錢貴東

（宣化鋼鐵集團有限責任公司，河北 張家口 075100）

冶金工業(yè)是一個既古老但又隨著科學技術(shù)的發(fā)展不斷技術(shù)更新的行業(yè)。自第二次工業(yè)革命以來，新的電氣自動化技術(shù)被不斷應用到冶金工業(yè)中，冶金工業(yè)的生產(chǎn)效率才得以不斷提升。對我國冶金行業(yè)電氣自動化水平和現(xiàn)狀進行探討、總結(jié)，有利于把我今后我國冶金行業(yè)的基本發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)能效升級[1]。

1 冶金行業(yè)中電氣自動化技術(shù)的含義

冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)應用是指利用現(xiàn)代機械、電力電氣以及電子設備對冶金行業(yè)的生產(chǎn)進行操作和控制，以此實現(xiàn)冶金機械系統(tǒng)在無人或者人數(shù)較少的的情況下按照預定的程序或流程進行冶煉的系統(tǒng)技術(shù)。

2 電氣自動化在冶金中的應用現(xiàn)狀

2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測自動化基本實現(xiàn)

數(shù)據(jù)監(jiān)測自動化主要是指監(jiān)測傳感器的廣泛應用。監(jiān)測傳感器是冶金行業(yè)電氣自動化中廣泛應用的基礎型儀器設備。在冶金生產(chǎn)中，對設備、車間的內(nèi)、外部環(huán)境進行預定的感知感應，并將這些感知感應按照一定的電信號進行轉(zhuǎn)換，最終形成生產(chǎn)所需要的監(jiān)測測量數(shù)據(jù)，即傳感器主要起到將環(huán)境感應通過電信號轉(zhuǎn)換成監(jiān)測數(shù)據(jù)的作用[2]。監(jiān)測傳感器包括轉(zhuǎn)換組件和敏感組件2個部分。

一方面由于冶金行業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)存在著不同的安全隱患和危險源，尤其是生產(chǎn)現(xiàn)場的安全隱患較多，為了防患事故于未然，必須對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)增加危險電氣電子監(jiān)測設備。目前我國規(guī)模以上冶金企業(yè)已經(jīng)基本實現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的預警監(jiān)測自動化，大大提高了冶金生產(chǎn)的安全水平。另一方面由于冶金生產(chǎn)中，溫度、流速、粘度、壓強、空氣潔凈度、雜質(zhì)含量等指標對最終產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵影響，因此生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，也必須設置大量的自動化且實時監(jiān)測、測量的儀器儀表。例如高爐壓力傳感器的作用是感受高爐上部壓力的變化，壓力的變化轉(zhuǎn)換為電流或者電壓的變化，這樣在裝運煤或者高爐的上煤過程中，可以實時了解上煤量數(shù)據(jù)。高爐爐體溫度傳感器的主要作用就是將高爐內(nèi)外部的溫度轉(zhuǎn)通過電信號轉(zhuǎn)換成實時數(shù)據(jù)，進而方便控制高爐的溫度。此外流量傳感器在給水管道、蒸汽管道和鍋爐送風管道等不需要精確控制數(shù)據(jù)的管道中經(jīng)常使用，主要功能是對管道中的介質(zhì)流量、流速進行實時測量和監(jiān)控。

2.2 生產(chǎn)自動化基本實現(xiàn)

自第二次工業(yè)革命以來，我國古老悠久的冶金行業(yè)在電氣自動化、信息化、智能化等大量新裝備、新工藝流程、新材料等的促進下不斷更新?lián)Q代。例如模擬控制系統(tǒng)這種較為落后的生產(chǎn)控制系統(tǒng)逐步被較為先進的DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及計算機控制系統(tǒng)取代，集中控制這種較為傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)被分布控制這種較為先進的系統(tǒng)替代。近些年來，包括以太網(wǎng)工業(yè)化、人工智能、現(xiàn)場總線等一大批新技術(shù)也在逐步實踐和應用到冶金行業(yè)中，部分新技術(shù)的應用極大地提高了冶金行業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)的綜合效益大為改善。

2.3 急需加快生產(chǎn)系統(tǒng)信息化進程

在冶金行業(yè)不斷電氣自動化的過程中生產(chǎn)系統(tǒng)信息化也越發(fā)重要。出于考慮降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗等方面的原因，國內(nèi)一些大型的鋼鐵冶煉企業(yè)不斷研發(fā)和采用新的自動化信息技術(shù)控制系統(tǒng)，取得了不錯的成效。這其中，對智能集成儀表、高性能控制器等一大批新設備在冶金生產(chǎn)控制中的逐步試用，大幅度地提高了我國冶金行業(yè)生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、可靠性。例如我國鋼鐵行業(yè)技術(shù)最先進的寶鋼集團，成功自主研發(fā)了一套數(shù)據(jù)收集、反饋系統(tǒng)，生產(chǎn)自動化、信息化、智能化水平得到大幅度提高?？傮w來說，電氣自動化技術(shù)極大的帶動了我國冶金行業(yè)的快速發(fā)展。

2.4 關(guān)鍵設備核心零部件需要進口

我國冶金行業(yè)的信息化程度通過在對歐美日本等發(fā)達國家電氣自動化新技術(shù)的不斷模仿、借鑒和自主研發(fā)設計中，不斷取得新的成果。目前的電氣化水平已經(jīng)較以往極大地提升，局部領(lǐng)域已經(jīng)接近或超越發(fā)達國家水準。但在某些關(guān)鍵電氣自動化設備的核心零部件上，仍然有依賴進口、國產(chǎn)化程度不高的問題。

3 未來我國冶金行業(yè)電氣自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

針對上述問題，筆者建議我國冶金電氣自動化技術(shù)發(fā)展今后應集中于提升自動化控制程度、提升自動化服務水平以及提升自主集成數(shù)字化控制水平和自動化設備核心零部件國產(chǎn)化水平等4個方面。

3.1 提升自動化控制水平

隨著我國工業(yè)化水平的不斷提升，市場對于冶金行業(yè)的要求及其產(chǎn)品質(zhì)量的要求都越來越高，大規(guī)模的穩(wěn)定、高效、節(jié)能減排的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品才能更有市場競爭力。對于我國冶金企業(yè)來說，只有做到不斷提升自動化控制水平，才能逐步降低原材料消耗、提升產(chǎn)量、削減廢棄物污染以及降低人員和設備不安全風險，才能不斷提升生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率和社會經(jīng)濟綜合效益。

3.2 提升自動化服務水平

通過不斷自主實踐地優(yōu)化與升級，使大部分規(guī)模以上冶金企業(yè)的自動化服務水平不斷提升。即通過提高技術(shù)服務標準，做到不斷降低故障與誤差，同時，使行業(yè)的電氣自動化發(fā)展朝著信息化、智能化以及微型化不斷發(fā)展。逐步達到整個冶金行業(yè)自動化服務水平高效穩(wěn)定。

3.3 提升自主集成數(shù)字化的控制水平以及關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化

為了提高冶金控制系統(tǒng)的安全系數(shù)和有效性，為了對冶金工藝過程進行精細化改良，就必須不斷提升實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的自主集成數(shù)字化控制水平，只有這樣才能使我國冶金行業(yè)的生產(chǎn)工藝、管理流程更加信息化、智能化。同時，對于部分設備核心零部件需要進口的問題，需要采取鼓勵企業(yè)研發(fā)投入，校企合作等方式，在生產(chǎn)實踐中逐步提高國產(chǎn)化水平。

4 結(jié)語

智能控制技術(shù)及電子信息技術(shù)的發(fā)展對我國冶金行業(yè)的發(fā)展起著極大的促進作用，在我國冶金技術(shù)不斷轉(zhuǎn)型和智能化、信息化發(fā)展的情況下，我國冶金企業(yè)需要不斷研究探索、不斷改進生產(chǎn)工藝，不斷提高冶金企業(yè)的電氣自動化技術(shù)水平，以此提高企業(yè)以及產(chǎn)品在國際上的競爭力。