关于钢铁冶金电气设计中的自动化控制技术创新方案研究

刘海平

摘 要：由于钢铁冶金生产工艺是一个复杂的过程，仅使用人员进行操作，容易因为人为失误造成损失和事故发生，因此电气自动化控制技术在钢铁冶金生产过程具有重要的作用。该文介绍了电气自动化控制技术，并分析了电气自动化控制技术中的分布式控制系统（DCS）和可编程序控制器（PLC）创新技术，发现其不仅可以提高管理水平和保证电气控制的可靠性，还能实现国家推进的节能减排政策要求。

关键词：钢铁冶金 电气自动化 控制技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0009-02

在国家大力推进节能减排的新政策环境下，由于钢铁行业是一个高耗能行业，使得节能减排成为钢铁行业的一个重要工作。而冶金生产是一个复杂繁琐的工艺过程，从原料准备到最终产品制备要经过很多复杂的工艺过程，因此自动化控制技术在冶金生产工艺过程受到广泛的欢迎，它不仅可以降低生产成本，还可以提高冶金生产控制过程的可靠性。现今国内外对钢铁冶金电气自动化进行了广泛的研究，从冶金电气自动化的控制、监测和操作等方面不断改进电气自动化控制系统，研究发现现在的自动化控制发展方向趋向于智能化和网络化。其中应用计算机编程程序和网络通信技术开发的新的分布式控制系统和可编程序控制器控制技术不仅解决了点对点控制弊端和机械冲击问题，还能实现国家推进的节能减排政策要求。

1 冶金電气自动化

冶金电气自动化是我国钢铁冶金行业中的一种重要的应用，可以通过将生产环节中的人工操作部分转化为自动化控制来实现高工作效率、低生产成本的目的。另外，实现冶金电气自动化还可以减少人工失误造成运行错误，这样不仅有利于降低操作失误损失，提高生产装置运行的安全性，还可以实时监测冶金生产的全过程，保证设备正常工作，提高冶金生产的工作效率。对于钢铁冶金厂的工作人员而言，冶金电气自动化的实现可以为他们提供一个良好安全的工作环境，降低安全隐患。

冶金电气自动化主要采用计算机控制程序和网络通信技术来实现冶金生产设备自动运行和控制。通过电子自动化控制技术直接对冶金生产工艺过程操作，无需人工操作。通过定位分析计算出所需的数据，然后结合监控平台的相关信号自动调节设备的相关数据使设备一直保持正常的运行状态，这样不仅可以提高设备运行效率，还能保证冶金电气自动化生产出来的产品具有良好的质量。

由于复杂繁琐的冶金生产工艺过程，自动化控制技术在生产过程中十分重要，不仅可以满足生产控制需要，还可以满足高效管理需要。目前我国的电气自动化控制技术水平与国外优秀的电气自动化控制技术还有很大的差距，主要是硬件技术的差距，再加上城市化进程的不断发展与电气控制技术发展速度的不匹配性，因此我国需要不断创新和改进电气自动化控制系统，从而实现满足社会需求和冶金生产可持续发展的目的。目前我国专业人才在分布式控制系统和可编程序控制器两个方面实现了重大的突破，这两方面的创新使得冶金电气自动化控制系统更加信息化和智能化。

2 分布式控制系统

随着计算机控制程序、电网和网络通信等技术的不断发展，为钢铁冶金电气自动化的控制管理方式的创新创造了条件。最开始的控制管理方式是比较传统的人工抄表，然后发展为集中式控制系统，现在使用的控制管理方式是突破点对点控制的弊端的分布式控制系统。分布式控制系统也称为DCS。分布式控制系统为冶金电气自动化系统提供了重要的技术支持，不仅可以提高管理水平，还可以保证电气自动化控制环节的可靠性。

正是由于分布式控制系统可靠性高、易于编程控制和良好的监视等特点，使得冶金自动化的控制水平大大提高。

（1）可靠性高。

分布式控制系统主要通过能体现分散系统功能和地理位置的分散结构提高冶金自动化控制系统的可靠性。这种新的控制系统可以分散危险，并保证除出故障的设备都正常工作。另外配备的冗余设备可以在主设备出故障时立即代替继续工作，从而保证冶金自动化控制系统连续运行，提高系统的可靠性和利用率。

（2）监视与扩展性能较好。

由于良好的人机交互界面，分布式控制系统可以实现由高智能操作员站进行现场操作，并且可以使得整个现场操作过程通过计算机观察到。另外，分布式控制系统通过递阶数据通讯网络系统实现通信分层化，最终实现分布式控制系统扩展性能优化。

（3）编程容易且维护方便。

分布式控制系统主要通过自动生成的文件界面和控制组态来编程，其不需很强的编程能力，且通过这种简单的编程的结果也比较可靠。另外，分布式控制系统在冶金自动化运行的过程也能不断自我诊断，及时发现问题，从而使系统维护更方便。

3 可编程序控制器

计算机控制程序发展为可编程序控制器的创造提供基础，可编程序控制器的创新可以避免传统的继电器不能避免的机械冲击，同时还可以提高钢铁冶金电气自动化系统的可靠性和效率。可编程序控制器也被称为PLC。

由于可编程序控制器的高可靠性和强适应性特点，使得冶金自动化的控制问题得到有效解决，使得电气自动化管理水平得到大大的提高。

（1）性价比高，功能完善。

相比于传统的继电器控制系统，PLC控制器由于大量编程元件的存在具有强大的控制功能，并且可以通过网络通信技术对冶金自动化进行集中管理。并且可以仅通过少量相关元件的输出和输入功能来解决接触不良等问题，通过协调软件和硬件的功能来实现高抗干扰能力和高可靠性目的。

（2）编程简单、方便使用。

PLC控制器可以在较短的时间整合多种软件系统，从而实现不需增加工作量就可以在在线程序中简单调节完成冶金自动化控制整体设备的安装和调试。

（3）适用于多种硬件配套设备。

由于PLC控制器配备的标准化模块对电气对硬件设备的良好兼容性，使得冶金自动化控制系统对工艺改变和系统不断升级的环境下具有良好的适应能力。

（4）维修方便。

PLC控制器的自我诊断和实时监测功能，使得设备发生故障的概率大大降低，并且PLC控制器可以及时发现冶金自动化控制过程的故障，通过查找故障信息和原因，可以找到故障模块，然后进行检修使系统重新快速进入正常运行状态。

4 结语

钢铁冶金行业是一个高耗能行业，其应用的自动化控制技术也一个复杂的控制过程。因此了解电气设计中的自动化控制技术非常重要。该文介绍自动化控制技术，并从监测手段和控制管理两方面重点探讨了冶金电气技术中的分布式控制系统（DCS）和可编程序控制器（PLC）创新技术，新技术推动了冶金自动化控制系统向智能化和网络化发展，提供了节能减耗的技术支持。

参考文献

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