有关钢铁冶金电气自动化控制技术的创新探讨

2022-01-01杜鹏

中国金属通报 2021年18期

杜鹏

（河北钢铁集团唐钢公司，河北唐山 063000）

近年来，大多数冶金企业开始全面启用电气自动化控制技术，实现冶金工业生产自动化和高效化进程，有效提升整个产品生产线的工作效率，进而也促进了电气自动化主要控制技术的迅速发展。换言之，冶金行业的自动化生产模式备受关注，在科技水平飞速发展的推动下，冶金行业电气自动化主要控制技术也取得了长足发展，在经历了很多变革之后，也取得了很多收获，激发了冶金行业的生命力和发展活力。当然，在整个电气自动化发展过程中，相关冶金企业在新的生产工艺研究以及新的技术开发方面投入了很多心血，包括大量的物力和资金。但是，发掘更多自动化控制技术或者进一步革新现有技术，降低生产能耗，促进生产效率最大化仍然是一项艰巨的任务，但也是当下社会发展关注的研究热点之一，这项技术的变革和创新对提升我国冶金行业经济效益而言，也具有非常重要的作用。

1 冶金行业电气自动化技术的基本特点

20世纪80年代，冶金行业的电气自动化技术大多还是源于国外生产，引进国内主要是契合当时冶金行业的发展，大多企业直接从国外引入控制系统后便直接投入生产过程中，从根本上讲，这项技术算是基本流程型技术，主要还是用于满足冶金行业的生产需求。到目前为止，在世界科学技术逐步发展的促进下，冶金行业电气自动化技术也得到了极大的提升，在使用过程中发掘了很多创新点，主要体现在应用和创新这两方面，对生产而言，冶金行业的生产工艺各式各样且愈加精细，产品生产的连续性越来越强；另外，更多的技术融入自动化技术的研发中，例如物理技术和化学技术。这也激发了我国自主研发电气自动化技术的兴趣，换言之，我国冶金行业电气自动化技术从此产生了根本变化，而且后续研发过程中遇到的意外或者状况，也让生产者清晰地认识到技术在生产中的重要作用是不可忽略的，这在冶金行业电气自动化技术的发展历程中发生了历史性的转变。除此之外，冶金行业电气自动化技术的不断发展和进步，主要是在于冶金行业所用的材料和冶金行业中涉及到的生产技术的革新，只有材料和生产技术达到一定高的水平，才能保证冶金产业中产品的质量，二者水平越高，产品质量就越好。因此，冶金行业从业人员务必要对该行业所需材料和生产技术有深入的了解和认识，才能更好地制定后续生产计划，使得冶金行业发展步入正轨，甚至领先于世界水平。

2 钢铁冶金电气自动化控制技术应用要点

2.1 控制技术的创新

在钢铁行业进行PLC技术应用时。

（1）要搞定的问题肯定是控制开关的问题，在开关控制投入到应用的时候，主要分为几个步骤。首先，PLC最初的应用是为了取代继电器在系统中的应用，使用更加自动化的方式来对开关控制进行集成，PLC技术和传统的继电器控制方法相比，PLC技术有着更加可靠的性能和可信度，操作步骤来说也是更加的简洁方便，具有较快的响应速度，因为能够对节点进行有效的集成，所以在对节点进行控制的时候也更加节省了人力的成本，有效提高工作效率，使得系统的可靠性和工作效率都能够在很大程度上进行提升。

（2）PLC技术在控制开关的时候有着非常可靠的性能表现，所以在对PLC的工作流程进行设计的时候，一定要充分了解PLC技术的工作原来来布置控制顺序，确保在工作过程中能够对数据也有效的采集，同时在一些模拟的操作中也能够有效的仿真性检测，从而推动钢铁行业的快速发展。

2.2 应用分布式控制系统

伴随着科学技术的不断创新和改进，计算机技术以及网络通信电气控制等技术日益完善，为钢铁冶金控制管理工作开展提供了良好的条件。在以往阶段中主要是采取人工方式对设备运行状态进行记录，然后发展集中控制方式。目前分布式控制系统随之出现，此项系统有利于提升钢铁冶金管理效率，增强钢铁冶炼控制的稳定性和可靠性，本身有着便于控制、灵活性高的特征，主要表现在以下几点。第一，可靠性强，分布式控制系统可靠性强，主要是利用分散系统功能和地理位置分散结构提升冶金自动化控制系统的稳定性，借助该项功能分散控制系统确保设备处于正常运行的状态，而且还可以采取冗余设备替换故障机进行工作。所以可靠性表现为应用分布式控制系统串联各项设备，任何一项设备发生故障以后，剩下的设备均可以正常运行。第二，扩展性良好。分布式控制系统根据屏幕进行人机交互，高效率进行现场操作，动态性监督冶金阶段，该项系统借助高新通信网络技术达到各工序分层化的目的。第三，维护便利。分布式控制系统能够形成文件，技术人员实施动态编制降低了工作人员的工作难度，使编程运行效果发挥到了最大化。同时分布式控制系统能够在冶金过程中自我检验，及时找寻问题，不需要维护人员进行维护，减少了人力资源输出。

2.3 提升集成控制水平

如今，冶金行业电气自动化水平逐步发展，正处于挑战与机遇并存时期，如果能够引入更高级的控制系统或新技术，便能进一步提升冶金工业生产的准确性和批量生产处理的能力，同时迅速提升整个生产系统的效率和自动化水平；例如数据挖掘技术，可以淘汰传统做法使得生产过程自动化。冶金生产过程的控制可由电气自动化主要控制技术的内部集成系统操作。为了确定更加准确的冶金架构，需要深入研究仿真模拟技术，让整个冶金生产流程更加顺畅、简便；为了有效回收原料以及废弃物，减少环境污染，必须提升电气自动化主要控制技术的水平；另外，如果想要更加有效地发挥检测技术的作用，必须提升控制数据的有效性和水平，同时能及时反馈检测结果并处理故障，避免出现不可控局面。综上，提升集成控制水平对冶金生产过程具有重要意义。

2.4 建立健全过程控制系统

建立健全过程控制系统，诸如将光电一体化技术、数据处理技术和融合技术，运用于系统参数闭环控制、工业产品的物流跟踪体系以及产品质量把控过程、或者检测熔渣成分及钢水纯净度、预报温度、判断尺寸组织参数等环节中，充分发挥各新兴技术的优势，保证冶金工业生产运作正常，有效提升生产效率。综上，尽管电气自动化控制技术在冶金行业的应用还不完善，其自身发展存在缺陷，尚不能保证企业的健康发展。但是，基于更高级的科技水平发展或者进一步革新现有的技术，探究发展冶金行业电气自动化主要控制技术的发展路径，从长远的有效的发展角度考虑，冶金行业电气自动化控制技术一定可以取得很大的进步，未来也一定能够有效实现冶金行业生产效率最大化以及能耗最小化的理想目标，提升冶金行业的经济效益以及在整个经济结构中的重要性。

2.5 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。

2.6 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。

2.7 钢铁企业电气元件的创新

在钢铁企业生产期间所需的电气元件非常多，特别是生产线检测以及生产流程方面。当前钢铁冶金企业经常应用断路器、变频器断电器以及传感器等多项电气元件。断路器使用包含了两方面，如高压断路器以及低压断路器，使用断路器时，主要是基于正常和异常状态下将电路切断，产生的作用是规避短路电流引起的电力冲击，生产期间一旦产生了短路现象以后能够将复合电流切断，确保生产电气线路的安全性，发生短路现象以后，根据断电器切断电源，维修人员根据设备的绝缘性分析出短路的原因进行维修，以此确保钢铁冶金工作人员自身安全，而且变频器作为钢铁冶金企业中非常重要的一项控制设备，可以依照生产需求对电源频率进行调整，达到生产设备运转速度有效调节的目的。变频器的应用能够确保设备处于高效率、高性能运转状态。目前，我国加大了节能环保方面的重视程度，钢铁冶金企业借助变频器的优势改进效能非常高的设备，以此延伸各项设备的使用性能，实现节能目标。同时应用蓄电器是为了对钢铁冶金电力进行保护，保障电路正常应用。电路发生故障隐患以后，通过电气自动化控制设备快速关闭故障电路，以免因为电路不畅通而增加安全隐患出现概率。