张礼 ZHANG Li
（河北省冶金矿山管理办公室，石家庄 050000）
（Hebei Metallurgical Mine Management Office，Shijiazhuang 050000，China）
摘要： 本文主要阐述了冶金工业自动化控制技术的创新与发展以及钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术，同时提出了冶金工业自动化控制技术的未来发展方向。
Abstract: This paper mainly expounds the innovation and development of automation and control technology in metallurgical industry and the control technology of energy conservation and environmental protection and metallurgical engineering automation, at the same time, it puts forward the development direction of automation and control technology in metallurgical industry in the future.
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关键词 ： 电气自动化；自动化控制技术；应用
Key words: electric automatization；automation and control technology；application
中图分类号：TP273 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）02-0024-02
1 冶金工业自动化控制技术的创新与发展
科学技术进步日新月异，技术交流日渐频繁，为降低生产成本和提高国际竞争力，我国不断引进和自主开发了大量自动化控制技术，并付诸于实践。近年来，特别是一些民营企业，经过初期的资本积累，更加注重将资金投入到研发新技术、新装备、新工艺上，在冶金工业领域，给民营企业带来了旺盛的生机和活力，给国有大中型冶金工业企业带来了不可避免的竞争和挑战。他们主要采取引进部分先进技术，经过适当的硬件和软件的改造升级，实现了适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。主要表现在以下两个方面。
1.1 更加注重改善和提升DCS系统集成工作能力 DCS系统：Distributed Control System，即分散控制系统。国内一般习惯称之为集散控制系统。它主要集成了计算机（Computer）、显示（CRT）、通讯（Communication）、和控制（Control）“4C”技术，主要是以通信网络为纽带，由过程控制级和监控级组成的多级计算机运算、处理系统。DCS系统的综合可利用率可达99.8%；系统平均无故障时长超过8万小时，广泛应用于火电、热电、核电、化工、冶金、建材等领域，并实现了全程自动监控。20世纪的我国冶金自动化控制技术装备和水平，注重在“点”上寻求突破，而进入21世纪，则注重在“面”上寻求发展和进步，逐渐覆盖全国。其优点是智能化的自动、自主化进程控制，且整个系统的核心技术集成化程度较高，能够广泛地应用于工业生产实践。目前，其正在进行冶金工艺最新智能流程的研发，成功实现了点到面的转变，因此能从根本上提高冶金工业控制系统的自动化程度和工作效能。
1.2 冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升 20世纪80年代以前，受科研资金、研发投入、市场规模和体制机制的影响，我国主要是从国外引进冶金工程自动化系统控制软件，到后期，逐渐意识到自主研发的重要性和适用性，所以加大了人、财、物的主动投入，实现了较大的历史性转变。在生存中求发展的历史阶段下，我国在二级自动化监控软件，三级MES自动化控制软件以及国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升，进而逐渐取代进口软件，在应用水平、管控质量、运行效率等方面都优于国外进口自动化系统控制软件。近年来，更加注重向技术要效益理念的培育，兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件，在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践，新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用，使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位，同时也创造出可观的经济效益。
2 钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术
2.1 基于钢铁工业节能环保的冶金工业自动化控制技术的应用 早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量，以及生产成本、运行效率、过程灵活控制、废气废渣废水的工程排放等方面，随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发，基于更加节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计，成为了钢铁工业生产、设计、研发的主导趋势。因此要对钢铁工业生产的流程结构、功能以及效率进行进一步优化和改善，必然要加强对钢铁制造整体流程的研究和投入。在此基础上，加大计算机模拟仿真技术研究，引入绿色环保、节能降耗等理念，实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化、对环境影响的最低化。
2.2 自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用 钢铁企业以铁、铬、锰三种金属元素为主要原料，经过冶炼及压延等工序，以及以高品位金属矿石（或精矿）为原料，经过高炉、转炉、电炉等流程生产生铁、钢材产品，产生了大量的废气、废液、废渣。主要污染排放物为工业烟尘颗粒（主要为金属氧化物）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等。自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用较为普遍。这个应用过程主要为防止不合格产品的产生和资源的浪费，主要通过建立广义模型、优化和完善控制技术过程，研发出对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制的新型自动化控制技术，从而实现全程自动化控制，减少污染物排放。同时，研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术，使设备运转高效、误差率较低，工业产品质量得到有效保障。
2.3 自动化控制技术在钢铁冶炼清洁高效生产中的应用 金属冶炼过程伴随着大量污染物排放，为了建设环境友好型社会，控制污染物排放，研发一整套控制或降低污染物排放的自动化控制系统势在必行。例如，基于在线分析检测监控技术对污染物的产出实施动态实时监控、作用于废水处理的大功率电气高压转动自动化控制技术、利用谐波检测仪控制技术改善电能输出质量等，实现了钢铁工业生产的清洁、高效。
2.4 自动化控制技术在钢铁冶炼废物循环利用中的应用 钢铁冶炼过程中会产生大量煤气、钢渣等固体废物，因而研发出使煤气、钢渣的合理运用自动化控制技术可实现对固体废弃物的循环利用。高温冶炼中的高炉、转炉等设备也会产生大量废物，因此，自动化控制技术的研发和应用有助于对废物的循环利用。
3 冶金工业自动化控制技术的未来发展方向
3.1 提高冶金自动化控制技术核心科技的原创性 科学是技术之源，是技术产业之源，技术创新以科学理论的研发为基础，而产业创新主要以技术创新为基础。我国建国以来，在冶金工业科技研究领域取得了许多历史性进步，有的已经步入国际领先水平，但是由于底子薄、起步晚、科技人才相对缺乏、科研资金投入跟不上等因素，与欧美、日本等国家在总体技术实力上还无法抗衡。但是科研人员要取人所长补己所短，发挥自身优势，自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系，软硬件配套衔接，产学研相结合，改善操控系统，提高生产工艺技术水平，走自主发展的道路。首都钢铁集团创造的数字化炼钢模式带了个好头，其在原有冶金流程的基础上，对生产进程进行改善，将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上，通过仿真模拟计算，调整出最佳控制效果。
3.2 提高整套控制系统的实时性和可靠性 该技术的实时性和可靠性是它的最大优势，要通过采集最新数据，对各项数据进行综合分析并进行科学处理，实现实时、可靠、高效。对钢铁工业来说，如果只生产生铁、粗钢等低端产品，则对实时性要求偏低，如果要生产镀锌板、彩涂板、焊管、五氧化二钒、钒氮合金、钒铁合金等精细、特种、高端钢铁产品，则必须提高整个系统的运算速度、实现实时诊断、实时布控、实时处理的能力，便于及时发现问题，及时调整参数配比，及时改善生产工艺。
3.3 要实现数据挖掘和运用 通过改善整套控制平台系统的运行质量和水平，生产优质钢铁终端产品，是提高钢铁企业和冶金行业竞争力的关键。钢铁生产过程实现自动化控制，注重对实时数据参数进行收集、整理、分析，对数字模型经过全过程优化，进而达到对生产各环节的自动控制和精细化管理。在当今的冶金工程技术研发中，数据的挖掘和运用越来越普遍和完善，数字模型和控制算法的广泛引入和采用会给整个钢铁工业自动化控制系统带来更加广阔的发展空间，为钢铁企业和冶金工业的发展带来强大动力。
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参考文献：
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[2]夏德海.当前钢铁企业应用DCS的若干问题[J].中国仪器仪表，1992（02）.
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