自动化控制技术在金属冶炼与火电工业中的应用

陈 如

（国家能源集团花园电厂，新疆 哈密 839000）

近些年来，科学技术的快速发展以及工业生产的持续深入，使得我国工业生产自动化方面也有了较大的改善和进步，这在很大程度上促使金属冶炼、火电工业各个生产环节的创新。自动化控制技术在金属加工、火电工业中，自动化控制技术水平是决定产品加工效率、电力输出情况的主要因素，特别是现阶段人们越来越重视节能减排的情况下，如何提升冶炼行业、火电工业的生产效率，实现节能减排，成为很多企业重点研究的问题[1]。因此，本文对自动化控制技术在金属冶炼与火电工业中的应用进行深入的剖析。

1 自动化控制技术概述

自动化控制也就是在不需要人工参与的情况下，通过热工仪表及其装置系统，对火电厂中发电机机组的热力参数进行调整，并实现有效控制，保证机组在安全、稳定的情况下，实现火力发电的自动化。在火电厂生产流程中，其工艺流程较为复杂，需要的仪器设备较多，在实际操作过程中，需要重点关注压力、温度和流量三个参数，利用检测仪器对这三项参数进行测量的过程中，要注意仪器的使用[2]。检测仪器主要由感受件、中间件、显示件所组成，能够准确测量数据，并在较短时间内对这三项参数进行快速、精准的测量，并以此为基础，为相关部门提供数据参考，检测仪器在误差和变差范围内，才能保证测量数据的准确性，一般变差的计算公式为X100%。同时，检测仪器同样具备自动化控制的能力，能够不采用人工控制的方式，通过提前设计好的程序，对运行系统进行控制。另外，发电机组在运行时，假如系统出现异常运行情况，检测仪器能够在出现异常的第一时间发觉，并发出警报信号，从而方便机组维修人员及时进行修理，避免出现重大事故。

2 自动化控制技术在金属冶炼与火电厂工业中的应用

（1）自动检测功能的应用。将自动化控制技术应用到金属加工、火电企业生产作业中，直接通过仪器进行压力、温度和流量等参数检测。利用自动化控制系统时，一般使用温度传感器检查温度。在该系统中300兆瓦以上的机组都是由电阻信号将数据传入到数据库中，再通过不同控制模块实现信号转换，将数据传至计算机端，在计算机端对各种数据进行修正，在整个流程中都由自动控制系统自动完成数据的检测。

（2）自动控制功能的应用。在火电企业应用自动化控制系统时，还利用该系统的自动控制功能，自动控制功能主要有两种形式，一是反馈控制系统，在任何一个环节的输入中都能够受到输出的反馈作用，当控制装置的输入受到输出反馈时，该系统也被称为全闭环系统，主要由控制部分和被控制部分组成，控制部分能够接收指令信号以及被控制部分的反馈信号，并对控制部门发出控制信号，根据信号内容进行运动。二是前馈控制系统，主要是通过测量干扰的变化，在控制器的作用下，能够直接将这种被控变量影响产生的干扰进行克服。在环路上的任何一点，只能按照信号方向前进，不能回到出发点，也不能产生闭环回路，因此也被称为开环系统。在这两种系统应用过程中，首先需要系统研究人员结合工业生产作业实际情况进行程序编写，选择正确的控制方式，保证所控制的设备能够根据程序编写好的流程和次序开展生产作业。其次，在实际应用过程中，该程序还能采用一定的评判标准对控制功能进行评价，从而保证生产设备能够按照相关规定完成既定好的控制工作。

（3）自动报警功能的应用。自动报警系统是整个系统的重要环节，能对检测出来的各项数据进行分析，寻找设备出现异常的原因，再利用专家系统进行问题解决，从而避免出现设备故障引发生产问题。同时，自动报警功能针对冶金企业、火电企业发生的火灾等情况进行报警，在自动报警系统中含有感温探测器、光电感烟探测器等，针对企业的发展规划，在200MW以上机组单元控制区域、锅炉房、网络控制室、计算机机房等地区设置火灾自动报警系统，根据实际运行情况对设备设置合适的阈值，一旦设备数据不在阈值范围内，自动报警系统就会发出警报。比如，设备的运行过程中，有一段信号没有发出或者信号没有返回，能够在规定时间内完成控制工作，提示系统出现故障，则自动化控制系统就会自动发出警报。

（4）自动保护功能的应用。在工业生产中自动化控制系统的自动保护功能，主要是应用热控自动保护装置，能够在电力系统出现故障的情况下，采用应急保护措施，对故障设备进行有效隔离，避免电力设备的故障对整个火电厂运行造成损坏。在一些仪表的检测下，假如设备参数超过标准值，则该系统就会对设备运行进行控制，保证设备能够在安全情况下进行运行，避免出现生产安全事故，或者出现设备损坏问题。

3 自动化控制系统的发展趋势

（1）自律分布系统。在火电厂自动化控制中，自律分布系统是主要的控制和协调环节，该系统最主要的特点是可控制性和可协调性。假如自律分布系统出现问题，则系统就会利用自我保护功能，避免其他系统受到牵连也发生问题，从而实现系统的可控制性能。同时，不管出现什么类型的问题，系统就会对自身工作内容进行协调，实现了系统的可协调性。在传统自动化控制系统中，每个系统中只有单独的控制器，假如满足自律控制就无法实现协调性，假如满足协调性就无法实现自律控制。在金属冶炼行业自动化控制未来发展中，会将自律分布系统应用到整体系统中，进而提升设备的检查的维修效率，能够提升冶炼炉和其他设备的处理水平，提高生产效率。

（2）总线控制。现阶段，自动化控制技术在工业生产领域的应用越来越广泛，各种大型机组的仪表记录数据会逐渐减少，在未来发展中，会将智能变送器和FB技术有机结合起来利用，能够保证各种机组的正常运行。根据研究发现，在进行自动化控制的过程中，总线FB是实现系统功能的关键，能够有效避免其他因素的干扰，将火电厂所有通信设备和智能设备进行连接，能够大大减少电缆的数量，避免长线传输过程中出现的问题。

（3）EIE综合。传统热工自动化控制系统由电气控制、仪表控制和计算机控制等装置所组成，且各个装置之间是独立的，分别进行安装。随着科技的发展，逐渐采用EIE综合技术，也就是将这三种装置结合起来，进行统一的规划和安装，这同样也是热工自动化控的未来发展趋势。在未来应用EIE综合技术时，需要提升系统的控制能力，保证相配套的硬件和软件能够支持系统的运行，同时还要进行编码设置，保证三种装置能够协调起来发挥作用。

4 总结

总而言之，将自动化控制技术应用于金属加工、火电生产作业中，实现自动化生产、检测和控制，拥有良好的发展控制。在企业所有系统中，都需要进行科学合理的设计，进而保证各个系统能够协调一致，功能实现控制和自动化功能。在未来发展中，应该在现有基础上，结合实际生产发展情况，以安全性、可靠性和协调性为主要的设计依据，让系统向着自律分布、总线控制和EIE综合方向发展，从而实现生产效率的不断提升。