自动化控制技术在热工仪表自动化中的应用

2019-03-03蒋相相

冶金与材料 2019年2期

蒋相相

（阳春新钢铁有限责任公司，广东阳江 529600）

众所周知，钢铁属于劳动密集型工业，同时也是一个耗能大户，面对资源短缺和环境污染的严峻形势，安全、高效、经济生产非常必要，而应用自动化控制技术的热工仪表有助于实现全程生产的智能化管控，能够满足高新发展需求，因此值得深入研究和推广应用。

1 钢铁企业热工仪表自动化概述

所谓的热工仪表主要包括地表计、程控仪、管路仪表等设备装置，经电缆连接形成同路或者系统，对生产过程中涉及的温度、压力、流量、液位等热工参数进行测量，一般用于工艺状态监测和设备情况检查。而钢铁企业热工仪表自动化，因融合了先进可靠的电子技术、信息技术、计算机管理技术、热能功能控制技术以及智能型仪表和精密元件，所以有着智能化和技术性特征，可自动完成设备的动态监测并识别监测范围，为相关人员提供真实可靠的热工曲线参数，提醒其及时发现生产设备或辅助设备的运行异常并通过自动化控制来适应变化的工况，故不仅能保障安全、经济生产，还能在一定程度上改善生产效率与质量，促进钢铁企业朝着更稳更好的方向发展。

2 热工仪表自动化控制技术的应用要点

（1）规范安装。鉴于热工仪表在钢铁行业的重要作用，所以为充分体现其自动化水平，就必须严格按照规定进行安装，做好技术检验。期间要重点检验热工仪表的规格与质量，包括与温度、压力、流量等有关的仪表，必须确保性能测试完整，满足钢铁生产需求；同时立足企业实际，确定仪表暗转位置，针对容易出现问题的地方及时调整技术方案，分析并纠正实际数据与规划设计的偏差，为自动化控制技术在热工仪表自动化中的正常应用和性能发挥奠定坚实基础。

（2）重视试运行。钢铁企业中基于自动化控制技术的热工仪表自动化大多是在完成系统安装以及仪表的二次联校之后所开展的监测，因此首先应对单体系统的运行状况进行严密检测，在传动设备转动作用下检测仪表入口位置的压力等参数；然后针对大型机组的运行，既要检测重要的热工电力参数，也应科学测试联锁系统的实际性能，进而保证在钢铁生产期间热工仪表可实现自动化的远程控制操作；同时在联动试运行期间采取就地操作，将压力仪表、控制仪表等投入其中，根据设计规范和联动试运行，置换特定容器中的惰性气体，为后续的正式使用做好准备。

（3）加强检修与维护。应用自动化控制技术的热工仪表的工作环境比较复杂，条件相对恶劣，而且动作十分频繁、运行时间长，因此不可避免的会出现故障，此时只有及时准确的定位故障所在，尽快恢复运行，才能保证热工仪表自动化功能正常发挥。

一是合理分析热工仪表故障前后的数据，即工作人员应该深入分析热工仪表自动化系统的设计方案、生产工艺并记录正常状态下的运行参数，为后续的检修提供一定的参考。然后深入分析故障后机组负荷和原料变化状况，并及时研究记录表，尽快确定故障原因。二是加强热工仪表自动化故障参数的分析，在钢铁生产过程中，基于自动化控制技术的热工仪表参数均处于不断变化中，虽然记录的曲线有所波动，但有一定的规律和特点，相对比较稳定，若记录曲线变化呈现大幅度的趋势，表示无线杂乱无序，且此状态下手动控制不能启动，故判断故障与系统工艺有关；如果仪表故障出现后DCS显示仪器显示异常，需要在现场检查仪表数据，其中渐入项目参数偏大情况的存在表示故障是由仪器系统导致的。

3 自动化控制技术在热工仪表自动化中的应用与发展

（1）应用途径。自动化控制技术在热工仪表自动化中有着非常重要的实用价值，应用大多体现在钢铁生产过程与设备运行监控与检测方面，特别是钢胚连铸机、热连轧机等设备的运行，在很大程度需要热工仪表自动化控制。

如某钢铁厂采用的传统热工仪表装置，不仅设备性能滞后，检测精度也较低，而且操作复杂，功能有限。随后经升级改造选用了融合了自动化控制技术的热工仪表，配以技术成熟且灵敏的扫描开关，在调节器的作用下调整功率用于检定燃煤锅炉的炉温，并进行自动化调节，结果发现炉温温度能够稳定的保持在1200℃，槽温也达到了300℃的最高温度，同时铂电阻温度计的使用既显著提高了冷端温度的监测精度，也便于操作和修正，再者还优化了数据采集效率，扩大了参数种类和范围，提高了检测质量，为钢铁厂创造了更多的经济效益。再如某钢铁企业针对炼钢系统，基于通信技术与软件系统，接入了1级的电气控制站、服务器以及人机接口等设备，其中1级主要是采集与生产工艺和设备运行有关的参数，如出钢温度、冶炼氧气的流量、钢水温度等，并紧急、自动处理生产期间的问题，同时配以操作命令和现场检测信号调节设备运行，使其适应工况实际需要，同时利用双机热备，在热工仪表自动化的作用下监测控制设备运行状态，并网络连接主机控制仪表PLC运行，为进一步保障热工仪表的自动化的优势，还要求在主机故障情况下由辅机快速接替其工作，对数据信息进行实时控制和存储，待主机重新启动后还要负责备份主机数据。

（2）发展趋势。基于自动化控制技术的热工仪表，在服务于钢铁企业生产与运营的过程中，应朝着综合自动化、控制一体化和高性能化的方向发展。这是因为热工仪表自动化涉及的数据不仅量大密集而且种类繁多，稍有不慎便可能对设备工作或者系统运行带来直接或间接的影响，所以建议以钢铁企业的生产经营目标为首要考虑因素，将整个生产过程纳入热工仪表的监管和控制范围之内，然后科学分析、有效挖掘热工仪表自动化数据中的价值信息，为钢铁企业生产资源的配置优化和运转管理决策提供数据参考。