自动化网络控制技术在冶金工业中应用

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1、自动化网络控制技术在冶金工业中应用钢铁的生产一般要经过选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等工序，生产过程冗长而繁杂，高温、高辐射、粉尘的现场对工作人员的健康危害极大，同时有一些生产工序环节非人力可以实现，所以实现冶金生产自动化控制并利用工业以太网实现各个分系统之间的无缝连接对于钢铁企业的发展是不可或缺的。从上世纪八十年代开始，我国钢铁行业开始将自动化控制系统引进钢铁生产的各个环节，尤其是一些大型钢铁联合企业投入大量资金建设自动化项目，其自动化控制已达到国际先进水平。但是我国冶金行业总体在自动化程度不高，科研资金投入不够远低于国外发达国家，所以冶金行业要更加重视自动化对的引进。1我国冶金工业自动

2、化发展现状1.1我国冶金工业自动化现状7在冶金企业中，控制系统为分级结构：0级是采集执行层（传感器和执行器），完成物理量的测量和控制命令的具体执行；1级是控制层（即所谓的基础自动化），完成生产工艺过程的集中控制；2级一般为生产模型计算，用于生产控制的优化；3级为生产管理和调度系统，用于协调调度各工序间的协同工作；4级则是企业信息系统层。这些层面均需有相应的网络构成互联的有机整体。在2级以上（含2级）层面大都采用以太网，1级以下（含1级）一般是专用网络（现有向工业以太网方向发展态势），采用专用的控制设备及软件。其中，各种网络的无缝集成是冶金企业实现信息化建设的难点和重点。因此做好控制和管理

3、系统的信息集成，避免出现“自动化孤岛”，企业信息化才能落到实处，且真正发挥其应有的作用。进入二十一世纪以来，我国钢铁工业自动化程度得到大大提高，从铁矿石堆放场、选矿、烧结厂、高炉、铁水预处理、转炉、炉外精炼、连铸、轧钢等钢铁生产的各个工序现场，自动化设备随处可见，不仅配备了比较先进的单机操作系统，而且还有完善的集散式分布系统。目前我国的大型钢铁联合企业比如：宝钢、首钢、武钢等从国外引进了先进自动化控制系统和设备，然后进行吸收消化、改进创新，因地制宜，使之符合自身的实际生产需要，其自动化水平已经达到国际先进水平；同时随着国家对钢铁行业的越来越高的要求，一些落后的设备被淘汰，新建的项目大多数

4、都配备了自动化系统和单机自动化生产设备，比如即将开工建设的武钢的防城港和柳钢的湛江项目，将会成为我国南方的精品钢材基地。1.2我国与国际冶金自动化发展水平差距7在钢铁自动化生产产品方面，国内从事冶金工业自动化工程建设的电气公司与国外著名的公司相比，存在两个方面的差距：第一，我国缺乏相应的自主知识产权，大多都是依赖国外进口，缺少一个固定的硬件和软件运转平台。没有自己的品牌，比如这个项目配备的是德国西门子的系统，另一个项目也许选择ABB作为控制系统，甚至一些国外几年前已经淘汰的自动化系统如：可编程逻辑控制器（PLC）、集散控制系统（DCS）也被一些企业引入到生产中来，即使是一个企业不同的单位

5、使用的系统也可能不一样，这样就给选择一个网络平台集合各个分系统带来一定的难度；第二，在成套技术积累经验方面，国内没有国外丰富。国内的冶金自动化从改革开放才开始发展，起步较晚。一套完整的自动化系统除了包括方案说明、参数配置、程序调试、功能说明，还应该包括一些关键生产技术指标、检测仪表的选型和安装等。2自动控制技术在冶金工业中的运用钢铁生产工序多而复杂，由此控制系统均采用分级结构：0级主要是执行具体命令；1级主要是集中控制生产过程；2级主要通过模型计算，优化生产控制；3级主要是调度，保证各工序协调工作；4级是企业信息系统层。不同的工序都会有自己的自动化系统，现在我国钢铁行业面临的一个难题就是

6、寻找一个合适的网络把这些层面互有机整体，避免出现“冶金自动化孤岛”，解决各种网络的无缝集成，实现冶金企业的信息化建设。2.17现场总线技术现场总线控制技术（fieldbuscontrolsystem简称FCS）产生于上世纪80年代，经过30多年的发展，目前有60多个不同厂家生产的总线产品，如基金会现场总线、Profibus、由德国BOSCH公司推出的CAN、由Rosemout公司开发并得到八十多家著名仪表公司支持HART（HighwayAddressableRemoteTransduer缩写）等。其在实现各种系统的无缝集成、沟通生产现场、控制设备、企业更高的系统管理层之间的联系等方面有其

7、独特的优势，因而被冶金行业广泛运用。现场总线控制技术具有以下几个特点：系统开放、各系统之间既可功能自治也可以互相操作、系统结构极其分散、对不同生产环境适应性强。2.2工业控制计算机（IPC）的应用冶金行业和其他行业一样，自动化控制装备的进展经历了从PLC、DCS到FCS的扩展，近年来，随着PC（个人计算机）机的出现，在自动化控制设备和系统中IPC得到了众多企业的亲睐。7所谓工业计算机（IPC）就是指把个人计算机（PC）的硬件进行加固