电气自动化技术在冶炼行业中的应用探讨

秦小华

摘 要：本文阐述了冶炼电气自动化技术的特点及发展现状，并分析了电气自动化技术在冶炼行业的实际应用。电气自动化技术冶炼行业的应用有利于实现冶炼行业生产自动化、生产环节的可控性及冶炼行业生产效率。

关键词：电气自动化技术;冶炼行业;应用;生产环节

0引言

随着冶炼行业电气自动化技术的不断发展。冶炼电气自动化系统可控制整个冶炼生产过程。可实现采矿、选矿 、冶炼等主要环节及供水、供电、供热等辅助生产环节的控制。但目前是我国冶炼行业电气自动化水平与世界发达国家相比差距较大，存在创新技术能力不足、重要回路不能实现智能化控制、温度控制误差、大、中间产物以及废弃产物较多等问题。因此，冶炼行业电气自动化的发展需要利用各种高端科技，并结合自身企业的特点，制定出一套科学的冶炼电气自动化控制系统，实现自动化检测及自动化生产，提高生产效率，加快冶炼行业信息化的发展。

1.冶炼电气自动化技术特点及控制要求

冶炼电气自动化技术主要涵盖电子技术、计算机网络技术、微机控制技术及电气设备的工作原理等方面内容。通过编制特定的程序，来控制冶炼工艺流程中的相关电气设备、机械设备及电子设备，使冶炼生产过程按预定程序的自动化运转，减少冶炼过程中劳动力的投入。

⑴冶炼行业生产工艺特点

冶炼行业属于基础产业，生产流程相对比较复杂，例如炼锌生产过程，其原理是在沸腾炉中锌矿石中的氧化锌在焦炭与氧气的作用下发生氧化还原反应生成纯锌。其中最核心的设备是在沸腾炉，沸腾炉是完成化学反应的主要场所，结构比较复杂，生产过程中实现自动化控制的难度较高，电气自动化控制要贯穿冶炼生产工艺过程的各个环节，充分结合现有的硬件、计算机软件技术及冶炼企业的实际状况，对整个生产的过程进行科学的控制。同时，相关技术人员要具备扎实的专业知识、丰富的现场经验及专业技巧。

⑵自动化生产过程中自动化控制要求

锌冶炼属于黑色冶炼工业，生产环节繁多，涉及到的学科内容比较广泛，冶炼生产过程中包含物理变化及化学变化。生产过程容易受到多种因素的影响，冶炼电气自动化系统需要实时严格监测及控制各项重要参数。对整个生产全过程进行跟踪与控制，确保生产过程的自动化并提高冶炼质量。

2.冶炼电气自动化技术的实际应用

2.1 工业以太网的应用

工业以太网涵盖产品设计、产品强度、材质选用及适用性等方面内容。随着现代化的监控系统和可视化技术的不断发展，使得冶炼行业生产过程变得直观化和可视化，便于工作人员对各种设备进行合理化控制。比如，冶炼行业中的沸腾炉设备（具有封闭性），可通过现代化的仪表设备检测其重要参数，将冶炼温度控制在一定范围之内，提高冶炼质量。工业以太网在冶炼行业的应用主要包括：

⑴冶炼基础自动化的系统

冶炼基础自动化系统中对现场冶炼自动化设备的控制主要通过PLC、DCS及工控机来配合实现。PLC的在自动化控制系统中作用是加强回路控制功能，属于基础控制系统，在冶炼自动化控制过程中占据主导作用，PLC在冶炼行业的应用主要包括：①使用参数的文件完成不同料仓控同一画面的控制。②采用步进式的方式来调节风机的高低转速，实现炼钢吹风过程的控制。③使用增量型的编码器来定位氧枪，通过编码器脉冲的信息号的采集，实现对氧枪的控制。④PLC可对化学水的处理系统进行自动化控制，提高处理系统的可靠性。⑤PLC可应用在废钢、钢坯与钢卷等物料的称重系统，替代工控机与电子称的控制方式，提高称重系统的可靠性及自动化水平;DCS 的主要作用是帮助改善顺序控制功能;工控机属于对生产工程及相关设备的监测与控制工具。

⑵冶炼生产管理的控制系统

冶炼过程中控制系统中的网络结构和网络通讯发挥着重要的作用，一方面，制造执行系统MES得到冶炼企业的重要，另一方面，专家系统、运筹学、流程仿真等技术在冶炼行业得到广泛的应用。同时，冶炼自动化技术在冶炼企业成本在线控制及不同生产线协调作业方面也发挥着重要的作用。每个控制层都具有各自的网络结构。另外，PLC和人机接口HMI可通过OPC 来实现以太网通讯。工业以太网使冶炼控制系统的控制层功能不断完善，更加符合现场生产要求。

2.2电气自动化元件在冶炼行业的运用

⑴高压负荷开关与高压熔断器的应用

高压负荷开关用于控制电力变压器。具有灭弧装置，可实现对一定范围的负荷电流和过负荷电流的通断功能。起到保護电路的作用。高压负荷开关的灭弧装置不能断开短路电流，需要与高压熔断器进行串联使用，当电路发生短路时电路中的电流超出额定值，在一定时间范围内熔断器内部的熔断体就发生熔断，切断故障线路，对电网电路进行短路保护。

⑵互感器

互感器是是一种仪用变压器，互感器能将线路中的高电压、大电流变成标准电压和电流，便于仪表直接测量（一次系统的电压、电流和电能等参数），隔离高压电，保护二次设备。同时为继电保护和自动装置提供电源，实现电网的电气保护和自动控制功能。

⑶高压隔离开关

高压隔离开关是冶炼行业电气系统中重要的开关电器，可对高压电源进行隔离，避免高压电进入到电路中引起事故。保证高压设备及相关人员在检修工作时的安全。高压隔离开关不具备灭弧装置，不具备开断短路电流及负荷电流的功能。

⑷继电器保护冶炼行业的运用

继电器的主要作用就是保护电器系统的安全，利用自动化装置将电气系统故障进行隔离，并转移到引到电力系统之外，有效保证电力系统可靠运行，提高电力系统的安全性能。随着冶炼设备自动化程度的提高，微机继电保护也得到发展，这种工业控制装置可将电气系统、工艺系统及DCS 系统进行经行有效融合，提高继电保护的可靠度。

2.3传感器在冶炼行业的应用

传感器对于冶炼行业电气自动化控制系统的重要组成部分。传感器能实现外界信息的采集、传输、处理、存储等功能，传感器主要包括敏感组件和转换组件两大部分。敏感组件的主要作用是感知外界信息;转换组的主要作用是将采集的信息转换为电信号。

3.结语

冶炼行业生产过程比较复杂，用到多种电气设备，随着电气自动化技术在冶炼行业的不断发展，冶炼生产过程的电气自动化控制水平不断提高。本文阐述了冶炼行业电气自动化技术的主要特点及控制要求，详细分析了工业以太网、电气自动化元件、各类传感器在冶炼工业生产自动化控制系统中的应用。为冶炼行业实现自动化控制，降低生产成本，提高生产效率和冶炼质量提供参考。

参考文献：

[1]冯涛. 电气自动化技术在冶炼行业中的应用[J]. 世界有色金属，2017 （15）：19+21.

[2]陈民泰. 冶炼电气自动化技术发展趋势探讨[J]. 通讯世界，2015（06）：197.