论自动化在冶金工业中的作用

柴先进

摘 要：随着我国改革开放步伐的推进，冶金工业得到了很好的发展，而对冶金这样庞大而系统的生产过程，技术是关键。自动化技术在冶金工业中的应用，使生产过程更加高效，产品质量也得到了提高，低消耗、高回报使自动化技术倍受青睐。本文探讨了自动化在冶金工业中的作用。

关键词：自动化;冶金工业;应用;发展趋势

随着社会的发展和科技的进步，我国在自动化控制方面逐渐取得较好的进展，而自动化技术也逐渐应用于社会领域的各方面，其中也包含冶金工业。在冶金工业的生产中，自动化程度对冶金工业的生产效率和效益具有重要的影响作用。

一、冶金工业介绍

冶金工业是指开采、精选、烧结金属矿石并对其进行冶炼、加工成金属材料的工业部门。分为：①黑色冶金工业，即生产铁、铬、锰及其合金的工业部门，它主要为现代工业、交通运输、基本建设和军事装备提供原材料;②有色冶金工业，即生产非黑色金属的金属炼制工业部门，如炼铜工业、制铝工业、铅锌工业、镍钴工业、炼锡工业、贵金属工业、稀有金属工业等部门。

二、自动化在冶金工业中应用的基本认识

1、冶金工业自动化技术的基础知识。在我国现代化冶金企业中，控制系通常采取分级的结构。初级是传感器和执行器结合了采集执行层，其目的是完成被检测对象的测量和控制命令的执行;一级是控制层，保证了基础自动化，其主要功能是实现生产制造过程的集中控制;二级是为生产模型计算，优化冶金工业生产中的环境控制;三级是生产管理与调度系统，用于调度冶金生产过程中各工序的工作顺序;四级是企业信息系统层。各层通过一个完整的网络系统构成互联的有机整体，冶金工业中信息化建设的重难点是各种网络的无缝集成。因此，只有在冶金工业做好自动化控制与管理系统的信息集成，才能将冶金工业的信息化技术落到实处，发挥自动化技术的实际作用。

2、冶金工业中自动化技术发展现状。随着科技的发展，我国冶金工业的自动化程度大大提高，在有色金属制造的每个环节都能看到自动化设备使用的痕迹，既有先进的单机操作系统，又有完善的网络分布系统。当前，我国大型有色金属制造企业已基本引进国际上先进的自动化技术和设备。结合实际生产环境与需求进行改进，使设备技术更好地应用于自身的冶金生产中，这反映了我国冶金工业自动化技术缺乏自主创新与研发，尚处于吸收他人经验和先进设备技术的阶段，同时国家对冶金工业的要求也越来越高，要淘汰掉仍在使用的落后设备与技术，需加大设备投入，为冶金生产制造配备先进的自动化系统和单机自动化的生产设备，加大新技术、新设备的研发力度，努力赶上西方国家在冶金工业自动化技术的先进水平。

三、自动化在冶金工业中应用的改进

加热炉是冶金工业中不可缺少的设备，其工作状态直接影响产品质量和生产投资成本。尽管我国现代化冶金工业整体上极大地提高了加热炉的自动化控制水平，但仍有许多地方冶金企业对加热炉的自动化控制能力较差，不能保证钢坯的加热质量，还将造成原材料的浪费和严重的大气污染等问题。因此，为了提高加热炉的控制水平及解决冶金工业生产中存在的问题，应优化和创新自动化加热控制技术。

1、DCS系统在冶金加热炉中的应用。该系统是一种功能上分散、管理上集中的创新性的控制系统，它比传统仪表更具有可靠性，可控制的功能更多，其具有自动化程度高、整體性更完善等优点。随着微电子技术的不断进步和发展，将DCS系统中的双交叉温度控制技术应用于冶金工业加热炉燃烧控制中，能解决过去传统的温控燃料燃烧存在的原料损失过大、热效率低、对大气层及环境污染严重的不足，还提高了冶金工业中的劳动生产率，从而使冶金工业制造中的自动化技术和管理水平大幅提高。

2、集散控制系统在连续式加热炉中的应用。在冶金工业自动化技术中，采用集散控制方式实现控制和危险分散，并集中管理，这项技术是基于加热炉的结构。一台用于管理监控的计算机和若干台智能数字控制器组成中心控制系统作为管理监控的计算机可对冶金工业整体系统中各个控制参数进行管理操作与监视。通过与之相连的外部设备检测数据及炉内温度变化、燃料流量和空气流量等资料，为冶金工业人员掌握和操作炉内燃烧状态提供了依据。将智能数字控制器相组合，构成加热炉各加热段和均热段的温度自动控制系统，提高了系统的各态指标与抗干扰能力。冶金工业制造过程的内环由两个并行回路组成，即燃料流量调节回路与空气流量调节回路。外环可由燃料流量和空气流量控制，从而实现炉内各时间段的温度控制，保证各段的温度控制精度及升降温的速率。由于内环的调节功能，可抑制燃料流量和空气流量的波动，极大地降低炉内温度波动范围，进而提高了系统对温度控制的精度与抗干扰能力。

四、自动化在冶金工业中应用的发展趋势

1、自动化控制。当前，我国应正视自身在冶金工业自动化技术发展上的不足，加大先进控制设备的研发力度，培养自动化技术人才，提高自主知识创新能力，以及对智能控制和高性能控制器的设计研发水平。根据冶金工业的实际生产环境，加强检测仪表的应用，保证检测仪表所产生数据的真实性，提高检测仪表的质量与使用寿命，并进一步在勘测和预报中创新及研发。对冶金工业而言，自动化技术的基础是一类数学模型的适用，需将冶金工艺技术与数学模式，以及过去积累的经验与现代化冶金自动化技术有效结合，针对各种典型的工位生产过程模型采用有效的优化方法，以提高自动化控制在冶金工业中的适应性。

2、信息化应用。在实践中，长期的实际应用能提高信息化的有效应用，因此冶金工业应更多地立足于生产制造过程中已拥有的基础，优化和创新自身所掌握的信息自动化技术，结合他人先进生产技术和设备扬长避短，逐步实现冶金工业信息化与基础自动化的完美结合。在冶金工业生产制造过程中，应注重对整个生产过程工序进行梳通和优化，节约人力及原料资源，提高信息化应用水平。另外，还需重视冶金工业信息化人员的工作技能培训，组织他们定期学习新技术、新知识，确保信息化自动化在冶金工业生产制造中发挥其最大作用。

如果冶金工业能源管理的自动化建设仅保持在原始数据采集的基础上，就无法实现产能的提高与技术的创新。对冶金工业能源管理具有特殊的方面，首先要解决原料消耗量大的问题，同时要解决冶金工业生产过程中大量污染和有毒气体的产生及排放。因此，能源管理的核心是优化能源的使用，采用新的二次能源使用技术、运用多种原材料进行统一控制，并且要增加能源安全管理机制。

参考文献

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