浅析我国电气自动化技术在冶金行业中的应用及发展趋势

钱贵东

（宣化钢铁集团有限责任公司，河北 张家口 075100）

冶金工业是一个既古老但又随着科学技术的发展不断技术更新的行业。自第二次工业革命以来，新的电气自动化技术被不断应用到冶金工业中，冶金工业的生产效率才得以不断提升。对我国冶金行业电气自动化水平和现状进行探讨、总结，有利于把我今后我国冶金行业的基本发展趋势和产业能效升级[1]。

1 冶金行业中电气自动化技术的含义

冶金行业电气自动化技术应用是指利用现代机械、电力电气以及电子设备对冶金行业的生产进行操作和控制，以此实现冶金机械系统在无人或者人数较少的的情况下按照预定的程序或流程进行冶炼的系统技术。

2 电气自动化在冶金中的应用现状

2.1 数据监测自动化基本实现

数据监测自动化主要是指监测传感器的广泛应用。监测传感器是冶金行业电气自动化中广泛应用的基础型仪器设备。在冶金生产中，对设备、车间的内、外部环境进行预定的感知感应，并将这些感知感应按照一定的电信号进行转换，最终形成生产所需要的监测测量数据，即传感器主要起到将环境感应通过电信号转换成监测数据的作用[2]。监测传感器包括转换组件和敏感组件2个部分。

一方面由于冶金行业生产的各个环节存在着不同的安全隐患和危险源，尤其是生产现场的安全隐患较多，为了防患事故于未然，必须对生产的各个环节增加危险电气电子监测设备。目前我国规模以上冶金企业已经基本实现了生产环节的预警监测自动化，大大提高了冶金生产的安全水平。另一方面由于冶金生产中，温度、流速、粘度、压强、空气洁净度、杂质含量等指标对最终产品质量起着关键影响，因此生产环节中，也必须设置大量的自动化且实时监测、测量的仪器仪表。例如高炉压力传感器的作用是感受高炉上部压力的变化，压力的变化转换为电流或者电压的变化，这样在装运煤或者高炉的上煤过程中，可以实时了解上煤量数据。高炉炉体温度传感器的主要作用就是将高炉内外部的温度转通过电信号转换成实时数据，进而方便控制高炉的温度。此外流量传感器在给水管道、蒸汽管道和锅炉送风管道等不需要精确控制数据的管道中经常使用，主要功能是对管道中的介质流量、流速进行实时测量和监控。

2.2 生产自动化基本实现

自第二次工业革命以来，我国古老悠久的冶金行业在电气自动化、信息化、智能化等大量新装备、新工艺流程、新材料等的促进下不断更新换代。例如模拟控制系统这种较为落后的生产控制系统逐步被较为先进的DCS系统、PLC系统以及计算机控制系统取代，集中控制这种较为传统的控制系统被分布控制这种较为先进的系统替代。近些年来，包括以太网工业化、人工智能、现场总线等一大批新技术也在逐步实践和应用到冶金行业中，部分新技术的应用极大地提高了冶金行业的生产效率和产品质量，使企业的综合效益大为改善。

2.3 急需加快生产系统信息化进程

在冶金行业不断电气自动化的过程中生产系统信息化也越发重要。出于考虑降低产品成本、提高产品质量、降低能耗等方面的原因，国内一些大型的钢铁冶炼企业不断研发和采用新的自动化信息技术控制系统，取得了不错的成效。这其中，对智能集成仪表、高性能控制器等一大批新设备在冶金生产控制中的逐步试用，大幅度地提高了我国冶金行业生产的安全、稳定、可靠性。例如我国钢铁行业技术最先进的宝钢集团，成功自主研发了一套数据收集、反馈系统，生产自动化、信息化、智能化水平得到大幅度提高。总体来说，电气自动化技术极大的带动了我国冶金行业的快速发展。

2.4 关键设备核心零部件需要进口

我国冶金行业的信息化程度通过在对欧美日本等发达国家电气自动化新技术的不断模仿、借鉴和自主研发设计中，不断取得新的成果。目前的电气化水平已经较以往极大地提升，局部领域已经接近或超越发达国家水准。但在某些关键电气自动化设备的核心零部件上，仍然有依赖进口、国产化程度不高的问题。

3 未来我国冶金行业电气自动化技术发展趋势

针对上述问题，笔者建议我国冶金电气自动化技术发展今后应集中于提升自动化控制程度、提升自动化服务水平以及提升自主集成数字化控制水平和自动化设备核心零部件国产化水平等4个方面。

3.1 提升自动化控制水平

随着我国工业化水平的不断提升，市场对于冶金行业的要求及其产品质量的要求都越来越高，大规模的稳定、高效、节能减排的生产工艺及产品才能更有市场竞争力。对于我国冶金企业来说，只有做到不断提升自动化控制水平，才能逐步降低原材料消耗、提升产量、削减废弃物污染以及降低人员和设备不安全风险，才能不断提升生产工艺、生产效率和社会经济综合效益。

3.2 提升自动化服务水平

通过不断自主实践地优化与升级，使大部分规模以上冶金企业的自动化服务水平不断提升。即通过提高技术服务标准，做到不断降低故障与误差，同时，使行业的电气自动化发展朝着信息化、智能化以及微型化不断发展。逐步达到整个冶金行业自动化服务水平高效稳定。

3.3 提升自主集成数字化的控制水平以及关键零部件的国产化

为了提高冶金控制系统的安全系数和有效性，为了对冶金工艺过程进行精细化改良，就必须不断提升实时监测监控系统的自主集成数字化控制水平，只有这样才能使我国冶金行业的生产工艺、管理流程更加信息化、智能化。同时，对于部分设备核心零部件需要进口的问题，需要采取鼓励企业研发投入，校企合作等方式，在生产实践中逐步提高国产化水平。

4 结语

智能控制技术及电子信息技术的发展对我国冶金行业的发展起着极大的促进作用，在我国冶金技术不断转型和智能化、信息化发展的情况下，我国冶金企业需要不断研究探索、不断改进生产工艺，不断提高冶金企业的电气自动化技术水平，以此提高企业以及产品在国际上的竞争力。