钢铁冶金电气自动化控制技术创新研究

2020-12-08兰荣

中国金属通报 2020年15期

兰荣

（新钢公司卷板厂酸轧车间，江西新余 338000）

就现在我国钢铁冶金发展状况来讲，钢铁冶进技术需要进一步提升冶金产量及技术，在技术创新过程当中不断降低生产成本，提高钢铁制造的经济利益。就此而言，需要在钢铁冶金当中加入电气自动化控制技术，创新钢铁制造。将电气自动化技术应用到钢铁冶金当中，可以节约人工成本，逐渐提升生产效率。除此之外，钢铁炼制过程当中，会产出有毒气体、粉尘、高温等危险因素，传统的人工冶金技术会导致员工逐渐受到其危害因素的侵害。将电气自动化技术加入到钢铁冶金当中，可以有效降低工作接触这些危险因素，可以保障工作人员的生命财产安全。现阶段，我国钢铁冶金行业都意识到自动化技术对自身发展的重要性，逐渐在传统钢铁冶金技术当中加入电气自动化控制技术，准备冶金自动化转型。在钢铁冶金行业发展过程当中，逐渐加入钢铁冶金自动化技术，不仅推动了钢铁冶金行业的经济发展，还让钢铁冶金行业有效推动国家的经济发展，为国家发展做出巨大贡献。

1 冶金自动化技术对钢铁冶金行业的重要意义

现阶段，我国钢铁冶金行业已经意识到电气自动化控制技术的重要，逐渐重视冶金自动化技术，一部分钢铁冶金业已经将冶金自动化技术应用到钢铁冶金当中。随着科学技术的不断革新，研发人员不断对冶金自动化技术进行改良。我国的发展对钢铁冶金行业的依赖不断增加，钢铁冶金行业规模也不断扩大，这就意味着生产技术、生产流程会更加复杂，传统的冶金技术势必会阻碍钢铁冶金技术的发展，将冶金自动化技术应用到钢铁冶金当中，可以保障产量、质量等方面的提升，降低钢铁冶金成本，满足不断增加的市场需求。

从现阶段冶金自动化技术的应用状况来讲，冶金自动化技术的控制功能可以将钢铁冶金个流程进行精准控制，降低人为控制的复杂程度，提高了冶金质量及生产效率。除此之外，钢业冶金生产过程当中，加入了电气化自动控制技术，为后续的智能化生产打下坚实技术，为后期实现智能控制其重大作用，通过冶金自动化技术为冶金生产提供保障，在智能化时代到来时，可以有效对智能化进行应用。因此，冶金自动化技术的应用对钢铁冶金行业有百利而无一害[1-3]。

2 钢铁冶金电气自动化控制技术应用要点

2.1 电力保护

钢铁冶金生产过程当中，电气自动化控制技术可以有效对电力进行保护，其最主要的控制内容就是继电保护。在生产过程当中，通过才用冶金电气化自动控制技术，提升机电保护水平，确保钢铁冶炼生产活动当中，电力系统能够有提供有效的电能，降低机电运行过程当中出现故障的概率，保障钢铁冶炼能够长长生产，降低能源消耗，提高钢铁冶金行业的综合效益，为整个生产链提供足够的电能资源。通过现阶段钢铁冶金行业的发展状况来看，80%的钢铁冶金企业都采用了电气化自动控制技术，对电力进行保护，方便整个生产链能够有充足的电力支持。

2.2 分布式控制系统

目前，我国的计算机技术、网络通信、电力控制等技术不断发展，为钢铁冶金的控制管理提供良好的创新条件。早先对原始的控制管理方式是通过人工对设备运行状况进行记录，后来发展为集中式控制方式，现在使用点对点控制弊端的分布式控制系统对机电进行控制。分布式控制系统成为DCS，不仅提高了钢铁冶金的管理水平，还确保电气自动控制技术对钢铁冶炼控制的可靠性。分布式控制系统具有可靠性高、易编程控制、良好坚实等特点，可以有效提高冶金自动化控制水平。

2.2.1 可靠性高。

分布式控制系统可靠性高主要是通过分散系统功能及地理位置分散结构提高冶金自动化控制系统的稳定性。通过这两个功能，可以游侠将控制系统的危险进行分散，保证除故障设备之外的设备正常工作。另外，可以通过冗余设备来代替故障机其工作。因此，可靠性主要是指通过分布式控制系统，将各台设备进行串联，一台设备出现故障，其余设备能够正常工作，提高了工作效率。

2.2.2 监视与扩展性能较好。

分布式控制系统可以通过屏幕进行人机交互，可以实现由高智能操作员站进行现场操作，并且可以对整个冶金现场进行监视。分布式控制系统可以通过高新通信网络技术，实现各工序的分层化，通讯方面可以做到实时通讯，实现分布式控制系统的性能优化。

2.2.3 编程容易且维护方便。

分布式控制系统可以自动生成文件，技术人员可以进行动态编程，降低了工作人员的变成难度，可以实现简单编程，其编程运行效果比较可靠。分布式控制系统可以在冶金过程当中进行自我检测，及时发现问题。从这一方面来讲，不需要维护人员经常进行维护，降低了人力资源输出。

2.3 控制设备可靠性的措施

环境、零部件等问题，是影响电气自动化控制设备可靠性的重要因素。钢铁冶金企业在生产过程当中，生产设备的运行环境非常恶劣，由于设备当中的部分零部件的质量问题，很难正常运行，高温、高压、电磁干扰等问题，都会应县设备运行状况。部分钢铁冶金企业不重视对设备进行维护与检修，导致设备运行可靠性大大降低。除此之外，在长时间的运行过程当中，设备会出现超负荷运行、操作不当等问题，设备的运行效率、质量会不断下降，最后极容易出现故障问题，这样不仅加到了维护成本，还影响了控制设备的使用寿命。因此，企业需要对设备使用人员进行培训，规范设备造作流程，定期对控制设备进行维护和检修，逐渐提高设备的使用可靠性。为了提高控制设备的可靠性，钢铁冶金企业可以根据实际经济状况引进先进的技术，例如：PLC、安全总线技术等，让控制设备的可靠性得到高新技术的支持[4]。

2.4 过程控制和生产管理控制系统

钢铁冶金企业在生产过程当中，可以充分利用电气自动化控制技术，例如跟踪逻辑控制和模型计算技术。通过跟踪逻辑控制技术，可以对物料进行实时监控，实现物料数据的采集和处理。通过模型计算技术，实现对生产参数控制优化，通过数学模型和控制算法，对生产进行实时控制。保证在冶金生产过程当中不仅有良好的工作环境，还实现了产品质量监控及及物料质量控制，对钢水的温度、纯度的变化进行监视。与此同时，对钢铁冶金生产过程当中产出的各种废弃物进行控制。

在钢铁冶金生产控制当中，电气自动化控制技术发挥重要作用。通过多媒体技术，对钢铁冶金生产过程进行模拟，如果出现了问题可以进行及时修正，逐渐完善钢业冶金运营状况，让电气化自动控制技术的应用更加规范。与此同时，可以加强新产品的研发能力，电气自动化控制技术可以奠定新产品、新工艺的研发基础，提高钢铁冶金的质量及效率。除此之外，在钢业冶金生产过程中，通过电气自动化控制技术对管理及控制环节进行规范，充分利用电气自动化控制技术实现网络设计、产品研发、流程控制等功能，不断提高钢铁冶金企业的创造能力，提高钢铁冶金的速度。将电气自动化控制技术应用到生产流程参数对比当中，可以优化钢铁冶金各个环节，解决现阶段钢铁冶金生产问题。

2.5 钢铁企业电气元件

钢铁企业在生产流程当中使用很多电气元件，尤其是在生产线检测和生产工序当中。现阶段，钢铁冶金企业普遍使用断路器、变频器、继电器和传感器等电气元件。首先，断路器的使用主要包括两种，高压断路器和低压断路器。断路器的使用主要是在正产或异常状况下切断电路。其主要作用是为了规避短路电流造成的电力冲击，在生产过程当中，如果发生短路，可以切断负荷电流，地洞断电，保证整个生产的电气线路安全。发生短路之后，通过断电器切断电源，维修人员可以对设备绝缘性进行分析，找出短路原因再进行维修，可以充分保证钢铁冶金工作人员的生命安全。其次，变频器是钢铁冶金企业的重要控制设备，可以根据生产需要调整电源频率，实现生产设备运转速度的调节。变频器的使用可以实现设备的高效率、高性能的运转。现阶段，国家非常重视节能环保，钢铁冶金企业通过变频器改造高耗能设备，这样不仅延长了高耗能设备的使用寿命，还提高了整体能源控制，在节能方面做出巨大贡献。再次，续电器的应用是为了保护钢铁冶金的电路。继电器可以实现电路的安全调节及自动控制，继电器主要是控制电路的开关，控制输入和输出两个回路，确保电路能够正产使用。如果电路出现故障，可以通过电气自动化控制设备将故障线路快速关闭，避免因电路不通扩大生产事故，确保钢铁冶金企业的供电性能。最后，传感器的应用。钢铁冶金企业使用的传感器主要包括两种，压力传感器和温度传感器。传感器是钢铁冶金企业主要的检测涉笔，可以对需要检测的数据进行采集，然后将采集的信息通过其他方式传输给控制台。例如，在生产过程当中，对各种介质状态的检测，可以通过传感器进行检测、记录，再将信息传输给控制系统，实现钢铁冶金的生产自动化控制[5]。

3 冶金工业自动化控制技术在未来的发展方向

3.1 提高冶金自动化控制技术核心科技的原创性

在钢铁冶金发展过程当中，需要对冶金电气自动化控制技术不断延伸，不断深入研究，逐渐掌握钢铁冶金生产技术。我国工业起步较晚，基础不稳定，可以引进大量创新人才，围绕着钢铁冶金自动化控制实际发展状况，将自动化控制与生产相结合，创建具有特点的生产控制技术，围绕着可持续发展进行技术创新。

3.2 提高整套控制系统的实时性和可靠度

在钢铁冶金企业发展过程当中，需要根据不同级别的需求对控制系统进行更新，需要提高电气自动化控制技术的实时性，可以应对生产需求的转变，进行数据调整，提高生产活性，提高生产设备的运行能力，逐渐提高控制系统的可靠性。

3.3 冶金自动化技术的一体化发展

未来冶金自动化控制技术可以与其他技术相结合，逐渐对钢铁冶金生产流程进行全面控制，这样完善钢铁冶金生产逻辑控制，避免因为冶金自动化控制技术出现逻辑问题。通过其他技术与冶金自动化控制技术相结合，实现冶金自动化技术一体化发展，提高控制能力的同时，可以实现对钢铁冶金生产的实际分析，提高生产质量及效率[6]。