基于冶金电气自动化控制技术特点与运用研究

莫佳丽

（天津市新天钢联合特钢有限公司，天津 301500）

近年来，大多数冶金企业已经开始充分利用电气自动化控制技术，实现冶金工业生产过程的自动化和高效率，有效提高整个产品生产线的工作效率，从而推动电气自动化主控制技术的快速发展。换句话说，冶金工业的自动化生产模式已经引起了广泛的关注。在科学技术飞速发展的推动下，冶金工业电气自动化的主要控制技术也取得了很大的进步，展现了行业的生命力和发展活力。

1 冶金电气自动化控制技术的特点分析

1.1 具有适应性的特点

从冶金工业的生产情况来看，生产的每一道工序都涉及到许多工艺环节，具有一定的连续性特征。它包含非常复杂的物理和化学过程，以及各种生产过程。还有很多突发变化和不确定因素。例如，原材料的组成容易波动，生产的技术条件经常波动。为保证相关生产工作的良好开展，技术人员应严格按照工艺要求进行物料管理、能源管理和质量管理，进行动态调整，保证生产的产量和质量，维护整体生产的经济效益。在此期间，电气自动化控制技术有一定的适应性特点，可以应用于所有生产冶金工业中的链接，以满足特定的生产控制和管理工作的基本需要，并促进每个工作要按照实际发展需求发展。

1.2 具有自动化控制特点

电气自动化控制技术在冶金生产领域具有较高的自动化控制水平。通常情况下，这种技术的应用周期是非常复杂的。机械设备包含硬件和软件两部分，每个环节都有不同的操作方案。在一定程度上提高了设备运行效率和系统的应用效果，保证了冶金生产的质量和效果。在此期间，技术人员如果掌握了电气自动化技术的应用要点和技能，就可以达到良好的技术操作和应用目的，具有较高的技术应用价值，达到良好的自动化控制目的。

1.3 具有技术性的特点

一般情况下，冶金工业中电气自动化控制技术的使用高度依赖于相关的电子技术。没有电子技术的支持，容易产生自动化程度低的问题。特别是传感器设备采集信号环节、控制器计算信号环节、监控计算环节和结果执行环节都需要电子技术的支持。只有保证电子技术的良好应用，才能从根本上提高电气自动化技术在冶金生产中的应用。水平和效果。因此，冶金企业在实际工作中应用电气自动化技术需要根据电子技术的应用要求和特点，加强基础设施建设，有效开展人力资源管理，采用电气自动化技术，提高了冶金生产的性能水平和生产效果。

1.4 具有低故障率的特点

在冶金生产的工作中运用电气自动化控制技术，可以细化生产的各个操作环节和流程，在一定程度上保证设备的运行效率和工作效果，借助自动化技术减少人工操作的数量，提高生产控制的有效性，在防止人工操作错误的同时节约成本，降低故障问题的发生率。在此期间，采用电气自动化控制技术还可以提高冶金生产的整体效率，增强现代化生产效果，创造相对良好的生产环境和工作环境，保持冶金生产各工序的安全，从而使新时代的开发环境能够降低故障率，保证生产工作的有效性。

1.5 具有现代化的特点

冶金企业在自己的工作中应用电气自动化技术，具有现代化发展的特点，可以简化各种工艺流程，提高生产技术的应用效果，并实现了整个生产过程的自动化开发过程中的技术应用。近年来，在我国冶金工业快速发展的过程中，生产部门提出了工艺机械设备、控制程序、精细过程控制的方案，并利用高新技术提高电气自动化水平，与冶金生产之间的需求相适应。期望在车间生产期间，通过先进技术的应用，提高现代化生产水平，建立更先进的技术模式和生产机制，优化其中的冶金生产工作体系，确保每一项工作都能高效开展。

2 冶金行业电气自动化主要控制技术

2.1 冶金检测技术

冶金工业中最常用的金属有三种:铁、铬和锰。这三种金属在生产过程中都有明显的缺陷，造成废渣和废气污染，对环境产生不良影响。冶金工业生产过程电气自动化主要控制技术可以通过冶炼模型检测原料生产过程中产生的废渣、废气等废弃物;另一方面，如果能检测到生产过程中残留的原料，则发出系统控制中心回收指令，实现原料的回收，降低冶金生产成本。鉴于以上两个方面，电气自动化控制技术对冶金工业的长期发展具有积极的影响，最大限度地控制废物产量，有效地控制原料消耗，全面提高冶金生产的经济效益，达到优化资源配置的目的。

2.2 PLC技术

电气控制系统是自动化控制系统的重要组成部分，它具有信息量大、调速方便、控制能力强、操作直观等优点，是冶金工业生产过程中的重要系统;电气控制系统具有许多优点。其组成主要分为PLC、触摸屏和变频器三部分。目前，PLC技术发展成熟，抗干扰能力强，可靠性高。它还具有维护方便、I/0接口模块多样化、性价比高等优点，推动了PLC电气控制系统有效地避免了传统继电器接触器系统故障率高、布线复杂、扩容困难等问题。通过改变系统的程序或个别参数，可达到连接简单、维护方便的目的。同时采用光电隔离技术，提高了现场抗干扰能力，加快了运行速度，提高了整个系统的可靠性。此外，PLC技术在开关逻辑、闭环过程和运行控制、数据处理和通信等方面有着广泛的应用。计算机通信技术与PLC技术的有机结合，保证了冶金工业生产过程的稳定运行，不仅提高了工业的自动化水平，也将冶金工业的发展带到更高的水平。

2.3 传感技术

传感技术在生产过程中起着重要的作用。一方面，它被用来在时间上感知环境；另一方面，它用于传递环境中的信息，并将信息准确地传递到指定的系统中，帮助从业者掌握环境变化和环境特征。近年来，传感器技术在冶金行业的应用要求是基于传感器中的温度传感器必须将信号转换成数字输出，才能达到全面检测炉体温度的目的。

2.4 电气元件应用

钢铁企业在生产过程中需要用到很多电气元件，尤其是在生产线测试和生产过程中。目前，钢铁冶金企业经常使用断路器、逆变断路器、传感器等多种电气元件。断路器的使用包括高压断路器和低压断路器两个方面。在使用断路器时，主要是在正常和异常情况下切断电路。其效果是避免了短路电流引起的电击。短路现象发生后，可将复合电流切断，保证生产电路的安全。发生短路现象后，按断路器切断电源，维修人员按设备绝缘分析短路原因进行维修，确保钢铁冶金工作人员安全，变频器（图1）是钢铁冶金企业中非常重要的控制设备。电源的频率可以根据生产需求进行调节，从而达到有效调节生产设备运行速度的目的。变频器的应用可以保证设备处于高效、高性能的运行状态。目前，我国越来越重视节能环保。钢铁冶金企业利用变频器的优点对设备进行非常高效的改进，从而延伸各种设备的性能，达到节能的目的。同时蓄电池用于保护钢铁冶金电源，保证电路的正常使用。电路发生隐患后，利用电气自动化控制设备对故障电路进行快速闭合，避免因电路畅通而增加发生隐患的概率。

图1 钢铁冶金企业变频器应用系统图

3 冶金设备电气传动系统智能控制的具体应用

3.1 信息采集和输入

当自动电气控制技术应用于冶金设备的设计和生产时，具有编程功能的控制芯片起着重要的作用。工人根据现场不同的操作和生产环境使用不同的控制芯片。一般来说，可编程控制器芯片将是首选。该芯片在外观、体积、重量、功耗等方面更小，能更好地满足冶金生产活动的各种需求。但是在具体的芯片选择上，很多冶金企业都会对自身的实际情况和行业发展进行深入的分析，倾向于选择运行速度快、存储容量大的控制芯片。在自动化电气控制技术的应用实践中，相关信息的收集和输入是完成计算和分析的第一步。在将编辑指令转换为控制功能的过程中，需要对设备的工作范围进行完整的扫描，然后完成设备的运行，完成过程和状态信息数据的采集，最后，对设备运行状态进行了准确的监测和分析。

3.2 发送指令

在冶金设备的运行控制过程中（图2），相关控制会发生频繁的变化，比如压力指标的变化。而这些操作内容的变化都是动态的，需要根据电气设备的具体操作要求出具不同的操作说明。传统的自动化系统可以对控制状态进行及时、准确的调整。根据可编程控制发出的操作指令，可以全面详细地分析和判断可能的控制结果和变化。配合其他技术手段，可以快速、灵活地完成。对运行状态进行转换，从而对控制过程的安全性和结果进行准确可靠的仿真分析。这样，冶金设备就可以全程跟踪仿真结果，最终提供稳定、及时的控制功能。

图2 冶金设备

3.3 指令执行

在冶金设备自动电气控制系统发出的操作指令下，工作人员可以根据相关标准和要求快速完成设备运行过程信息的动态扫描，并根据现场的具体情况和指导内容进行计算。在电气自动化控制的实践中，数据的准确有效控制是最关键的部分，也是最基本的控制措施。

3.4 数据信号分析

开启逆变器控制功能后，其内部速度传感器立即实时检测设备风扇转速，并将信号第一时间转换为8mA～30mA的模拟电流信号，所得到的结果是设备模拟量在膨胀环节所产生的结果。冶金设备在接收到速度信号后，会迅速将信号与所设定的速度值以及底部传感器采集的其他数据进行对比分析，最终得到控制量的计算结果。模拟扩展模块输出值为0V～10V电压信号变频器。它根据不断变化的电压信号，调整电机的控制指令，从而调整每个风机在运行状态下的数量和运行参数。有效控制，从而达到电气自动控制的效果。在冶金设备的操作和使用过程中，原材料的生产和产品的称重是最常见的生产步骤。在自动化电气控制技术的应用中，需要对这两个指标数据进行充分、准确的采集和集成。目前，该技术已能够轻松地完成这一任务，从而达到了较优秀的自动化控制效果，并大大提高了冶金生产的效率。

4 冶金行业电气自动化主要控制技术的发展路径

4.1 提升集成控制水平

目前，冶金工业的电气自动化水平正在逐步发展，正处于挑战与机遇并存的时期。如果能引进更先进的控制系统或新技术，可以进一步提高冶金工业生产的精度和批量生产加工的能力，同时可以迅速提高整个生产系统的效率和自动化水平；例如，数据挖掘技术可以消除传统做法，实现生产过程的自动化。冶金生产过程的控制可以通过电气自动化主要控制技术的内部集成系统来实现。为了确定更准确的冶金体系结构，有必要深入研究仿真技术，使整个冶金生产过程更顺畅、更简单；为了有效地回收原材料和废弃物，减少环境污染，必须提高电气自动化主要控制技术水平；此外，为了更有效地发挥检测技术的作用，需要提高控制数据的有效性和水平，同时能够及时反馈检测结果并对故障进行处理，避免不可控制的情况发生。

4.2 优化冶金自动化控制系统服务

影响冶金工业电气自动化控制系统运行质量的主要因素之一是自动化控制系统的服务水平。在实际的冶金生产操作过程中，自动化控制系统的先进性普遍提高，确保零故障，主要涉及两个方面。一是连接设备内部的软硬件设施，完善操作系统；二是推进产学研一体化。提高生产技术水平。此外，生产过程中的每一个操作步骤都需要改进，如：引入节能技术，建立能源优化模型，缩短生产周期，进一步提高生产效率；引进连铸技术，提高自动化水平，促进冶金工业的发展。

4.3 提高信息化程度

冶金工业的安全稳定得益于信息技术的广泛应用。智能电表、集中器以及各种模型技术都采用了自动化生产技术，如MES、ERP系统等。当前，云计算、虚拟化、物联网等信息技术不断发展壮大。相信在不久的将来，它将为提高冶金工业信息化发展提供一个新的方向。

4.4 实现能源管理控制一体化

冶金工业生产过程中存在能耗大的问题。如果不能有效地解决这一问题，将严重阻碍整个行业的积极发展。今天，我国冶金工业的生产发展趋势已经由粗放型生产向精细化生产转变。如果在未来的发展过程中，能够实现能源管理与控制的一体化，自动化水平能够渗透到冶金行业的各个方面，就能在很大程度上实现节能减排，创造更高的经济效益和社会效益，促进冶金工业的发展。

4.5 建立健全过程控制系统

建立和完善过程控制系统，如利用光电集成技术、数据处理技术和融合技术对系统参数进行闭环控制，工业产品物流跟踪系统和产品质量控制过程，在预测温度、判断尺寸和组织参数等环节，充分发挥各种新兴技术的优势，保证冶金工业生产的正常运行，有效提高生产效率。

综上所述，在冶金工业的发展过程中，采用电气自动化控制技术不仅可以提高适应性，而且可以保证生产的质量和产量，对促进生产和发展具有非常重要的作用。因此，冶金行业应注重电气自动化控制技术在自身生产领域的应用，总结相关工作经验，在合理使用电气自动化控制技术的同时，保证冶金生产质量的提高，促进了冶金工业的不断进步。