自动化技术在有色冶金工业中的使用探究

发布时间：2022-07-01

　　摘 要：随着科技等领域的高速发展，国内冶金行业迎来了新的增长契机。有色金属冶炼要求较多的化学制剂，同时对于环境温度等方面也有着极高的要求。借助于自动化技术手段，能够较好地完成对于有色金属整个冶炼过程的全面性温度管控，继而可以较好地提升有色金属的冶炼效能，同时也有助于降低冶炼期间不必要的能源损耗。因此，将自动化技术引入现代有色金属冶炼等方面，已然是未来发展的主流。此次就现阶段国内自动化金属和有色冶金行业的融合发展现状进行分析，并就该技术的有效应用展开探究。

　　关键词：自动化;有色冶金;应用

　　我国作为全球知名的有色金属生产国家之一，基于互联网等技术的高度发展，极大地推动了国内的有色金属冶金行业的自动化发展，把自动化技术应用至有色金属冶炼流程内，能够很好地降低冶金期间的能源损耗[1]。此外于冶炼期间设计较多的化学试剂，借助于自动化控制技术可以有效降低对于此类化学试剂的人为操作，这也大大提升了整个冶金工作的安全性，切实规避各种潜在问题的出现[2]。国内有色冶金行业发展相对较晚，故而和一些发达地区之间存在着一定的差距。在之后的发展期间，需要客观地意识到有色金属冶金自动化技术的发展价值，切实推动自动化技术于现代有色冶金行业中的可持续发展[3]。

　　1 电气自动化技术应用价值

　　冶金行业电气自动化技术主要涉及有关定制计划、微机管控技术以及计算机网络技术等的基础知识予以整合，就电气设备等的工作机理予以熟知和把控，并应用计算机技术达成电气化管控以及基本原理和策略等应用型技术人才的培养与应用。现代冶金电气自动化技术主要指代可以借助于各个机械、电力以及电气等基础完成一系列的自动化操作及管控，继而达成冶金设备于无人情况下或是无需过多人员操作的情况下，依据特定的流程开展冶金工作的一类技术形式。显而易见，基于电气自动化技术能够切实降低对于人工的依赖，一方面可以很好地降低人力成本投入，另一方面则能够较好地支持提升冶金工作的自动化水平，从而大大提高工作效率和品质[4]。

　　2 国内冶金工艺自动化技术分析

　　早于上世纪，我国就已经开始引入有色冶金工业自动化技术方案。时至今日，国内在冶金自动化技术使用方面已然实现了较好的普及。但纵观国内自动化设备等主要依赖于国外进口的形式，虽然在进口国外自动化设备期间我国也在引荐和学习这些国家的设备技术，但目前国内在该方面的建设已然存在滞后性。虽然已经具备一定的冶金金属冶炼技术基础，但在有关设备的自主知识产权方面还依赖于国外授权。未来更是有着漫长的发展道路。

　　2.1 数据监测自动化监测技术初步达成

　　数据检测自动化监测技术即指相关感应设备的普及使用。监测感应设备作为冶金自动化技术普及应用的重要前提，是最为基础的设备组成。实际冶金生产期间，对于机械、车间的内外部情况等开展灵敏性检测分析，需要对此类感知以及感应等依据特定的电参量予以转换，最后获得各方面诉求的检测信息。监测感应设备涵盖了转换单元和敏感单元两个方面。

　　基于冶金行业经营各个流程都潜在着不同的安全问题及危险要素，特别是作业现场存在诸多的安全问题，为切实规避事故的出现，务必就此类生产的各个流程引入危险电气监测单元。现阶段，国内的冶金机构已然基本完成了生产流程的预警监测自动化，切实提升了整个冶金工作的安全系数。其次，由于冶金作业期间包括温湿度、压强以及粘度等指标情况均会对设备、系统的运行稳定性造成影响，故而现场作业期间，务必设定诸多的自动化实施监测、分析设备。典型包括高炉压力感应设备的应用为监测高炉内压力变化情况，将压力信息转换成电流或是电压参量，从而安置于煤炉上煤环节中，能够较好地掌握煤炉等的具体数据信息。高炉体温度感应设备的核心机理即把高炉外围的温度情况转换成电参量继而达成实施监测反馈，来获得高炉温度信息。另外，流量感应设备于给水、蒸汽以及锅炉送风等无需精准测控的管道内频繁应用，主要作用是就管道内的介质流量、速度等开展实施监控以及测算分析。

　　2.2 自动化生产初步达成

　　随着时代的发展，传统冶金行业逐步融入了电气自动化技术、计算机技术、互联网技术以及其他新型工艺和原料，由此初步形成了较好的自动化生产。比如，模拟管控系统，此类相对传统的生产管控系统已然被目前较为前沿的 DCS 技术、PLC 技术等取代，集中管控此类相对传统的技术也逐渐为分布式管控技术等取代。近年来，以太网、人工智能以及现场总线等诸多前沿技术也逐渐得以实践并被用于冶金领域，一些前沿科技的引入更是极大提升了冶金的自动化水平以及产品品质，为企业增创了巨大效益。

　　2.3 信息化建设有待完善

　　在冶金行业持续向电气自动化技术方向发展期间，信息化的作用越发突出。综合考量产品的成本、品质以及节省能耗等多方面要素，国内部分冶金企业正在逐步尝试并普及应用信息化管控系统，同时也取得了较好的成效。其中，包括高度智能化的集成设备、高效能管控模块等前沿冶金设备生产期间的普及应用，切实提高了国内冶金行业的可持续、安全、稳定发展。以国内某知名冶金企业为例，该企业自主设计推出了一套完善的数据采集、信息反馈、生产高度自动化以及智能化的作业系统。基于该系统的普及应用，极大提高了企业生产水平，为企业带来了巨大的效益。由此可见，信息化技术的建设对于国内冶金行业而言有着重要意义和显著价值。但同国际上一些冶金技术相对发达的地区和国家对比，国内在信息化建设的脚步并不快，需要加大投入，推动信息化建设和完善。

　　3 自动化技术于冶金中的应用

　　能源短缺、环境保护以及可持续发展等理念越来越受到社会关注，各个行业均在逐步淘汰传统落后、不合规的生产技术及手段，转而应用更为高效、智能化以及绿色化的生产。自动化技术对于冶金行业而言，是其未来发展趋势，在推动行业建设与发展等多个层面具有重要意义。

　　3.1 现场总线技术

　　即 FCS 技术，该技术最早出现于上世纪八十年代，历经多年的发展和完善，目前实现了全球多个地区和国家的普及应用。利用该技术可以较好地达成各个系统之间的高效无缝衔接，在现场作业和企业高层之间构成系统性的联系，同时能够相互作业和系统架构分层，在现代有色冶金行业中应用十分普遍。

　　3.2 工控机应用

　　即 IPC 设备，此类设备主要使个人计算机系统软件模块与更为可靠、稳定的工业硬件系统实现交互，从而更好地适应工业生产环境，并支持工业生产活动的高效化稳定推进。该设备最为突出的优势即开放度更高，价格投入更小，但是所具备的功能则更为完善、全面。

　　3.3 信息管理系统的应用

　　企业管理对于企业而言尤为关键，能够促使企业建立起更为稳固的核心竞争力，从而帮助企业实现更为稳健以及全面的发展。企业信息化系统自动化技术在冶金作业期间使冶金流程各方面的数据形成高度统筹交互，从而予以梳理、管理、以及生产等，完成对此类数据的实时采集分析，对于决策层而言尤为关键。开展有色金属质量管控以及在线检测、故障诊断期间能够提升管控品质，实现动态式的管控支持，大大降低作业成本投入，借助于信息化的管控方式能够促成能源的管控、商业智能化管控等等，对于企业来说可以更好地推动数据化建设，达到可持续的发展。

　　3.4 以太网技术的应用

　　随着市场建设不断完善，行业发展也越来越快，因此企业所面临的竞争压力也在不断攀升。这促使更多的企业摒弃之前的传统设备和生产管理模式，转而选择更为高效、高端、高度智能化以及自动化的新型设备和管理机制。而随着技术迭代创新使得前沿技术和部分滞后的技术难以与管控系统达成高度统筹。而以太网技术的应用则可以处理这一情况。以数据交互为例，整体速率更高、具备充足的带宽、存在周期更长，有着统筹的规范、同等的通讯协议，于设定、监测以及维修等层面也具备完善的基础技术。故而受到了业内的广泛认可和普及应用。

　　有色冶金行业引入这一技术，无疑是实现高度信息化、自动化建设的关键基础。基于以太网技术能够将各模式的网络仪器设备和 IPC 实现同个总线的交互，对此类系统实现串接连接实现自动化的管控。以太网的应用也促使部分企业目前无需对原料铜矿石展开分析，此类分析均是借助于网络化技术形式来完成，检验得到的数据能够直接发送至有关单位和部门，企业的职员和客户也能够在网络中观看以及检索所诉求的各方面数据资料，实现数据的高度交和共享。如图 1 所示，即为以太网技术为基础的通讯系统，结合 PLC 为主站其余设备为从站，实现整个系统的高度稳定、可靠连接。

　　3.5 安全管理中的应用

　　自动化技术于现代冶金行业中安全管理方面的应用有着极大的优势性和潜力。故而，加强冶金作业安全建设一直以来是关注的重点，而引入自动化技术形式无疑可以大大降低安全风险，保障作业科学性。

　　对此，可以针对部分风险性较高的设备引入必要的保护监测设备，例如漏电保护设备、机械保护设备等，借助于此类的自动化技术能够完成对大体量设备工作状态的科学化全面监测，并对各个实际监测获得的数据予以分析，从而将分析结果进行实时反馈。对于不安全的工作设备做出告警，从而指派运维人员加强安全方面的监测，而对于其他运行稳定的设备则给予持续性监测，始终保证设备处在安全工作状态，避免出现各种安全事故。

　　4 冶金行业自动化技术发展趋势

　　结合目前国内冶金行业自动化技术的应用现状和存在的问题，有针对性地给出未来该行业的发展趋势，以及解决问题的方法。

　　4.1 切实提升自动化水平

　　基于国内工业化发展不断完善，市场规模越来越大，对于冶金行业等产品诉求和质量要求也在不断攀升，更为高效、高质量以及高稳定性的生产技术和工艺产品往往会更受市场的青睐，具备更高的市场竞争力。对此，国内冶金行业相关单位应当切实加强和关注对于自动化控制技术方面的建设投入，进一步降低原料损耗、能源过度浪费等，切实提升生产作业效能、作业效率以及智能化水平，不断改良技术工艺，从而为企业带来更为全面稳定的效益。

　　4.2 提升自动化服务质量

　　基于持续性的实践探索和优化分析，从而提升企业等的自动化水平以及服务品质。借助提升技术服务规范，减少规避设备存在的偏差和故障等情况，此外，推动整个冶金行业朝着更为自动化、信息化、智能化、微型化等方向发展，逐步实现整个冶金行业的自动化服务。

　　4.3 加强数字化建设，推动国产化发展

　　为切实提升冶金管控系统的安全性以及有效性，切实提高冶金技术的高精尖发展，有必要提升整个实时监测系统的自主集成数字化管控，唯有此才可以推动国内冶金行业的生产工艺改良、管理数据化、智能化发展。此外，部分关键的核心设备目前依然诉求进口等情况，需要进一步加强对于相关设备研发、生产、制造等企业的鼓励和支持，推动校企合作建设，扩大研发投入，从而尽早实现生产制造的国产化，切实提升国产技术和实力水平。

　　5 结束语

　　目前，随着市场经济的建设和社会高速发展，对于包括冶金等行业在内的多个行业均有着更高的要求。不单单对于产品规模有着一定的诉求，同时对于产品生产加工技术、环保、安全、节能，以及高效等方面也有着诸多的要求。自动化技术和传统冶金行业的高度融合，一方面可以帮助提升冶金工作的安全性，另一方面也能够更好地推动加快冶金工作的发展，帮助企业创造更大的效益。此外也符合现代社会对于冶金行业的要求，是未来发展的主流趋势之一。故而，包括冶金企业、职能部门以及社会各个阶层等均应当关注和加强自动化技术的建设和使用，从政策方面、资本方面、技术方面加强全面建设，切实推动自动化技术和冶金技术的可持续发展。——本文来源于《科技创新与应用》2021年第26期，作者：卢粉花

　　参考文献：

　　[1]井从阳.对冶金行业中电气自动化技术应用的几点探讨[J].工业 A， 2018(1)：138.

　　[2]钱贵东.浅析我国电气自动化技术在冶金行业中的应用及发展趋势[J].世界有色金属，2020(1)：8-9.

　　[3]王富亮.PLC 在冶金企业电气自动化控制中的实践研究[J].世界有色金属，2018(2)：294-295.

　　[4]黄飞.探究 PLC 技术在矿山机电自动化控制中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2018(20)：293.