浅谈自动化网络控制技术在钢铁工业中的应用

王明杰　侯健

摘 要：随着控制技术的不断进步，越来越多的钢铁企业开始重视自动化控制技术的建设，经过多年的发展，目前钢铁自动化控制系统已经逐渐完善。文章研究的主要内容之一是对在钢铁工业领域被应用的CIMS技术、交流传动和现场总线及智能化控制等技术进行简要的介绍。

关键词：自动化网络控制技术；钢铁工业；应用

自动化控制技术涵盖了多种学科的内容，属于一种综合性的技术，涉及到的学科包括机械、自动化控制、传感测试、电子和接口、信号转换以及微电子等。是一种典型的三C技术，也就是将计算机、控制和通信技术这三种技术进行融合而形成的一种综合性技术。

1 当前钢铁工业自动化发展现状

当前，为了提升生产效率，大多数钢铁企业开始加大引入先进的自动化控制装置，并对钢铁企业所有生产过程进行控制。此类控制系统不仅包括了单机操作系统，分布式系统同样也被包括其中。我国这些自动化控制技术虽然能够基本满足国内的生产需求，可是相对于国际一流水平还有不小差距。钢铁企业为了增强自身的技术水平，开始积极引入新技术，淘汰落后技术，并基本实现了分级管理。对于钢铁企业来说，实施的自动化控制系统主要有四层模块，也就是采集层、控制层和生产管控调度层以及信息管理层。这四级层次相互具有一定的独立性，同时也具有一定的影响性。其中采集层主要是完成无理数据的检测以及执行相关的命令。而控制层则重点对生产工艺过程进行集中控制，完成生产控制的优化。而生产管控调度层则主要是针对钢铁企业诸多的生产工序进行优化调度。而企业信息层则是对诸多不同的信息系统进行集中管理，进而提供网络化控制功能。通常，采集执行层主要基于的技术为传感装置，而其他相关层则建立在以太网环境中，不同层级之间的交互顺畅度还不够高，而这也是当前在钢铁企业中需要发展和解决的核心技术问题。只有将控制系统和管理系统进行有效集成，钢铁工业自动化控制才能够得到完全体现，也只有这样才能够充分发挥自控系统的重要作用。

2 自动化网络控制技术的具体应用分析

在钢铁企业应用自动化网络控制技术，能够对生产的全部工序进行实施监控，同时还能够对环境参数进行优化，完成自动生产线可能发生的故障，并根据故障信号来进行及时修复。因此，这项技术不仅可以提升钢铁企业生产管控效率，还能够促进钢铁企业经济效益的提升，进而有助于企业的信息化管理水平的提升。

2.1 在基础自动化系统中的主要应用

在钢铁基础自动化系统中，PLC和DCS技术是目前最为常见的一种控制技术。前者是针对生产装备进行控制，而后者则是针对钢铁企业的生产流程进行管控。其中PLC控制技术是基础自动化系统的核心，通过对生产设备的自动化控制，来实现自动化控制系统的诸多功能。而DSC则更多起到一种辅助控制作用，可对生产流程进行优化，进而促进钢铁企业经济效益的提升。

2.2 在生产管理控制系统中的主要应用

为了提升企业的经济效益，让钢铁企业生产的纵横两个方向上的集成得以实现，就需要注重钢铁企业在生产过程中所产生的数据能够进行迅速的交换或者管理，进而为决策者的管理提供重要的数据依据。在生产管控系统中应用自动化网络控制技术，主要就是为了对生产过程加以协调，提升質量监控和检测力度，进而实现信息资源的实时共享及生产管理的控制。

2.3 在生产过程控制系统中的应用分析

钢铁生产过程控制是自动化网络控制系统的核心内容，只有在这方面的控制能力较高，才能够真正实现生产的全自动化。对于生产过程的控制往往需要借助传感器以及中继器等设备，对生产过程进行监控和控制。例如RCS-9600CS装置就能够对自动化过程中相关的顺序、传动以及运动和过程进行控制。自动化网络控制技术将软测量、数据处理和光机电一体化技术综合成一体，进而起到能源控制、参数优化、物流实时跟踪以及质量检测等诸多作用。

2.4 在企业信息化系统中的主要应用分析

为了促进企业的持续健康发展，增强企业信息处理能力和共享水平，通过对企业信息化系统的管理和实施进行实施监测，并利用信息化系统科学合理的调度生产，对降低企业运营生产成本起到重要的作用。另外还能够有助于钢铁企业对能源的高效管控，进而促进企业管理的创新。比如通过自动化网络控制系统对钢铁工业生产的流程进行模拟，并通过数学建模技术可实现故障的智能化分析，这无疑能够极大的提升企业的管理效率。

3 钢铁自动化发展趋势

3.1 低成本自动化（LCA）

实现低成本的自动化，并不是说需要将自动化简单化，而是通过运用合理的投资，采用先进的技术，进而达到低投入高收益、低风险的效果。此种LCA技术主要应用的领域在于中小企业的分级自动化过程控制以及监控。整个系统的开发采用了模块开发技术，系统开放度高，而且可进行灵活的配置，从而确保系统能够实现低成本。目前STD总线工控计算机是实现LCA技术的关键，目前在我国已经得到普遍的应用。IPC实际上就是工业计算机，这也是实现LCA技术的另一个重要产品。当前LCA技术发展的领域主要包括控制技术、IPC控制系统以及软测量技术。另外低成本自动化技术在过程工业自动化以及CIMS等应用领域也是重要的发展方向。

3.2 高级控制策略

当前主要使用的控制方法为PID，不过优化控制及自适应控制和模型预测控制等先进技术也已经得到应用。只是某些控制过程具有模糊性，构建数学模型十分困难，再加上十分复杂，难以应用传统的控制理论，但是应用先进的智能控制技术却效果显著。尤其是那些综合性的复杂性的控制系统，将其进行分解处理，应用递阶智能控制技术，能够起到良好的效益。也正是如此，智能控制将会成为重要的发展方向，应用前景广阔。

3.3 EIC综合一体化系统

传统的电器、仪表以及计算机三者之间互联互通难度很大，而EIC一体化控制装置则能够彻底打破这三者之间的界限以及分工，进而可完成DCS和PLC等控制系统难以解决的问题，比如针对模拟量的控制就具有良好效果。能够将数据处理、顺序和模拟控制进行融合来对对象进行整体性的控制，从而有助于整个系统的实用性及可操作性。将三电统一之后，之前的分离式系统所对应的软硬件装置可以在系统中得到共享，进而有效降低系统建设的成本。

由此可见，运用自动化技术能够显著提升系统的实用性以及可操作性，同时还可以将软硬件进行共享，不会浪费原先的投资。对于钢铁企业而言，为了有效提升自身的核心竞争力，就必须要加快自动化技术的发展，大力发展自动控制和人工智能技术，并由此对新设备、智能诊断以及检测技术的发展起到一并由此实现持续健康发展。

参考文献

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[3]周宗革.浅析钢铁工业中的自动化网络控制技术[J].中国新通信，2015（10）.