浅议自动化技术在钢铁工业中的应用与发展

王文涛

摘 要 自动化技术随着现在科技的进步，也在不断发展壮大，出现了各种各样的种类，目前已经在钢铁工业中得到了广泛的应用。随着各种高科技技术的快速发展，自动化技术也进入了一个快速的发展阶段，种类越来越多，功能也越来越强大，在使用中也更加简便易操作，为我国的自动化工业发展提供了重要的技术支持。

关键词 钢铁工业；自动化仪表；应用；发展

1 自动化在我国钢铁工业中的应用现状

目前，在我国的钢铁企业中存在着发展的不同差异，通过企业的发展与经营状况可以清楚地看出，自动化发展与装备应用发展存在着发展不平衡现象。出现这种现象的原因是：在钢铁企业中比较领先的，因其成套或是部分引进了国外先进技术，从而在自动化水平上呈显著较高的水平。对于中等企业大都始建于二十世纪五六十年代，生产设备与加工工艺明显落后，因此出现控制监测仪表在特殊情况下的检测的情况。到二十世纪八十年代开始，大多的钢铁企业认识到了自身存在的不足，所以钢铁企业纷纷开始引进国外的先进设备，重新对企业进行一次重建或是改造，通过这次的技术及设备的变革之后，钢铁企业的自动化控制水平有了质的飞躍。通过这次重大的企业改革之后，目前，新建企业与之前的中高企业均都采用PLC、DCS自动化控制系统，并能较好的控制自动化系统。而中小企业也采用国PLC、DCS自动化控制系统，但在控制方面还不够成熟，处于过渡阶段[1]。

2 自动化技术在钢铁工业中的应用

2.1 智能化控制技术（IC）

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等。智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统，电炉和连铸车间，轧钢系统，炼钢——连铸——轧钢综合调度系统，冷连轧等。

2.2 分布式控制系统（DCS）

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有控制功能多样化，操作简便，系统可以扩展，维护方便，可靠性高等特点。DCS是监视集中，控制分散，故障影响面小，而且系统具有联锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3 开放式控制系统（OCS）

开放控制系统（Open Control System）是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。

“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4 计算机集成制造系统（CIMS）

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率，节能降耗，减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，就应该加强管理，获取必需的经济效益，提高企业的竞争力。

2.5 现场总线技术（FBT）

现场总线技术（Field BusTechnology）是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术（如4～20mA，DC直流传输）就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC（ProgrammableLogicController）和现场就地控制站等的发展[2]。

2.6 交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起着至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动。数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。对于大容量电机，在20世纪80年代中期利用晶闸管循环换流器装置已经实现包括轧机主传动在内的全交流传动。在未来的更新改造中，热连轧机也将实现交流传动化。从传动系统来看，交流传动性能优于直流传动。直流电机有机械整流装置，对单机容量、电流控制系统和速度控制系统的响应都有限制。如直流电机速度控制响应限制在190r/min以下，而交流传动可高达（480～960）r/min。

3 结束语

数字技术、信息技术和智能控制技术的飞速发展，促使自动化仪表相关技术必须进一步技术创新。自动化仪表是信息技术、数字技术、智能控制技术的高科技结晶。只有将现代高科技、先进控制技术等运用到钢铁工业自动化仪表中来，才能真正提高钢铁企业的市场竞争力，才能促进钢铁企业长足发展，提高钢铁企业的盈利水平。

参考文献

[1] 吴青封.自动化仪表对钢铁行业发展的意义[J].科技风，2014，（10）： 266.

[2] 陈磊，牛宏宾.浅谈钢铁公司自动化仪表控制系统的配置和功能[J]湖北邮电技术，2014，（l）：279.