視。本文對電氣自動化技術在鋼鐵行業(yè)中的實際應用作了說明，并對電氣自動化技術的發(fā)展趨勢及發(fā)展方向作為簡要闡述。

關鍵詞 電氣自動化；鋼鐵行業(yè)；應用；發(fā)展

1 概述

鋼鐵企業(yè)屬于重工業(yè)制造行業(yè)，由于其行業(yè)特殊的工作性質(zhì)和多變的生產(chǎn)環(huán)境，其生產(chǎn)過程中存在許多危險因素，大量自動化技術和電氣設備被引入鋼鐵行業(yè)已逐漸取代現(xiàn)場的單純的人力操作。在危險性較大的生產(chǎn)環(huán)境中，電氣自動化技術的使用可以及時有效地預防和排除鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中即將出現(xiàn)的安全問題，避免安全風險的發(fā)生，確保企業(yè)安全生產(chǎn)[1]。

2 電氣自動化技術的實際應用

2.1 各種電氣檢測元件的應用

鋼鐵行業(yè)對成品的質(zhì)量要求十分嚴格，這就對電氣元件提出更高的要求，不但要求電氣元件動作準確、靈敏可靠，更要有狀態(tài)自檢報警功能。現(xiàn)場部分電氣元件具有人機交互界面，技術人員可以通過操作界面對電氣元件的參數(shù)進行手動設置，并可以讀取歷史數(shù)據(jù)、查看當前工作狀態(tài)等。電氣檢測元件具有通信接口，支持標準的電氣通訊協(xié)議，能將檢測的電壓或電流信號傳遞到上一級控制系統(tǒng)或是顯示儀表。

2.2 變頻器、軟啟動器的應用

鋼鐵行業(yè)現(xiàn)場根據(jù)工藝需要安裝著各種機泵等耗電設施，其設備用電需要相當巨大，大型電機的頻繁啟動會對企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)造成沖擊，尤其是高壓電機在啟動時會瞬間拉低電網(wǎng)電壓，對同在同一電網(wǎng)用電設備造成影響，而變頻器、軟啟動器等電力設備的應用可有效減小大型電機啟動時對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，而變頻器的使用更可以有效地節(jié)約電力能源，優(yōu)化電機性能和使用壽命，為鋼鐵企業(yè)節(jié)約運營成本和減小備件消耗[2]。

2.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用

大型鋼鐵企業(yè)的高壓變電所、配電室由于其涉及的大型變壓器、隔離器、斷路器等電力設備較多，考慮到電力設備的集中監(jiān)視和統(tǒng)一實時管理，一般都會安裝配套的高低壓電力監(jiān)控系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設備的各電參量及開關量的運行狀態(tài)（包括三相交流電壓、交流電流、有功功率、功率因數(shù)、電壓頻率、電能電量、電氣柜溫度、開關位置等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負荷最大值、功率因數(shù)上下限等），定期提示元件或消耗品的更換，故障狀態(tài)的線路切換及報警，并對重要的信息量進行數(shù)據(jù)庫存儲，是優(yōu)化鋼鐵企業(yè)電氣設備管理的可靠監(jiān)控系統(tǒng)。

2.4 電機保護器的應用

電機保護器是現(xiàn)在普遍應用的電機保護設備，即不僅具有斷路器、熱繼電器等電氣元件的基本功能，還具有可編程邏輯控制器的許多功能。一般電機保護器都具有現(xiàn)場控制面板和運行指示燈，控制面板可實時顯示當前電機運行狀態(tài)，如電機非正常停機，維護人員可以通過控制面板查看電機故障信息、調(diào)取運行趨勢畫面。同時電機保護器還具有通信接口，可以同鋼鐵企業(yè)的PLC系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)進行通訊，并可集成到企業(yè)現(xiàn)場自動化控制系統(tǒng)之中。

3 電氣自動化技術發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡化、智能化

電氣自動化技術朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展，以太網(wǎng)絡技術的發(fā)展間接推動了電氣自動化設備網(wǎng)絡化的進程，一些鋼鐵企業(yè)在優(yōu)先使用基礎電氣自動化和過程控制電氣自動化技術的同時，大力發(fā)展二級網(wǎng)絡電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)，通過不同管理控制權(quán)限的設定，利用以太網(wǎng)絡及互聯(lián)網(wǎng)絡，可以同時給現(xiàn)場操作人員及企業(yè)的高層管理人員提供相關的數(shù)據(jù)信息，如操作人員需要監(jiān)控現(xiàn)場電力設備的運行狀態(tài)，而高層管理人員需要定期收集企業(yè)的用電情況及設備消耗情況等。

電氣自動化技術已經(jīng)由原來單一的現(xiàn)場電氣元件控制，逐漸向智能化方向發(fā)展，其電氣自動化技術相結(jié)合的PLC系統(tǒng)其主控制CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、現(xiàn)場檢測儀表、電氣室的電氣元件都具有自診斷、自適應、狀態(tài)顯示及多種報警形式功能。在實際應用中也更加靈活，可以滿足現(xiàn)場電氣室、儀表間無人值守的工況要求，無論是遇到自身故障或是外界環(huán)境引起的過流、過載、過熱等情況，均可以進行智能化判斷，并采取相應的保護措施進行自身保護并保護下一層設備不受損壞[3]。

3.2 微型化、可編程化

鋼鐵企業(yè)的電氣室空間有限，電氣元件已經(jīng)由以前單一的功能設備，已經(jīng)發(fā)展成集成多種功能且占用空間小的元件設備，電氣元件已經(jīng)普遍具有成品體積小功能多等特點，其集成電路技術及納米技術的引入，更加加速了電氣元件技術微型化的進程。

電氣自動化技術還和計算機技術相互整合，新型的電氣元件可以通過人機交互軟件對電氣元件進行參數(shù)設定，電氣自動化專業(yè)維護人員可以根據(jù)現(xiàn)場電氣設備的特點單獨對電氣參數(shù)進行調(diào)整，以使電氣元件適應不同的工況，這樣可以擴展電氣元件使用的場合，利高了電氣元件的利用率。另外許多電氣元件內(nèi)部擁有存儲單元和邏輯單元，通過外界連接數(shù)據(jù)線，可以對電氣元件進行參數(shù)優(yōu)化和歷史狀態(tài)追溯及當前趨勢曲線在線監(jiān)控等。

3.3 模塊化、標準化

電氣自動化技術發(fā)展的另一個方向是電氣設備的生產(chǎn)、組裝、更換具有模塊化和標準化。鋼鐵企業(yè)來說大型電氣實現(xiàn)了模塊化結(jié)構(gòu)，對于易損的電氣部件只需要更換其中一部分元件就可以恢復故障設備，這樣可以大大節(jié)約備件成本，也節(jié)約的故障查找和修復的時間。

電氣設備的標準化不僅包括生產(chǎn)、組裝、使用、通信協(xié)議等方面的設計及生產(chǎn)過程中的標準化，對于企業(yè)的使用方，電氣設備的標準化可以使設備的組裝、更換有規(guī)可依，縮短企業(yè)職工在電氣設備熟悉操作步驟和更換流程上的時間，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率[4]。

4 結(jié)束語

電氣自動技術的發(fā)展改變了鋼鐵企業(yè)原有的以人工為主的生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著電氣自動技術不斷的進步的發(fā)展，使得制鋼鐵行業(yè)的機械動作和設備運行變得更加智能和有序并且安全可控。

參考文獻

[1] 王偉.鋼鐵企業(yè)電氣自動化專業(yè)技術及其應用[J].機電工程技術，2015，44（12）：126-128.

[2] 何煒.電氣自動化在鋼鐵企業(yè)中的應用分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，13（22）：109-110.

[3] 張安國.電氣自動化技術在電氣工程中的應用分析[J].中國高新技術企業(yè)，2016，（13）：52-53.

[4] 王艷朋.電氣自動化技術在鋼鐵企業(yè)中的應用探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，（11）：295.

作者簡介

劉岐（1990-），男，河北省唐山市；學歷：本科，現(xiàn)就職單位：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，研究方向：從事現(xiàn)場電氣設備的調(diào)試、維護工作。