電氣自動化技術在冶煉行業中的應用探討

秦小華

摘 要：本文闡述了冶煉電氣自動化技術的特點及發展現狀，并分析了電氣自動化技術在冶煉行業的實際應用。電氣自動化技術冶煉行業的應用有利于實現冶煉行業生產自動化、生產環節的可控性及冶煉行業生產效率。

關鍵詞：電氣自動化技術;冶煉行業;應用;生產環節

0引言

隨著冶煉行業電氣自動化技術的不斷發展。冶煉電氣自動化系統可控制整個冶煉生產過程?？蓪崿F采礦、選礦 、冶煉等主要環節及供水、供電、供熱等輔助生產環節的控制。但目前是我國冶煉行業電氣自動化水平與世界發達國家相比差距較大，存在創新技術能力不足、重要回路不能實現智能化控制、溫度控制誤差、大、中間產物以及廢棄產物較多等問題。因此，冶煉行業電氣自動化的發展需要利用各種高端科技，并結合自身企業的特點，制定出一套科學的冶煉電氣自動化控制系統，實現自動化檢測及自動化生產，提高生產效率，加快冶煉行業信息化的發展。

1.冶煉電氣自動化技術特點及控制要求

冶煉電氣自動化技術主要涵蓋電子技術、計算機網絡技術、微機控制技術及電氣設備的工作原理等方面內容。通過編制特定的程序，來控制冶煉工藝流程中的相關電氣設備、機械設備及電子設備，使冶煉生產過程按預定程序的自動化運轉，減少冶煉過程中勞動力的投入。

⑴冶煉行業生產工藝特點

冶煉行業屬于基礎產業，生產流程相對比較復雜，例如煉鋅生產過程，其原理是在沸騰爐中鋅礦石中的氧化鋅在焦炭與氧氣的作用下發生氧化還原反應生成純鋅。其中最核心的設備是在沸騰爐，沸騰爐是完成化學反應的主要場所，結構比較復雜，生產過程中實現自動化控制的難度較高，電氣自動化控制要貫穿冶煉生產工藝過程的各個環節，充分結合現有的硬件、計算機軟件技術及冶煉企業的實際狀況，對整個生產的過程進行科學的控制。同時，相關技術人員要具備扎實的專業知識、豐富的現場經驗及專業技巧。

⑵自動化生產過程中自動化控制要求

鋅冶煉屬于黑色冶煉工業，生產環節繁多，涉及到的學科內容比較廣泛，冶煉生產過程中包含物理變化及化學變化。生產過程容易受到多種因素的影響，冶煉電氣自動化系統需要實時嚴格監測及控制各項重要參數。對整個生產全過程進行跟蹤與控制，確保生產過程的自動化并提高冶煉質量。

2.冶煉電氣自動化技術的實際應用

2.1 工業以太網的應用

工業以太網涵蓋產品設計、產品強度、材質選用及適用性等方面內容。隨著現代化的監控系統和可視化技術的不斷發展，使得冶煉行業生產過程變得直觀化和可視化，便于工作人員對各種設備進行合理化控制。比如，冶煉行業中的沸騰爐設備（具有封閉性），可通過現代化的儀表設備檢測其重要參數，將冶煉溫度控制在一定范圍之內，提高冶煉質量。工業以太網在冶煉行業的應用主要包括：

⑴冶煉基礎自動化的系統

冶煉基礎自動化系統中對現場冶煉自動化設備的控制主要通過PLC、DCS及工控機來配合實現。PLC的在自動化控制系統中作用是加強回路控制功能，屬于基礎控制系統，在冶煉自動化控制過程中占據主導作用，PLC在冶煉行業的應用主要包括：①使用參數的文件完成不同料倉控同一畫面的控制。②采用步進式的方式來調節風機的高低轉速，實現煉鋼吹風過程的控制。③使用增量型的編碼器來定位氧槍，通過編碼器脈沖的信息號的采集，實現對氧槍的控制。④PLC可對化學水的處理系統進行自動化控制，提高處理系統的可靠性。⑤PLC可應用在廢鋼、鋼坯與鋼卷等物料的稱重系統，替代工控機與電子稱的控制方式，提高稱重系統的可靠性及自動化水平;DCS 的主要作用是幫助改善順序控制功能;工控機屬于對生產工程及相關設備的監測與控制工具。

⑵冶煉生產管理的控制系統

冶煉過程中控制系統中的網絡結構和網絡通訊發揮著重要的作用，一方面，制造執行系統MES得到冶煉企業的重要，另一方面，專家系統、運籌學、流程仿真等技術在冶煉行業得到廣泛的應用。同時，冶煉自動化技術在冶煉企業成本在線控制及不同生產線協調作業方面也發揮著重要的作用。每個控制層都具有各自的網絡結構。另外，PLC和人機接口HMI可通過OPC 來實現以太網通訊。工業以太網使冶煉控制系統的控制層功能不斷完善，更加符合現場生產要求。

2.2電氣自動化元件在冶煉行業的運用

⑴高壓負荷開關與高壓熔斷器的應用

高壓負荷開關用于控制電力變壓器。具有滅弧裝置，可實現對一定范圍的負荷電流和過負荷電流的通斷功能。起到保護電路的作用。高壓負荷開關的滅弧裝置不能斷開短路電流，需要與高壓熔斷器進行串聯使用，當電路發生短路時電路中的電流超出額定值，在一定時間范圍內熔斷器內部的熔斷體就發生熔斷，切斷故障線路，對電網電路進行短路保護。

⑵互感器

互感器是是一種儀用變壓器，互感器能將線路中的高電壓、大電流變成標準電壓和電流，便于儀表直接測量（一次系統的電壓、電流和電能等參數），隔離高壓電，保護二次設備。同時為繼電保護和自動裝置提供電源，實現電網的電氣保護和自動控制功能。

⑶高壓隔離開關

高壓隔離開關是冶煉行業電氣系統中重要的開關電器，可對高壓電源進行隔離，避免高壓電進入到電路中引起事故。保證高壓設備及相關人員在檢修工作時的安全。高壓隔離開關不具備滅弧裝置，不具備開斷短路電流及負荷電流的功能。

⑷繼電器保護冶煉行業的運用

繼電器的主要作用就是保護電器系統的安全，利用自動化裝置將電氣系統故障進行隔離，并轉移到引到電力系統之外，有效保證電力系統可靠運行，提高電力系統的安全性能。隨著冶煉設備自動化程度的提高，微機繼電保護也得到發展，這種工業控制裝置可將電氣系統、工藝系統及DCS 系統進行經行有效融合，提高繼電保護的可靠度。

2.3傳感器在冶煉行業的應用

傳感器對于冶煉行業電氣自動化控制系統的重要組成部分。傳感器能實現外界信息的采集、傳輸、處理、存儲等功能，傳感器主要包括敏感組件和轉換組件兩大部分。敏感組件的主要作用是感知外界信息;轉換組的主要作用是將采集的信息轉換為電信號。

3.結語

冶煉行業生產過程比較復雜，用到多種電氣設備，隨著電氣自動化技術在冶煉行業的不斷發展，冶煉生產過程的電氣自動化控制水平不斷提高。本文闡述了冶煉行業電氣自動化技術的主要特點及控制要求，詳細分析了工業以太網、電氣自動化元件、各類傳感器在冶煉工業生產自動化控制系統中的應用。為冶煉行業實現自動化控制，降低生產成本，提高生產效率和冶煉質量提供參考。

參考文獻：

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