柴先進

摘 要：隨著我國改革開放步伐的推進，冶金工業(yè)得到了很好的發(fā)展，而對冶金這樣龐大而系統(tǒng)的生產過程，技術是關鍵。自動化技術在冶金工業(yè)中的應用，使生產過程更加高效，產品質量也得到了提高，低消耗、高回報使自動化技術倍受青睞。本文探討了自動化在冶金工業(yè)中的作用。

關鍵詞：自動化;冶金工業(yè);應用;發(fā)展趨勢

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，我國在自動化控制方面逐漸取得較好的進展，而自動化技術也逐漸應用于社會領域的各方面，其中也包含冶金工業(yè)。在冶金工業(yè)的生產中，自動化程度對冶金工業(yè)的生產效率和效益具有重要的影響作用。

一、冶金工業(yè)介紹

冶金工業(yè)是指開采、精選、燒結金屬礦石并對其進行冶煉、加工成金屬材料的工業(yè)部門。分為：①黑色冶金工業(yè)，即生產鐵、鉻、錳及其合金的工業(yè)部門，它主要為現(xiàn)代工業(yè)、交通運輸、基本建設和軍事裝備提供原材料;②有色冶金工業(yè)，即生產非黑色金屬的金屬煉制工業(yè)部門，如煉銅工業(yè)、制鋁工業(yè)、鉛鋅工業(yè)、鎳鈷工業(yè)、煉錫工業(yè)、貴金屬工業(yè)、稀有金屬工業(yè)等部門。

二、自動化在冶金工業(yè)中應用的基本認識

1、冶金工業(yè)自動化技術的基礎知識。在我國現(xiàn)代化冶金企業(yè)中，控制系通常采取分級的結構。初級是傳感器和執(zhí)行器結合了采集執(zhí)行層，其目的是完成被檢測對象的測量和控制命令的執(zhí)行;一級是控制層，保證了基礎自動化，其主要功能是實現(xiàn)生產制造過程的集中控制;二級是為生產模型計算，優(yōu)化冶金工業(yè)生產中的環(huán)境控制;三級是生產管理與調度系統(tǒng)，用于調度冶金生產過程中各工序的工作順序;四級是企業(yè)信息系統(tǒng)層。各層通過一個完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)構成互聯(lián)的有機整體，冶金工業(yè)中信息化建設的重難點是各種網(wǎng)絡的無縫集成。因此，只有在冶金工業(yè)做好自動化控制與管理系統(tǒng)的信息集成，才能將冶金工業(yè)的信息化技術落到實處，發(fā)揮自動化技術的實際作用。

2、冶金工業(yè)中自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀。隨著科技的發(fā)展，我國冶金工業(yè)的自動化程度大大提高，在有色金屬制造的每個環(huán)節(jié)都能看到自動化設備使用的痕跡，既有先進的單機操作系統(tǒng)，又有完善的網(wǎng)絡分布系統(tǒng)。當前，我國大型有色金屬制造企業(yè)已基本引進國際上先進的自動化技術和設備。結合實際生產環(huán)境與需求進行改進，使設備技術更好地應用于自身的冶金生產中，這反映了我國冶金工業(yè)自動化技術缺乏自主創(chuàng)新與研發(fā)，尚處于吸收他人經驗和先進設備技術的階段，同時國家對冶金工業(yè)的要求也越來越高，要淘汰掉仍在使用的落后設備與技術，需加大設備投入，為冶金生產制造配備先進的自動化系統(tǒng)和單機自動化的生產設備，加大新技術、新設備的研發(fā)力度，努力趕上西方國家在冶金工業(yè)自動化技術的先進水平。

三、自動化在冶金工業(yè)中應用的改進

加熱爐是冶金工業(yè)中不可缺少的設備，其工作狀態(tài)直接影響產品質量和生產投資成本。盡管我國現(xiàn)代化冶金工業(yè)整體上極大地提高了加熱爐的自動化控制水平，但仍有許多地方冶金企業(yè)對加熱爐的自動化控制能力較差，不能保證鋼坯的加熱質量，還將造成原材料的浪費和嚴重的大氣污染等問題。因此，為了提高加熱爐的控制水平及解決冶金工業(yè)生產中存在的問題，應優(yōu)化和創(chuàng)新自動化加熱控制技術。

1、DCS系統(tǒng)在冶金加熱爐中的應用。該系統(tǒng)是一種功能上分散、管理上集中的創(chuàng)新性的控制系統(tǒng)，它比傳統(tǒng)儀表更具有可靠性，可控制的功能更多，其具有自動化程度高、整體性更完善等優(yōu)點。隨著微電子技術的不斷進步和發(fā)展，將DCS系統(tǒng)中的雙交叉溫度控制技術應用于冶金工業(yè)加熱爐燃燒控制中，能解決過去傳統(tǒng)的溫控燃料燃燒存在的原料損失過大、熱效率低、對大氣層及環(huán)境污染嚴重的不足，還提高了冶金工業(yè)中的勞動生產率，從而使冶金工業(yè)制造中的自動化技術和管理水平大幅提高。

2、集散控制系統(tǒng)在連續(xù)式加熱爐中的應用。在冶金工業(yè)自動化技術中，采用集散控制方式實現(xiàn)控制和危險分散，并集中管理，這項技術是基于加熱爐的結構。一臺用于管理監(jiān)控的計算機和若干臺智能數(shù)字控制器組成中心控制系統(tǒng)作為管理監(jiān)控的計算機可對冶金工業(yè)整體系統(tǒng)中各個控制參數(shù)進行管理操作與監(jiān)視。通過與之相連的外部設備檢測數(shù)據(jù)及爐內溫度變化、燃料流量和空氣流量等資料，為冶金工業(yè)人員掌握和操作爐內燃燒狀態(tài)提供了依據(jù)。將智能數(shù)字控制器相組合，構成加熱爐各加熱段和均熱段的溫度自動控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的各態(tài)指標與抗干擾能力。冶金工業(yè)制造過程的內環(huán)由兩個并行回路組成，即燃料流量調節(jié)回路與空氣流量調節(jié)回路。外環(huán)可由燃料流量和空氣流量控制，從而實現(xiàn)爐內各時間段的溫度控制，保證各段的溫度控制精度及升降溫的速率。由于內環(huán)的調節(jié)功能，可抑制燃料流量和空氣流量的波動，極大地降低爐內溫度波動范圍，進而提高了系統(tǒng)對溫度控制的精度與抗干擾能力。

四、自動化在冶金工業(yè)中應用的發(fā)展趨勢

1、自動化控制。當前，我國應正視自身在冶金工業(yè)自動化技術發(fā)展上的不足，加大先進控制設備的研發(fā)力度，培養(yǎng)自動化技術人才，提高自主知識創(chuàng)新能力，以及對智能控制和高性能控制器的設計研發(fā)水平。根據(jù)冶金工業(yè)的實際生產環(huán)境，加強檢測儀表的應用，保證檢測儀表所產生數(shù)據(jù)的真實性，提高檢測儀表的質量與使用壽命，并進一步在勘測和預報中創(chuàng)新及研發(fā)。對冶金工業(yè)而言，自動化技術的基礎是一類數(shù)學模型的適用，需將冶金工藝技術與數(shù)學模式，以及過去積累的經驗與現(xiàn)代化冶金自動化技術有效結合，針對各種典型的工位生產過程模型采用有效的優(yōu)化方法，以提高自動化控制在冶金工業(yè)中的適應性。

2、信息化應用。在實踐中，長期的實際應用能提高信息化的有效應用，因此冶金工業(yè)應更多地立足于生產制造過程中已擁有的基礎，優(yōu)化和創(chuàng)新自身所掌握的信息自動化技術，結合他人先進生產技術和設備揚長避短，逐步實現(xiàn)冶金工業(yè)信息化與基礎自動化的完美結合。在冶金工業(yè)生產制造過程中，應注重對整個生產過程工序進行梳通和優(yōu)化，節(jié)約人力及原料資源，提高信息化應用水平。另外，還需重視冶金工業(yè)信息化人員的工作技能培訓，組織他們定期學習新技術、新知識，確保信息化自動化在冶金工業(yè)生產制造中發(fā)揮其最大作用。

如果冶金工業(yè)能源管理的自動化建設僅保持在原始數(shù)據(jù)采集的基礎上，就無法實現(xiàn)產能的提高與技術的創(chuàng)新。對冶金工業(yè)能源管理具有特殊的方面，首先要解決原料消耗量大的問題，同時要解決冶金工業(yè)生產過程中大量污染和有毒氣體的產生及排放。因此，能源管理的核心是優(yōu)化能源的使用，采用新的二次能源使用技術、運用多種原材料進行統(tǒng)一控制，并且要增加能源安全管理機制。

參考文獻

[1]鄭華棟.冶金工業(yè)自動化技術發(fā)展[J].城市建設理論研究，2015（15）.

[2]孫彥廣.冶金自動化技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].冶金自動化，2014（01）.

[3]韓精華.淺談自動化在冶金工業(yè)中的應用[J].中國冶金，2014（12）.