有關鋼鐵冶金電氣自動化控制技術的創新探討

杜 鵬

（河北鋼鐵集團唐鋼公司，河北 唐山 063000）

近年來，大多數冶金企業開始全面啟用電氣自動化控制技術，實現冶金工業生產自動化和高效化進程，有效提升整個產品生產線的工作效率，進而也促進了電氣自動化主要控制技術的迅速發展。換言之，冶金行業的自動化生產模式備受關注，在科技水平飛速發展的推動下，冶金行業電氣自動化主要控制技術也取得了長足發展，在經歷了很多變革之后，也取得了很多收獲，激發了冶金行業的生命力和發展活力。當然，在整個電氣自動化發展過程中，相關冶金企業在新的生產工藝研究以及新的技術開發方面投入了很多心血，包括大量的物力和資金。但是，發掘更多自動化控制技術或者進一步革新現有技術，降低生產能耗，促進生產效率最大化仍然是一項艱巨的任務，但也是當下社會發展關注的研究熱點之一，這項技術的變革和創新對提升我國冶金行業經濟效益而言，也具有非常重要的作用。

1 冶金行業電氣自動化技術的基本特點

20世紀80年代，冶金行業的電氣自動化技術大多還是源于國外生產，引進國內主要是契合當時冶金行業的發展，大多企業直接從國外引入控制系統后便直接投入生產過程中，從根本上講，這項技術算是基本流程型技術，主要還是用于滿足冶金行業的生產需求。到目前為止，在世界科學技術逐步發展的促進下，冶金行業電氣自動化技術也得到了極大的提升，在使用過程中發掘了很多創新點，主要體現在應用和創新這兩方面，對生產而言，冶金行業的生產工藝各式各樣且愈加精細，產品生產的連續性越來越強；另外，更多的技術融入自動化技術的研發中，例如物理技術和化學技術。這也激發了我國自主研發電氣自動化技術的興趣，換言之，我國冶金行業電氣自動化技術從此產生了根本變化，而且后續研發過程中遇到的意外或者狀況，也讓生產者清晰地認識到技術在生產中的重要作用是不可忽略的，這在冶金行業電氣自動化技術的發展歷程中發生了歷史性的轉變。除此之外，冶金行業電氣自動化技術的不斷發展和進步，主要是在于冶金行業所用的材料和冶金行業中涉及到的生產技術的革新，只有材料和生產技術達到一定高的水平，才能保證冶金產業中產品的質量，二者水平越高，產品質量就越好。因此，冶金行業從業人員務必要對該行業所需材料和生產技術有深入的了解和認識，才能更好地制定后續生產計劃，使得冶金行業發展步入正軌，甚至領先于世界水平。

2 鋼鐵冶金電氣自動化控制技術應用要點

2.1 控制技術的創新

在鋼鐵行業進行PLC技術應用時。

（1）要搞定的問題肯定是控制開關的問題，在開關控制投入到應用的時候，主要分為幾個步驟。首先，PLC最初的應用是為了取代繼電器在系統中的應用，使用更加自動化的方式來對開關控制進行集成，PLC技術和傳統的繼電器控制方法相比，PLC技術有著更加可靠的性能和可信度，操作步驟來說也是更加的簡潔方便，具有較快的響應速度，因為能夠對節點進行有效的集成，所以在對節點進行控制的時候也更加節省了人力的成本，有效提高工作效率，使得系統的可靠性和工作效率都能夠在很大程度上進行提升。

（2）PLC技術在控制開關的時候有著非常可靠的性能表現，所以在對PLC的工作流程進行設計的時候，一定要充分了解PLC技術的工作原來來布置控制順序，確保在工作過程中能夠對數據也有效的采集，同時在一些模擬的操作中也能夠有效的仿真性檢測，從而推動鋼鐵行業的快速發展。

2.2 應用分布式控制系統

伴隨著科學技術的不斷創新和改進，計算機技術以及網絡通信電氣控制等技術日益完善，為鋼鐵冶金控制管理工作開展提供了良好的條件。在以往階段中主要是采取人工方式對設備運行狀態進行記錄，然后發展集中控制方式。目前分布式控制系統隨之出現，此項系統有利于提升鋼鐵冶金管理效率，增強鋼鐵冶煉控制的穩定性和可靠性，本身有著便于控制、靈活性高的特征，主要表現在以下幾點。第一，可靠性強，分布式控制系統可靠性強，主要是利用分散系統功能和地理位置分散結構提升冶金自動化控制系統的穩定性，借助該項功能分散控制系統確保設備處于正常運行的狀態，而且還可以采取冗余設備替換故障機進行工作。所以可靠性表現為應用分布式控制系統串聯各項設備，任何一項設備發生故障以后，剩下的設備均可以正常運行。第二，擴展性良好。分布式控制系統根據屏幕進行人機交互，高效率進行現場操作，動態性監督冶金階段，該項系統借助高新通信網絡技術達到各工序分層化的目的。第三，維護便利。分布式控制系統能夠形成文件，技術人員實施動態編制降低了工作人員的工作難度，使編程運行效果發揮到了最大化。同時分布式控制系統能夠在冶金過程中自我檢驗，及時找尋問題，不需要維護人員進行維護，減少了人力資源輸出。

2.3 提升集成控制水平

如今，冶金行業電氣自動化水平逐步發展，正處于挑戰與機遇并存時期，如果能夠引入更高級的控制系統或新技術，便能進一步提升冶金工業生產的準確性和批量生產處理的能力，同時迅速提升整個生產系統的效率和自動化水平；例如數據挖掘技術，可以淘汰傳統做法使得生產過程自動化。冶金生產過程的控制可由電氣自動化主要控制技術的內部集成系統操作。為了確定更加準確的冶金架構，需要深入研究仿真模擬技術，讓整個冶金生產流程更加順暢、簡便；為了有效回收原料以及廢棄物，減少環境污染，必須提升電氣自動化主要控制技術的水平；另外，如果想要更加有效地發揮檢測技術的作用，必須提升控制數據的有效性和水平，同時能及時反饋檢測結果并處理故障，避免出現不可控局面。綜上，提升集成控制水平對冶金生產過程具有重要意義。

2.4 建立健全過程控制系統

建立健全過程控制系統，諸如將光電一體化技術、數據處理技術和融合技術，運用于系統參數閉環控制、工業產品的物流跟蹤體系以及產品質量把控過程、或者檢測熔渣成分及鋼水純凈度、預報溫度、判斷尺寸組織參數等環節中，充分發揮各新興技術的優勢，保證冶金工業生產運作正常，有效提升生產效率。綜上，盡管電氣自動化控制技術在冶金行業的應用還不完善，其自身發展存在缺陷，尚不能保證企業的健康發展。但是，基于更高級的科技水平發展或者進一步革新現有的技術，探究發展冶金行業電氣自動化主要控制技術的發展路徑，從長遠的有效的發展角度考慮，冶金行業電氣自動化控制技術一定可以取得很大的進步，未來也一定能夠有效實現冶金行業生產效率最大化以及能耗最小化的理想目標，提升冶金行業的經濟效益以及在整個經濟結構中的重要性。

2.5 過程控制和生產管理控制系統

鋼鐵冶金企業在生產過程當中，可以充分利用電氣自動化控制技術，例如跟蹤邏輯控制和模型計算技術。通過跟蹤邏輯控制技術，可以對物料進行實時監控，實現物料數據的采集和處理。通過模型計算技術，實現對生產參數控制優化，通過數學模型和控制算法，對生產進行實時控制。保證在冶金生產過程當中不僅有良好的工作環境，還實現了產品質量監控及及物料質量控制，對鋼水的溫度、純度的變化進行監視。與此同時，對鋼鐵冶金生產過程當中產出的各種廢棄物進行控制。

在鋼鐵冶金生產控制當中，電氣自動化控制技術發揮重要作用。通過多媒體技術，對鋼鐵冶金生產過程進行模擬，如果出現了問題可以進行及時修正，逐漸完善鋼業冶金運營狀況，讓電氣化自動控制技術的應用更加規范。與此同時，可以加強新產品的研發能力，電氣自動化控制技術可以奠定新產品、新工藝的研發基礎，提高鋼鐵冶金的質量及效率。除此之外，在鋼業冶金生產過程中，通過電氣自動化控制技術對管理及控制環節進行規范，充分利用電氣自動化控制技術實現網絡設計、產品研發、流程控制等功能，不斷提高鋼鐵冶金企業的創造能力，提高鋼鐵冶金的速度。將電氣自動化控制技術應用到生產流程參數對比當中，可以優化鋼鐵冶金各個環節，解決現階段鋼鐵冶金生產問題。

2.6 控制設備可靠性的措施

環境、零部件等問題，是影響電氣自動化控制設備可靠性的重要因素。鋼鐵冶金企業在生產過程當中，生產設備的運行環境非常惡劣，由于設備當中的部分零部件的質量問題，很難正常運行，高溫、高壓、電磁干擾等問題，都會應縣設備運行狀況。部分鋼鐵冶金企業不重視對設備進行維護與檢修，導致設備運行可靠性大大降低。除此之外，在長時間的運行過程當中，設備會出現超負荷運行、操作不當等問題，設備的運行效率、質量會不斷下降，最后極容易出現故障問題，這樣不僅加到了維護成本，還影響了控制設備的使用壽命。因此，企業需要對設備使用人員進行培訓，規范設備造作流程，定期對控制設備進行維護和檢修，逐漸提高設備的使用可靠性。為了提高控制設備的可靠性，鋼鐵冶金企業可以根據實際經濟狀況引進先進的技術，例如：PLC、安全總線技術等，讓控制設備的可靠性得到高新技術的支持。

2.7 鋼鐵企業電氣元件的創新

在鋼鐵企業生產期間所需的電氣元件非常多，特別是生產線檢測以及生產流程方面。當前鋼鐵冶金企業經常應用斷路器、變頻器斷電器以及傳感器等多項電氣元件。斷路器使用包含了兩方面，如高壓斷路器以及低壓斷路器，使用斷路器時，主要是基于正常和異常狀態下將電路切斷，產生的作用是規避短路電流引起的電力沖擊，生產期間一旦產生了短路現象以后能夠將復合電流切斷，確保生產電氣線路的安全性，發生短路現象以后，根據斷電器切斷電源，維修人員根據設備的絕緣性分析出短路的原因進行維修，以此確保鋼鐵冶金工作人員自身安全，而且變頻器作為鋼鐵冶金企業中非常重要的一項控制設備，可以依照生產需求對電源頻率進行調整，達到生產設備運轉速度有效調節的目的。變頻器的應用能夠確保設備處于高效率、高性能運轉狀態。目前，我國加大了節能環保方面的重視程度，鋼鐵冶金企業借助變頻器的優勢改進效能非常高的設備，以此延伸各項設備的使用性能，實現節能目標。同時應用蓄電器是為了對鋼鐵冶金電力進行保護，保障電路正常應用。電路發生故障隱患以后，通過電氣自動化控制設備快速關閉故障電路，以免因為電路不暢通而增加安全隱患出現概率。

3 結語

從以上論述來看，將電氣自動化控制技術應用于鋼鐵冶金領域內，利用該項技術可以提升鋼鐵產品的生產質量以及效率，降低工作誤差出現概率，為工作人員提供良好的生產環境，減少成本輸出，和節能綠色發展目標相一致。應用電氣自動化控制技術期間，企業需要依照實際情況全面分析各個環節的數據，確保鋼鐵質量符合基本需求。