論控制技術領域中電氣自動化的應用

【摘 要】本文主要闡述了冶金工業自動化控制技術的創新與發展以及鋼鐵工業的節能環保與冶金工程自動化控制技術，同時提出了冶金工業自動化控制技術的未來發展方向。

【關鍵詞】控制技術;電氣自動化;應用與發展

一、冶金工業自動化控制技術的創新與發展

科學技術進步日新月異，技術交流日漸頻繁，為降低生產成本和提高國際競爭力，我國不斷引進和自主開發了大量自動化控制技術，并付諸于實踐。近年來，特別是一些民營企業，經過初期的資本積累，更加注重將資金投入到研發新技術、新裝備、新工藝上，在冶金工業領域，給民營企業帶來了旺盛的生機和活力，給國有大中型冶金工業企業帶來了不可避免的競爭和挑戰。他們主要采取引進部分先進技術，經過適當的硬件和軟件的改造升級，實現了適合自身發展的電氣自動化設備的功能提升和技術創新。主要表現在以下兩個方面。

1.1更加注重改善和提升DCS系統集成工作能力。DCS系統：Distributed Control System，即分散控制系統。國內一般習慣稱之為集散控制系統。它主要集成了計算機（Computer）、顯示（CRT）、通訊（Communication）、和控制（Control）“4C”技術，主要是以通信網絡為紐帶，由過程控制級和監控級組成的多級計算機運算、處理系統。DCS系統的綜合可利用率可達99.8%;系統平均無故障時長超過8萬小時，廣泛應用于火電、熱電、核電、化工、冶金、建材等領域，并實現了全程自動監控。20世紀的我國冶金自動化控制技術裝備和水平，注重在“點”上尋求突破，而進入21世紀，則注重在“面”上尋求發展和進步，逐漸覆蓋全國。其優點是智能化的自動、自主化進程控制，且整個系統的核心技術集成化程度較高，能夠廣泛地應用于工業生產實踐。目前，其正在進行冶金工藝最新智能流程的研發，成功實現了點到面的轉變，因此能從根本上提高冶金工業控制系統的自動化程度和工作效能。

1.2冶金工程自動化系統控制軟件技術的應用與創新有較大提升。20世紀80年代以前，受科研資金、研發投入、市場規模和體制機制的影響，我國主要是從國外引進冶金工程自動化系統控制軟件，到后期，逐漸意識到自主研發的重要性和適用性，所以加大了人、財、物的主動投入，實現了較大的歷史性轉變。在生存中求發展的歷史階段下，我國在二級自動化監控軟件，論文范文MES自動化控制軟件以及國有大中型企業領軍的能源管理控制系統等領域有了長足的進步和提升，進而逐漸取代進口軟件，在應用水平、管控質量、運行效率等方面都優于國外進口自動化系統控制軟件。近年來，更加注重向技術要效益理念的培育，興起了自主研發的冶金工業工程自動化控制平臺技術類軟件，在工業生產中得到了較為廣泛的采用和實踐，論文范文冶金工業工程自動化系統控制軟件平臺的應用，使得冶金工業自動化管控效率和水平達到了國際領先地位，同時也創造出可觀的經濟效益。

二、鋼鐵工業的節能環保與冶金工程自動化控制技術

2.1基于鋼鐵工業節能環保的冶金工業自動化控制技術的應用。早期的冶金工業自動化控制技術的應用主要局限在裝備性能、產品質量，以及生產成本、運行效率、過程靈活控制、廢氣廢渣廢水的工程排放等方面，隨著工業技術的進步和自動化控制軟件的研發，基于更加節能環保與鋼鐵產品制造流程優化的設計，成為了鋼鐵工業生產、設計、研發的主導趨勢。因此要對鋼鐵工業生產的流程結構、功能以及效率進行進一步優化和改善，必然要加強對鋼鐵制造整體流程的研究和投入。在此基礎上，加大計算機模擬仿真技術研究，引入綠色環保、節能降耗等理念，實現了生產效率的最大化、生產能耗的最小化、對環境影響的最低化。

2.2自動化控制技術在鋼鐵生產過程中減少污染物排放的應用。鋼鐵企業以鐵、鉻、錳三種金屬元素為主要原料，經過冶煉及壓延等工序，以及以高品位金屬礦石（或精礦）為原料，經過高爐、轉爐、電爐等流程生產生鐵、鋼材產品，產生了大量的廢氣、廢液、廢渣。主要污染排放物為工業煙塵顆粒（主要為金屬氧化物）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等。自動化控制技術在鋼鐵生產過程中減少污染物排放的應用較為普遍。這個應用過程主要為防止不合格產品的產生和資源的浪費，主要通過建立廣義模型、優化和完善控制技術過程，研發出對鋼鐵工業各環節產品實行實時監測、評估與控制的新型自動化控制技術，從而實現全程自動化控制，減少污染物排放。同時，研發出對生產設備實施全過程實時診斷的新型自動化控制技術，使設備運轉高效、誤差率較低，工業產品質量得到有效保障。

2.3自動化控制技術在鋼鐵冶煉清潔高效生產中的應用。金屬冶煉過程伴隨著大量污染物排放，為了建設環境友好型社會，控制污染物排放，研發一整套控制或降低污染物排放的自動化控制系統勢在必行。例如，基于在線分析檢測監控技術對污染物的產出實施動態實時監控、作用于廢水處理的大功率電氣高壓轉動自動化控制技術、利用諧波檢測儀控制技術改善電能輸出質量等，實現了鋼鐵工業生產的清潔、高效。

2.4自動化控制技術在鋼鐵冶煉廢物循環利用中的應用。鋼鐵冶煉過程中會產生大量煤氣、鋼渣等固體廢物，因而研發出使煤氣、鋼渣的合理運用自動化控制技術可實現對固體廢棄物的循環利用。高溫冶煉中的高爐、轉爐等設備也會產生大量廢物，因此，自動化控制技術的研發和應用有助于對廢物的循環利用。

三、冶金工業自動化控制技術的未來發展方向

3.1提高冶金自動化控制技術核心科技的原創性。科學是技術之源，是技術產業之源，技術創新以科學理論的研發為基礎，而產業創新主要以技術創新為基礎。我國建國以來，在冶金工業科技研究領域取得了許多歷史性進步，有的已經步入國際領先水平，但是由于底子薄、起步晚、科技人才相對缺乏、科研資金投入跟不上等因素，與歐美、日本等國家在總體技術實力上還無法抗衡。但是科研人員要取人所長補己所短，發揮自身優勢，自主研發一套先進的冶金工業自動化控制技術體系，軟硬件配套銜接，產學研相結合，改善操控系統，提高生產工藝技術水平，走自主發展的道路。首都鋼鐵集團創造的數字化煉鋼模式帶了個好頭，其在原有冶金流程的基礎上，對生產進程進行改善，將智能仿真技術運用在控制系統運算比對上，通過仿真模擬計算，調整出最佳控制效果。

3.2提高整套控制系統的實時性和可靠性。該技術的實時性和可靠性是它的最大優勢，要通過采集最新數據，對各項數據進行綜合分析并進行科學處理，實現實時、可靠、高效。對鋼鐵工業來說，如果只生產生鐵、粗鋼等低端產品，則對實時性要求偏低，如果要生產鍍鋅板、彩涂板、焊管、五氧化二釩、釩氮合金、釩鐵合金等精細、特種、高端鋼鐵產品，則必須提高整個系統的運算速度、實現實時診斷、實時布控、實時處理的能力，便于及時發現問題，及時調整參數配比，及時改善生產工藝。

3.3要實現數據挖掘和運用。通過改善整套控制平臺系統的運行質量和水平，生產優質鋼鐵終端產品，是提高鋼鐵企業和冶金行業競爭力的關鍵。鋼鐵生產過程實現自動化控制，注重對實時數據參數進行收集、整理、分析，對數字模型經過全過程優化，進而達到對生產各環節的自動控制和精細化管理。在當今的冶金工程技術研發中，數據的挖掘和運用越來越普遍和完善，數字模型和控制算法的廣泛引入和采用會給整個鋼鐵工業自動化控制系統帶來更加廣闊的發展空間，為鋼鐵企業和冶金工業的發展帶來強大動力。

【參考文獻】

[1]中國鋼鐵工業協會.鋼鐵工業可持續發展支撐技術[M].北京：冶金工業出版社，2004.

[2]夏德海.當前鋼鐵企業應用DCS的若干問題[J].中國儀器儀表，1992（02）.

[3]陳洪峰.國內電氣自動化發展狀況與趨勢[J].科技創新導報，2009（01）.

作者簡介：尹杜彪（1986-），男，職稱：工程師，研究方向：機電一體化。