自動化網絡控制技術在鋼鐵工業中的應用

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摘要：隨著控制技術的不斷進步，越來越多的鋼鐵企業開始重視自動化控制技術的建設，經過多年的發展，目前鋼鐵自動化控制系統已經逐漸完善。文章研究的主要內容之一是對在鋼鐵工業領域被應用的CIMS技術、交流傳動和現場總線及智能化控制等技術進行簡要的介紹。

關鍵詞：自動化網絡控制技術；鋼鐵工業；應用

自動化控制技術涵蓋了多種學科的內容，屬于一種綜合性的技術，涉及到的學科包括機械、自動化控制、傳感測試、電子和接口、信號轉換以及微電子等。是一種典型的三C技術，也就是將計算機、控制和通信技術這三種技術進行融合而形成的一種綜合性技術。

1當前鋼鐵工業自動化發展現狀

當前，為了提升生產效率，大多數鋼鐵企業開始加大引入先進的自動化控制裝置，并對鋼鐵企業所有生產過程進行控制。此類控制系統不僅包括了單機操作系統，分布式系統同樣也被包括其中。我國這些自動化控制技術雖然能夠基本滿足國內的生產需求，可是相對于國際一流水平還有不小差距。鋼鐵企業為了增強自身的技術水平，開始積極引入新技術，淘汰落后技術，并基本實現了分級管理。對于鋼鐵企業來說，實施的自動化控制系統主要有四層模塊，也就是采集層、控制層和生產管控調度層以及信息管理層。這四級層次相互具有一定的獨立性，同時也具有一定的影響性。其中采集層主要是完成無理數據的檢測以及執行相關的命令。而控制層則重點對生產工藝過程進行集中控制，完成生產控制的優化。而生產管控調度層則主要是針對鋼鐵企業諸多的生產工序進行優化調度。而企業信息層則是對諸多不同的信息系統進行集中管理，進而提供網絡化控制功能。通常，采集執行層主要基于的技術為傳感裝置，而其他相關層則建立在以太網環境中，不同層級之間的交互順暢度還不夠高，而這也是當前在鋼鐵企業中需要發展和解決的核心技術問題。只有將控制系統和管理系統進行有效集成，鋼鐵工業自動化控制才能夠得到完全體現，也只有這樣才能夠充分發揮自控系統的重要作用。

2自動化網絡控制技術的具體應用分析

在鋼鐵企業應用自動化網絡控制技術，能夠對生產的全部工序進行實施監控，同時還能夠對環境參數進行優化，完成自動生產線可能發生的故障，并根據故障信號來進行及時修復。因此，這項技術不僅可以提升鋼鐵企業生產管控效率，還能夠促進鋼鐵企業經濟效益的提升，進而有助于企業的信息化管理水平的提升。

2.1在基礎自動化系統中的主要應用

在鋼鐵基礎自動化系統中，PLC和DCS技術是目前最為常見的一種控制技術。前者是針對生產裝備進行控制，而后者則是針對鋼鐵企業的生產流程進行管控。其中PLC控制技術是基礎自動化系統的核心，通過對生產設備的自動化控制，來實現自動化控制系統的諸多功能。而DSC則更多起到一種輔助控制作用，可對生產流程進行優化，進而促進鋼鐵企業經濟效益的提升。

2.2在生產管理控制系統中的主要應用

為了提升企業的經濟效益，讓鋼鐵企業生產的縱橫兩個方向上的集成得以實現，就需要注重鋼鐵企業在生產過程中所產生的數據能夠進行迅速的交換或者管理，進而為決策者的管理提供重要的數據依據。在生產管控系統中應用自動化網絡控制技術，主要就是為了對生產過程加以協調，提升質量監控和檢測力度，進而實現信息資源的實時共享及生產管理的控制。

2.3在生產過程控制系統中的應用分析

鋼鐵生產過程控制是自動化網絡控制系統的核心內容，只有在這方面的控制能力較高，才能夠真正實現生產的全自動化。對于生產過程的控制往往需要借助傳感器以及中繼器等設備，對生產過程進行監控和控制。例如RCS-9600CS裝置就能夠對自動化過程中相關的順序、傳動以及運動和過程進行控制。自動化網絡控制技術將軟測量、數據處理和光機電一體化技術綜合成一體，進而起到能源控制、參數優化、物流實時跟蹤以及質量檢測等諸多作用。

2.4在企業信息化系統中的主要應用分析

為了促進企業的持續健康發展，增強企業信息處理能力和共享水平，通過對企業信息化系統的管理和實施進行實施監測，并利用信息化系統科學合理的調度生產，對降低企業運營生產成本起到重要的作用。另外還能夠有助于鋼鐵企業對能源的高效管控，進而促進企業管理的創新。比如通過自動化網絡控制系統對鋼鐵工業生產的流程進行模擬，并通過數學建模技術可實現故障的智能化分析，這無疑能夠極大的提升企業的管理效率。

3鋼鐵自動化發展趨勢

3.1低成本自動化（LCA）

實現低成本的自動化，并不是說需要將自動化簡單化，而是通過運用合理的投資，采用先進的技術，進而達到低投入高收益、低風險的效果。此種LCA技術主要應用的領域在于中小企業的分級自動化過程控制以及監控。整個系統的開發采用了模塊開發技術，系統開放度高，而且可進行靈活的配置，從而確保系統能夠實現低成本。目前STD總線工控計算機是實現LCA技術的關鍵，目前在我國已經得到普遍的應用。IPC實際上就是工業計算機，這也是實現LCA技術的另一個重要產品。當前LCA技術發展的領域主要包括控制技術、IPC控制系統以及軟測量技術。另外低成本自動化技術在過程工業自動化以及CIMS等應用領域也是重要的發展方向。

3.2高級控制策略

當前主要使用的控制方法為PID，不過優化控制及自適應控制和模型預測控制等先進技術也已經得到應用。只是某些控制過程具有模糊性，構建數學模型十分困難，再加上十分復雜，難以應用傳統的控制理論，但是應用先進的智能控制技術卻效果顯著。尤其是那些綜合性的復雜性的控制系統，將其進行分解處理，應用遞階智能控制技術，能夠起到良好的效益。也正是如此，智能控制將會成為重要的發展方向，應用前景廣闊。

3.3EIC綜合一體化系統

傳統的電器、儀表以及計算機三者之間互聯互通難度很大，而EIC一體化控制裝置則能夠徹底打破這三者之間的界限以及分工，進而可完成DCS和PLC等控制系統難以解決的問題，比如針對模擬量的控制就具有良好效果。能夠將數據處理、順序和模擬控制進行融合來對對象進行整體性的控制，從而有助于整個系統的實用性及可操作性。將三電統一之后，之前的分離式系統所對應的軟硬件裝置可以在系統中得到共享，進而有效降低系統建設的成本。由此可見，運用自動化技術能夠顯著提升系統的實用性以及可操作性，同時還可以將軟硬件進行共享，不會浪費原先的投資。對于鋼鐵企業而言，為了有效提升自身的核心競爭力，就必須要加快自動化技術的發展，大力發展自動控制和人工智能技術，并由此對新設備、智能診斷以及檢測技術的發展起到一并由此實現持續健康發展。

參考文獻

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[2]殷妮娜.自動化網絡控制技術在冶金工業中的應用[J].硅谷，2012（16）.

[3]周宗革.淺析鋼鐵工業中的自動化網絡控制技術[J].中國新通信，2015（10）.

作者：王明杰 侯健 單位：陜西龍門鋼鐵有限責任公司