冶金自动化范文

导语：如何才能写好一篇冶金自动化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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自动化硬件技术仍然以国外产品为主的局面尚未被打破，但是自动化技术应用软件的发展开始取得了实质性突破。以冶金工业为例，一些核心控制软件技术已经打破国外封锁，自主开发出了一批具有世界领先水平的核心控制软件。如自动化炼钢技术、高炉专家系统、冶金企业能源管理系统等，其核心算法、主要解法、控制思想、知识法则等，都是由我国技术人员自主创新研制成功。事实证明，在自动化核心技术方面，单靠引进是不成功的，也是模仿不来的，只有自主创新，才是最正确的道路。大型自动化系统的集成与创新，要以自主技术与产品为核心，虽然还没有取得实质性进展，但已经取得了阶段性成果，如自动化炼钢技术的成功开发并应用于生产实际，就是最好的案例。在实现系统开环控制、系统仿真、局部闭环控制等方面，特别是随着总线技术、嵌入式技术等方面的推广应用，取得的成绩是比较明显的。自动化技术在冶金生产流程中已经成为生产工艺中重要的组成部分。同时自动化技术的应用在冶金工业生产工艺文件编制、工艺流程优化、操作手册的制定等各个方面发挥的作用越来越大。

2存在的问题

我国自动化系统的发展在经历了PLC(ProgrammableLogicController，可编程控制器)、DCS(DistributedControlSystem，分散性控制器)、FCS(FieldbusControlSystem，现场总线控制系统)、PAC(ProgrammableAutomationController，开放式自动化)等几个阶段后，现在已经开始进入大规模采用数学模型、实现智能控制的新时期。我国自动化信息技术的应用，虽然取得了阶段性成果，但和国际领先水平相比，还存在一定距离。要实现真正意义上的两化融合，还有许多路要走。

（1）我国自动化硬件技术市场，目前国外的产品与技术依然占主要地位，缩小这一差距，还要靠我国硬件生产厂家的努力。

（2）目前许多自动化控制系统还处于开环控制，在局部环节实现了闭环控制，这从客观上影响了自动化系统效果的发挥。

（3）以自主创新的产品与技术为核心实现自动化系统的集成与创新还有许多工作要做，如与自动化控制系统相关的仪表、传动等专业的技术水平，也有可能影响到自动化系统的集成与创新工作。

（4）自动化系统的核心技术，有许多还被国外厂商垄断或封锁。

（5）作为自动化产业而言，有些方面比较“浮”，商业色彩浓厚，炒作内容较多，这是一个社会问题。应当鼓励和提倡踏踏实实做事情，认认真真做学问。自动化行业的规模虽然已基本形成，但要做大做强，使之成为我国的支柱产业，还有许多工作要做。

3我国冶金工业自动化技术发展的预测与分析

制造业自动化技术的发展在很大程度上受到制造业本身特点的制约，行业特点比较明显，冶金自动化技术的发展，离不开冶金工业的发展，我国“两化融合”政策的推出，为今后我国自动化技术的发展与应用在理论层面指明了方向，在操作层面，要求也更加具体、明确。对于冶金自动化技术的发展，目前完全可以定位于高端核心自动化技术与产品的创新与应用。

3.1物联网技术在冶金企业中的应用

物联网是指人们通过各类传感器实现物与物、物与人、人与人之间按需的信息获取、传递、储存、认知、分析和使用。

3.1.1物联网技术在工业领域中的应用

工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。从当前技术发展和应用前景来看，物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面。

（1）供应链管理物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。

（2）冶金生产过程工艺优化物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。

（3）产品设备监控管理各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

（4）环保监测及能源管理物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。

（5）工业安全生产管理把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

3.1.2冶金工业领域物联网应用的关键技术

从整体上来看，物联网还处于起步阶段。物联网在冶金工业领域的大规模应用还面临一些关键技术问题，概括起来主要有两个问题。

（1）进行关键特殊传感器的研制生产工业用传感器。工业用传感器是一种检测装置，能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。可以说，没有众多质优价廉的工业传感器，就没有现代化工业生产体系。

（2）进行工厂传感网的布局和建设工业无线网络技术。工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术，是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术，也是未来几年工业自动化产品新的增长点，已经引起许多国家学术界和工业界的高度重视。

3.2过程控制数学模型的开发与应用要实现新突破

数学模型是冶金自动化中的核心技术。“牵牛要牵牛鼻子”，如果掌握了数学模型的这项技术，就掌握了自动化的主动权、话语权。核心技术是买不来的。要生产国家急需的钢铁产品，就要有相应的高端自动化技术来做支撑，国外厂商出于自身利益，不会转让这类高端自动化技术与产品，他们所能转让的技术都是有条件限制的技术或已经过时的产品与技术。开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟。市场需求非常广阔，我国的冶金自动化水平已经发展到了一定的水平，一支技术创新的团队已经基本形成，而且许多冶金企业都有着丰富的实践经验，这些都为开展二级数学模型的自主创新创造了极为有利的条件。数学模型是控制对象的表征，是对象可执行的表述，正是由于它与信息技术、自动控制技术、工艺能力的有效结合，发挥了重要的指挥与优化作用，所以数学模型才被称之为自动化与信息化的核心技术。建立高可用性、高精度的数学模型是我国钢铁工业开发和生产出满足国民经济发展需要的钢材品种；提高产品质量、节约能源、降低成本，从而实现可持续发展，提升核心竞争力的技术基础。审视整个钢铁工业自动化信息化的发展趋势，过程控制数学模型是钢铁工业自动化信息化最直接最有效的领域，也是最核心的技术，没有或者不掌握这种技术，钢铁工业的自动化信息化就难免流于形式，难以收到理想的效果。过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展，目前还刚刚起步，方兴未艾，随着需求的发展，未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起，形成社会的关注，这对数学模型的未来发展，会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量，鼓足自己的信心，模型应用从低级向高级逐步发展，不断积累技术，不断培养人才，踏下心来，抓上几个项目，就一定能搞出名堂来，收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为核心的自动化技术，是落实“科技创造未来”的具体体现，也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上，要实现重点突破，开发出有中国特色的数学模型产品与技术，走出一条“研制一批，储备一批，生产一批”以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。

3.3以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新

经过几年的努力，我国制造业自动化领域已经拥有了一批自主开发创新的产品与技术。这为今后自动化、信息化技术的发展奠定了坚实的基础。但这仅仅是开始，坚冰虽然打破，但水下仍然潜藏着巨大的冰块，所以发展以国产化的创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新今后还有许多工作要做。

3.3.1博弈要有实力

要在国际自动化领域取得话语权，就要靠实力。以前，依靠市场换取技术，只是一种低层次的对外开放，而且依靠钱是买不来核心技术的。如果我国在一定程度上掌握了自己的自动化、信息化核心技术，就可以由低层次的对外开放方式上升到较高层次的对外开放与交流。形成你中有我，我中有你的态势，达到优势互补、互利共赢的良性局面。我国在引进先进技术与产品的同时也可以对外输出自己的产品与技术，同时还可以开展联合研发等科技活动。

3.3.2新型自动化系统的集成与创新要实现全过程的集成与创新

目前，我国冶金工业自动化系统的建设，许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然，这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其核心是国产化的技术与产品，并广泛采用国内外其他先进技术做支持，以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上，就不能真正称之为系统的集成与创新。对于全过程的认识，我国著名自动化专家柴天佑院士曾经有过一段精彩的论述：“采用自动化技术，以计算机和网络技术为手段，将生产过程的生产工艺、设备运行技术和生产过程管理技术进行集成，实现生产过程的控制、运行、管理的优化集成，从而实现管理的扁平化和与产品质量、成本、消耗相关的综合生产指标的优化。”以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上，通过集成与优化，实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。

3.4能源管控一体化建设是下一阶段冶金自动化工作的重点

冶金工业是耗能大户，能耗将制约冶金工业的发展，我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型。以耗能来核定产能，或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重，利用自动化技术来实现降低能耗，是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一。冶金企业能源管控一体化建设，如果只停留在数据采集阶段，那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点，一是耗能大户，二是在冶金生产过程中，又伴生出大量的可燃性气体，如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。这也是能源实现智能化管控的着眼点，建设一套全新的基于热值流分析的能源管控一体化系统，实现从计划层、执行层到控制层的一体化；实现多种能源介质协同一体化；单项能源管控一体化，同时引进先进算法，确定科学的解法。

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1、冶金电气自动化技术的特点

我国钢铁企业自动化水平还不够高，普及不够，大部分钢铁企业存在生产技术内容太广，生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。

1.1冶金生产技术涉及内容太广

钢铁企业冶炼环节多，涉及内容非常广泛，生产过程中涉及物理变化和化学变化，生产过程中突变因素多，冶炼过程涉及的技术非常复杂，生产过程中要控制好生产原材料，监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程，电气自动化控制系统涉及内容非常广泛，只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性，提高冶炼产品的产量，提高钢铁企业的经济效益。

1.2冶金生产工艺太复杂

冶金生产工艺复杂，实际生产过程中工艺流程比较全，冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程，实现软件与硬件的配合，优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高，虽然技术人员具有非常专业的知识，掌握专业技巧，这样才能真正做到提高生产效益。

1.3冶金自动化高依赖电气技术

随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大，大部分小钢铁企业重新组合，形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线，电气自动化水平不断提高，几乎涵盖了冶金全过程，冶金自动化高依赖电气技术，通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作，实现钢铁企业的全自动化。

2、冶金电气自动化技术应用现状

冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说，通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉，铸造等技术环节，解决冶金过程中高温，高热等问题，为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统，这些系统都能实实现人工智能操作，自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成，普遍运用在单位制造管制的每个环节，其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系，模糊操纵，神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等，版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统，实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术，数据交换传送技术，电脑合成技术等，推动冶金过程的标准化，程序化；通过人工智能技术，使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力，让钢铁企业取得长足的发展，提高市场竞争力。

3、冶金电气自动化技术应用前景

我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术，整合行业信息化水平，通过自动化控制系统提高生产控制精度，提高产品质量，进一步压缩生产成本，降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景，包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。

3.1低成本自动化

所谓低成本自动化是利用高精尖技术，通过自动化技术科学合理投资，减少投资成本，降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器，精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制，为企业实现了低成本自动化，也解决了中小型企业的约束。

3.2行业信息化

所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统，实现信息资源共享，实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据，利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据，使用科学管理决策分析软件，挖掘潜在数据，为企业的发展提供科学合理的数据支持。

3.3智能控制

虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略，但仍然不能满足技术的要求，因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点，而智能控制对总控制程序具有良好的适应性，尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统，能分级控制智能设备，有着很大的发展空间。

3.4冶炼过程控制

电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制，提高钢铁企业的效益。

3.5综合一体化控制

电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向，这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工，实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题，极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序，降低了成本，电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。

4、结语

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关键词：冶金自动化；过程控制系统；生产管理控制系统；企业信息化系统

近年来，我国经济及高新技术的迅猛发展，特别是自动化技术在冶金行业的大范围应用，促进了我国冶金行业的快速发展，但自动化技术在冶金行业实际应用的过程中仍存在较多问题，需要及时进行更新和改进。

一、冶金自动化技术发展现状

目前，我国冶金自动化技术发展较快，大多数冶金企业已推广应用，相关工艺流程不仅配备了先进的单机自动化系统，还安装了多功能管控一体化系统，尤其是宝钢股份等企业的自动化技术已达到世界领先水平。自动化技术的大范围应用，促进了冶金行业生产效率、产品性能、环保水平的提升和能源消耗的降低。目前，在基础控制和过程控制等方面，很多冶金企业的高炉、转炉和工业炉已经采用了DCS和PLC处理技术，并结合自身实际构建了企业信息网，且已成为当前冶金企业生产经营的关键性设施之一。

二、目前我国冶金自动化应用过程中存在的问题

虽然我国冶金自动化技术发展迅速，但是部分冶金企业在自动化应用过程中仍存在一些问题，可能会制约冶金自动化技术的深入应用，主要体现为以下3方面：——炼铁系统（铁、焦、烧）生产流程成本高，且存在大量生产残渣，影响周边环境质量；同时，其生产过程可视性差，物料投加及温度难以精确控制，可能影响生产质量。因此，为了确保炼铁生产过程的连续化和高效化，就要求相关计划控制及管理系统针对整体生产流程相关工序之间物流、能源消耗及生产时序进行精确预报，以保证相关信息能够及时反馈，进而在较短时间内即可对生产工艺及产品方案实施有效调整。——目前，仍有很多冶金企业在生产过程中采用人工经验控制炼钢终点的做法，这样不仅生产效率低、稳定性差、生产成本高，而且难以达到高质量冶金生产的需求。而目前，坚持产品万能化的传统冶金厂的生产规模和效益日渐缩减，激烈的市场竞争要求冶金企业产品专业化、生产集成化——产品生产工序少，生产设备可单机匹配，产品生产流程及时间明显降低——这就需要计算机系统对高复杂性的冶金生产过程进行统一管理，以实现生产信息和决策的及时传递。——企业信息化建设存在明显不足。当前部分冶金企业虽然实现管控一体化，但信息集成度低，且没有标准化的企业信息系统编码体系，难以实现对企业运营的实时管理。同时，部分企业销流程协调性较差，导致在整体流程的执行过程中经常出现各种问题，严重影响了运营效率。此外，一些冶金企业缺少市场、成本及质量等方面的相关数据信息和战略预测方法，限制了企业的发展。

三、冶金自动化技术发展趋势

针对上述问题，未来冶金自动化技术发展应集中于过程控制、生产管理控制和建立企业信息化系统3个方向。1.过程控制目前，我国冶金行业自动化已普遍实现了对冶金流程的在线连续检测及监控，未来应集成各种传感器、软测量、数据采集及数据处理等诸多技术，提升冶金流程在线检测及质量监控水平，对金属成分、温度尺寸、组织及缺陷等不同指标进行实时监测及判断；基于我国环保要求的日趋严格，未来要重点着手于实现对冶金过程全线废气及烟尘的实时监测；此外，集成机理模型、统计分析、预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机等各类技术，实现生产过程相关变量高性能闭环控制的目的，例如开发高炉顺行闭环专家系统。2.生产管理控制（1）生产流程信息集成冶金企业应重点开发铁—钢—轧横向数据集成及传递技术，实现生产过程管理、计划及控制等诸多方面信息的集成，构建并丰富企业相关数据库；基于数据挖掘技术，对生产管控过程决策提供信息保障。（2）计算机全流程模拟使用计算机仿真、多媒体、计算力学等技术，参考不同类型的冶金模型，实施流程离线仿真及在线集成模拟，进而提升生产组织、流程的高效性及新产品开发的质量。（3）增强冶金生产智能性冶金企业应从以下3方面着手，提升冶金生产智能性：——生产组织管理。依据事例推理及网络规则等相关技术，对于生产作业计划进行及时调整，进而增强生产组织柔性及敏捷性。同时，实现对不同生产工序参数的自动计算，重点针对相关生产计划实施全线跟踪及控制。——质量管理。重点集成数据挖掘、统计计算及神经网络分析等诸多技术，针对产品生产质量实施有效分析及预测，判断产品在生产过程中是否出现异常情况；基于各种故障诊断技术及相关计算模型，构建高效率设备使用情况预报系统，提升设备维修管理效率。——成本控制。引入数据挖掘及预报技术，构建成本管理、监控、预测模型，全面改进材料配比、能源使用效率，并实现成本动态核算，进而有效降低冶金生产过程的实际成本。3.建立企业信息化系统企业应建立高效的信息化系统，实现信息共享；实现企业信息系统编码体系标准化、企业异构数据/信息集成、协作制造企业的信息集成和管控一体化，实现企业实时性能管控；对销流程进行有效协调，实现订货合同、生产计划、制造作业指令、产品入库及出厂发运等诸多信息的统一，使企业从产品生产至销售形成有机整体，确保有效的计划调度及生产控制；确保对企业业务活动的成本及资金实现事前、事中控制；实现知识管理及商业智能等功能——基于企业或行业相关数据信息，依据一定规则构建数据库，采用在线分析及数据挖掘等方法，获得市场、成本及质量等方面的信息并进行战略预测，实现企业管理经验和集体智慧的形式化，以及对企业运营过程的合理化创新。

四、结束语

综上所述，目前冶金自动化技术应用范围大幅扩大，技术研发更新速度不断提升，市场竞争日益激烈。冶金企业必须推进自动化技术纵深发展，强化冶金生产各环节的质量、成本控制，才能从根本上提升企业的核心竞争力。

参考文献：

[1]袁尚.冶金自动化技术的发展现状[J].科技资讯，2014，12（10）.

[2]曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金，2014，37（5）.

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关键词: InTouch；转炉自动化；SQL Server

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

一、引言

冶金企业的生产过程冗长而繁杂，从原料准备到生产出最终产品，其间每道工序都包含有复杂的工艺过程。而繁杂的生产工艺却使自动化控制领域的各种技术在冶金企业中基本上得到应用。现场设备状态信息及生产数据是冶金企业转炉炼钢生产的基本数据资源。如能将这些核心的数据资源方便快捷且形象地从生产现场送到操作者及决策者的计算机上，就可以为操作者提供操作参考，为决策者整合信息资源、加强管理、实现转炉冶炼数字化提供可能。由于转炉冶炼控制设备与生产现场监控平台的繁杂，转炉自动化的实现面临的一个重大问题是缺乏一个快速、高效、简便且经济适用的工具来采集这些重要的生产过程数据，并将之转化为反映转炉冶炼内部生产流程管理图形化的集成信息[1] 。由美国Wonderware公司开发的组态软件InTouch很好地满足了上述要求。

二、InTouch的特点

目前，有很多工控组态软件，如InTouch 、iFix 、Wincc, 国产的有“组态王”、“ 世纪星” 等。InTouch 是美国Wonderware公司开发的世界上第一个集成的、基于组件的MMI系统——FactorySuite2000中的一个核心组件。它具有世界领先的HMI(人机接口界面)和面向对象的图形开发环境，便于高效、快捷地配置用户的应用程序。

InTouch具有强大的网络功能，通过传统的DDE和扩展的NetDDE的方式，可与本机和其它计算机中的应用程序实时交换数据。同时，它支持通过ODBC访问各种类型的数据库，便于系统的综合管理。另外InTouch还支持标准的ActiveX技术, 开发者可以很方便地把各种ActiveX控件或自己编写的ActiveX控件嵌入InTouch 应用程序中。在性能上，InTouch对核心代码进行了优化，运行效率比较高。同时，它经过了严格的测试，具有相当高的可靠性和稳定性。

三、系统结构

转炉自动化系统呈两层分布式体系结构: 数据采集层和监控层。数据采集层主要采用数据通信标准接口；监控层属于局域网，遵循局域网的协议标准。数据采集层由一台服器组成，通过Siemens通信网卡(CP1613)与多台PLC组成的工业以太网通信，进行数据的采集并将数据传递到数据库服务器处理；监控层共享数据库服务器上的数据。转炉自动化系统结构如图1 所示:

图1 转炉自动化系统结构

四、软件设计

(1) 用户需求

此软件为实现转炉冶炼的自动化，主要任务是显示生产计划、冶炼钢种应执行的制造标准以及该钢种的实际化学成分、采集生产过程数据并存入数据库、生成并打印各种报表等功能。

(2) 数据通讯

在InTouch中, 数据类型主要分为内存型和I/O型。其中，内存型数据为InTouch程序内部定义的变量，不需要通过IPOServer即可进行访问；I/O 型数据的来源为PLC数据块(DB块) ,数据库服务器要采集PLC数据，需要一个通讯接口——I/OServer。本系统采用Siemens通信网卡(CP1613)与PLC连接，PLC为Siemens S7产品, 因此选用S7 Ethernet型号的I/O Server。假设要从PLC1的DB303数据块中读取一个实型现场数据，PLC1的MAC地址和数据库服务器IP地址分别为08. 00. 06.6E.E1.D4和172.20.1.1, 则I/O Server中Topic Definition的设置为:

Topic Name——plc1( 任意定义)；

Remote Adrress——08.00.06.6E.E1.D4(PLC的MAC地址)。这样, I/O Server 就可以从PLC1取得数据了, 而要让InTouch从IPO Server中取到正确的数据, 还必须为每个I/O 型变量定义Access Name 和Item Name:

其中, Access Name 可任取，如IO，其余参数分别为:

Node Name——172.20.1.1( I/O Server 所在结点的IP地址)；

Application Name——S7(S7 Ethernet的程序名)；

Topic Name——plc1( I/O Server 中定义的Topic Name)。

Item Name根据PLC的不同有所差异，对于Siemens 的PLCS7，开关量用I或O开头加地址表示, 如: I12.5；模拟量用数据块名加数据类型表示，如DB303, Real32 等。

(3) 画面构成

主要监控画面包括: 转炉操作画面、转炉计划、化学成份显示、转炉实际值显示、相关工序状态窗口、报表打印、系统登录和注销窗口等。各画面通过动作按钮进行切换, InTouch中常用的窗口显示函数为:

Show“窗口名”或ShowAt(“窗口名” , 横坐标，纵坐标)。InTouch没有提供作报表的工具，但用户可以自己制作报表窗口，并调用窗口打印函数PrintWindow()打印报表。另外，也可以采用其它报表制作工具生成报表, 然后在InTouch 脚本中调用来打印报表。

(4) 数据采集及数据库访问

InTouch通过I/O Server采集来的现场数据要存放到数据库中保存下来, 数据库是系统管理不可缺少的工具，也是工作报表的数据来源，目前广泛采用的数据库管理软件有Oracle、SQLServer、Informix等，本系统采用了SQL Server。

InTouch支持SQL语句，通过ODBC接口能方便地与SQLServer数据库进行连接。首先在“控制面板”的ODBC中为自己的数据库定义一个数据源名，如: DSNDBBOF；InTouch访问数据库通常有两种方法，一种方法是调用SQL Server数据库中的存储过程，把现场过程数据写入数据库中，例如存储过程Mixiron的功能为保存转炉入炉铁水重量，程序代码为:CREATE PROCEDURE Mixiron

@MixironWeight real

AS

Begin

Delete from MixironWeight

Insert into MixironWeight(MixironWeight)values(@Mixiron-Weight)

End

如果要采集每一炉钢的入炉铁水量，则可在InTouch中通过条件脚本调用上述存储过程来实现，脚本程序为:

SQLConnect(BOFDB,“DSN=DSNDBBOF；UID=DSNLinkDBBOF；PWD=DSNLinkDB-BOF”)；

SQLSetStatement(BOFDB，“EXEC Mixiron” + Text(L1BRBOF-LDWeight1,“#.000”)；

SQLPrePareStatement(BOFDB, BOFSQLHandle)；

SQLExecute(BOFDB,“MixironWeight”, BOFSQLHandle) ；

SQLClearStatement(DBBOF，BOFSQLHandle) ；

SQLDisconnect( BOFDB) ；

另一种方法是通过绑定列与SQL Server 交换数据，首先在InTouch 的SQL Access Manager\Bind List中为自己在数据库中定义的某张表(如BOFHistory) 定义一个绑定列(如BOFHistory1), 注意表与绑定列的格式和数据类型应完全一样。这样，要往表中插入数据的程序代码为:

SQLConnect(BOFDB，“DSN= DSNDBBOF”) ；(连接数据库)

SQLInsert(BOFDB,“BOFHistory”，“BOFHistory1”)；(插入数据)

SQLDisconnect(BOFDB) ;

(5)系统安全

系统安全问题是每一个应用软件设计人员必须考虑的, In-Touch可以通过帐号管理机制, 限制不同人员的访问权限, 来实现系统安全。不同用户登录之后拥有自己的访问级别($ AccessLevel), 决定了他对软件的操作权限。比如系统设置动作按钮只能让工程师以上级别的人($ AccessLevel> 6000) 操作, 则可在按钮动画链接的Miscellaneous\Disable(on) 属性的条件表达式中写上$ AccessLevel< 6000。这样，没有登录或访问级别不够的人就无法触发此按钮了。

五、结论

综上所述，InTouch确实是一个非常优秀的组态软件，不仅在设计和实现上非常简单，而且在功能上也十分强大，同时又具有较高的性能和稳定性。

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关键词：自动化技术；有色冶金工业；应用

前言

有色冶金工业的生产过程要经过选矿和烧结以及高炉等复杂的工序，而且在生产的过程中，使用到化学产品等具有腐蚀性的物品，对与现场工作人员的健康造成极大的危害，同时在一些生产工序时，人力实现不了，所以自动化技术在有色冶金工业中的应用是不可或缺的。由于我国的有色冶金工业的自动化技术是随着改革开放才发展起来的，与国际的生产技术还有很大的差别。所以应该在有色冶金工业生产中把先进的自动化技术进一步推广，提高生产时的生产效率和生产效益。

1 我国有色冶金工业自动化发展的现状和问题

1.1 我国有色冶金工业的自动化现状

1.1.1 有色冶金工业的生产控制体系

在有色冶金工业的生产过程中，主要是由四大分级结构控制体系完成的，它们分别为：①0级是采集执行层，也就是传感器和执行器，主要是完成物理量的测量、执行控制命令。②1级是基础自动化，集中控制生产工艺的过程。③2级是过程自动化，控制生产的优化。④管理自动化，调节个程序之间的工作，使其分工合作。

1.1.2 我国有色冶金自动化技术的现状

随着21世纪的发展，我国的有色冶金自动化的程度得到了很大的提高，从有色冶金生产的各个工序现场可以随处可见自动化的设备，不仅有比较先进的单机操作系统，还有完善的集散式分布系统。目前我国的大型有色冶金企业都从国外引进了先进的自动化控制系统和设备，然后应用这些设备和技术，进行消化吸收和自我创新，改造出适合我国冶金企业的生产实际情况的设备，使我国的自动化水平已经赶上了国际的水平。但是发展是不断的，所以对我国的有色冶金工业的要求会越来越高，使得一些落后的技术和生产设备被淘汰，配备了很多新的自动化系统和单机自动化系统生产设备。

1.2 我国与国际冶金自动化水平的差距

我国自动化技术产品的生产上面与国际很多大型公司有着很大的差距。如我国的自动化技术没有自主的知识产权，过分依赖于对国外的生产产品的进口，因为产品的技术是不同国家的生产的系统，有的甚至是国外已经不再使用的系统，这就使的将这些系统集合在一个平台上带来了困难。还有就是由于我国的有色冶金技术方面的发展较晚，与国外相比较，没有在成套技术方面有很多的经验累积。

1.3 自动化技术在有色冶金工业中应用存在的问题

随着环境的污染和破坏，资源的缺乏和能源结构的不合理，使得必须进行高效率和低消耗以及污染少的生产，对于落后的设备就要进行淘汰。自动化技术之间的维持和数据诊断以及智能控制技术有一定的差距。

2 自动化技术在冶金工业中的应用

2.1 现场总线技术

现场总线控制技术简称FCS，研究并生产应用是在上世纪80年代，距今已经30多年，而经过这些时间的发展，使其在国际拥有60多个不同的生产厂家生产出来的总线产品，如基金会现场总线等。FCS拥有着实现各种系统的无缝集成和控制设备以及企业高层之间的联系等优势，特点则是系统开发和各系统之间既可功能自治也可相互操作以及系统结构分数，使其在有色冶金行业中被广泛运用。

2.2 工业控制计算机的应用

工业计算机简称IPC，是指把个人的计算机安装上系统控制软件，便于控制工业的生产。IPC的优点是高度开放和价格低廉以及功能更强大等。

2.3 管理信息系统在工业中的应用

企业的管理对与企业来说是十分重要的，一个好的管理模式可以让企业在发展中有很大的竞争力，得以持续发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中把冶金流程的全部信息集成起来，进行管理、技术、生产和控制的信息集成，就可以将生产时产生的数据进行及时采集，对管理者的决策提供数据。在有色冶金质量管理和在线监测以及故障诊断方面提升智能管理，达到动态管理，降低生产成本；通过信息化管理可以实现能源的管理和实时性管理以及商业智能管理，对企业的可持续发展和生产以及技术等方面的创新提供了基础。

铜冶炼的生产过程：

3 将以太网应用到有色冶金自动化的技术中

3.1 以太网的特点

有色冶金企业的不断发展，使得有色冶金行业的竞争越加激烈，这就使企业通过改造、新建和淘汰旧的设备以及引进新的设备来提升自身的竞争力。但是随着一些新技术的更新，导致新技术与一些落后的技术很难在控制系统上达到高度集成。以太网就可以很好地解决这个问题，这是因为在用以太网作为自动化的控制网络具有很多的优势，如数据传输快，有足够的带宽和存在时间长，有统一的标准，有相同的通信协议，在设置、诊断以及维修方面发展的较为成熟，所以才会被技术人员接受。还可以让不同的通信协议在统一总线上运行，作为企业的公共网络平台的铺垫。

3.2 工业以太网在有色冶金自动化中的应用

在有色冶金工业生产中，应用以太网可以把不同类型的网络化的仪器仪表与IPC连接在统一总线上运行，把这些系统连接起来，在加以控制。以太网的应用使得一些企业现在都不再需要对原材料的铜矿石进行成分的分析，这些分析多可以通过网络化实现，检测出来的数据可以直接传送到有关部门，而公司的成员和客户也可以在网上看到或查询到自己需要的数据，实现了数据的共享。如图，可以在现场通过以太网网络进行通讯，以PLC作为主站而其他设备作为从站，这样就可以保证每个独立系统的稳定性和可靠性。

4 结束语

随着经济的发展，有色金属的需求量也在增加，而在有色冶金工业中运用自动化的技术不仅可以提高生产效率、产品合格率、降低生产人员的危险系数等，是以后有色冶金企业的发展方向。但是由于我国的改革开放较晚，有色冶金工业的总体自动化水平与国际相比还是有很大的差距，所以应该增加对于自动化技术研发的资金和科研人员，使我国有色冶金工业的自动化水平提高。

参考文献

[1]郑华栋.冶金工业自动化技术发展[J].城市建设理论研究，2011（15）.

[2]韩精华.自动化网络控制技术在冶金工业中的应用[J].中国冶金，2010（12）.

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关键词：冶金自动化系统Profibus现场总线

中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1007-3973（2012）004-052-02

计算机技术, 网络技术和数字通信技术的迅速发展引起了工业自动控制系统结构的巨大变化。Profibus作为一种由智能化设备组成的计算机网络，近年来，凭借其独特的优势已成为自动控制领域研究的热点，应用于众多领域。在我国冶金工艺中，profibus现场总线主要应用在炼焦配煤优化系统、焦炉加热计算机控制及管理系统、烧结过程智能控制管理系统、烧结终点判断与智能控制系统、炼铁优化专家系统、高炉人工智能系统中，通过对这些子系统的控制，确保了整个冶金工作的自动化流程的实现。

1Profibus现场总线简介

随着自动化工业发展，总线分布式机械臂控制系统在工业生产得到了广泛的应用，随着机器人自动化程度的提高，控制技术逐步增大，在工业生产环节的机械臂操作需要多个机械臂的相互协调工作，操作之间的机械需要总线控制，采用机器人实现流水工作，可以有效解决生产精密设备的工作，总线控制技术在工业控制中得到广泛应用，网络通信与信息管理在机器人工业控制中得到了应用，将分散测控设备组合成变成网络节点，融合成总线通信网络，实现设备之间的有效沟通信息、完成自控工作的网络系统与控制系统，CAN总线分布式机械臂控制是一种有效的实时控制，串行通信网络，具有性能搞、可靠强、实时交互便利的特点，被广泛用于控制系统中机械设备之间的数据通信与自动化仪器控制，主要考虑将高速实时处理与分布式工业控制领域中的高可靠性相结合。

PR0FIBUS现场总线是以开放式系统互联网络作为参考模型，采用的是德国国家标准DIN19245和欧洲EN50170现场总线标准，定义了物理传输特性、总线取协议和应用功能的一种计算机网络系统，由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散的I/O形式的通信；Profibus-PA是专为过程控制自动化设计的, 将传感器和执行机构接到一根总线上, 并具有本质安全规范，Profibus-FMS是具有令牌结构的监控网络、具有实时多主的特征。Profibus现场总线的主要的组成硬件是主设备、从设备、网络网路，其中主设备用以控制总线上的数据的传输，即使没有外部发送的请求信息，仍可对总线进行访问；从设备是指比较简单的外部设备，且未被授权访问总线；网络网路包括传输介质和网络链接器，例如采用具有屏蔽功能的双绞电缆构成的电气网络，或是用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络等。

2Profibus现场总线结构

2.1profibus总线结构

profibus总线分布式机械臂控制系统的机器人的执行由手指、手腕、上臂、前臂、立柱等组成，手部，包括手指、传动机构等，手指用来抓取物体，传动采用蜗轮、蜗杆，分布式机械臂机器人实现旋转，旋转采用摆杆滑块方式，操作控制取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响，在速度、位置控分布式机械臂控制变得非常简单。profibus总线分布式机械臂控制系统现场工作过程中，电磁干扰，电压起伏，机械振动，环境湿度的变化，有可能导致计算机运行不畅，造成威胁隐患，继电器控制系统的抗干扰能力强，可是需要众多的机械触点，使用寿命短，稳定性差。profibus总线分布逻辑控制器，采用微电路集成技术，采用无触点的电路集成存储元件.

profibus分布式机械臂控制器通过接口连接伺服单元和 I/O 单元， 分布式机械臂基于现场总线控制功能，将微处理器和现场总线接口连通，形成数控插补单元，分布式机械臂把带有通信功能的伺服单元直接挂接在现场总线上，形成控制系统网络结构，实现分布式机械臂智能独立操作，添加其他现场控制设备，分布式机械臂的profibus控制器与其接口之间采用了隔离措施，反馈单元使用高精度的光电编码器，分布式机械臂控制器的控制量输出采用 WM 输出，使用滤波器获得控制电压送往伺服驱动器，以总线为通信工具设计数控系统，有效降低了控制系统的复杂程度，提高了运算速度，增强了分布式机械臂的控制性能，具有信息处理速度快，开放程度高，控制精确，通用性好的特点。

Profibus采用是OSI分层模型, 它由七个功能独立的层组成，而且，每层具有标准的定义，如遵守协议则保证通信系统是开放的。在Profibus现场总线中，主要是采用了OSI模型中的物理层、数据链路层和应用层。Profibus总线系统一般可分为三种系统结构，为纯主—从系统，纯主—主系统，以及混合系统。其中一级主站为中央控制器、二级主站为操作员工作站，从站为所有的现场设备。

2.2profibus现场总线控制系统组成

(1)现场总线设备。主要有智能现场仪表、控制器。可分为总线供电和单独供电式现场设备，这些现场设备不仅有信号变换功能，而且还有组态运算及控制功能。

(2)现场总线线路。其中有连接在总线末端附近的终端器，是一种阻抗匹配元件，能采用反射波原理使信号变形最小，减少了信号的衰减与畸变。每个总线段上有且只能有两个终端器。还有输送介质电缆，一般常用的电缆为双绞线以及用于现场总线与操作站的连接的现场总线网卡和用于扩展网络的中继器。

3Profibus现场总线在冶金自动化系统中的应用

3.1冶金自动化系统结构

在冶金自动控制系统，应用profibus现场总线，构成了三级网络系统, 分别由现场设备控制层、车间监控层和工厂管理层构成。其中现场总线profibus-DP和profibus-PA模块主要负责现场设备的监控，例如，传感器、驱动器、传动装置和开关设备等，profibus-FMS部分实现运用于车间控制层，实现控制系统的人机对话, 管理者科技通过车间监控计算机对设备状态进行在线监控、参数设定、故障报警、生产调度等操作，工厂的管理层即为局域网。

3.2冶金自动化系统工作原理

在冶金工业的运作中，profibus现场总线根据现场设备控制层的运作对进行操作，物理层并将相关参数返还车间监控层，该模块对数据进行相关的处理，达到适宜工作的参数值时，将信息传给现场设备控制层，令现场设备停止运作。该过程主要是通过profibus现场总线的结构层实现。在信息发送过程中，由于物理层上接数据链路层, 下连媒介，具有信息传输的功能，通过对数据链路层的信息进行编码和调节，产生物理信号驱动媒介；在信息接收过程中，物理层对来自媒体的信号进行解调和解码，传达给数据链路层，链路层对相关的信息执行总线通信规则, 处理出错检测和调度。最终将信息传达给应用层，利用相关的应用软件对数据进行处理，掌握数据的结构和意义。主要例子有：通过控制水泵阀位的开度使三容器的液位达到我们的设定值，通过控制变频器的频率来改变皮带传输机传输速度。通过对立式电炉是双输入双输出的温度场控制中，通过控制占空比来控制电炉的温度，最后将得到的结果通过工厂管理层将数据进行统一的整理并实现信息的共享。对profibus现场总线的控制系统的使用，很好的对冶金工业中的炼焦配煤、烧结过程、炼铁、转炉、精炼炉、加热炉燃烧等流程进行了控制，实现了生产线的有序运行。

总而言之，在冶金自动化系统中，采用Profibus现场总线控制系统，对生产对象进行监控、诊断和维护等，不仅节省大量人力物力，更加快了冶金工业生产运行的效率。而profibus现场总线作为一种国际化开放式总线,具有兼容性强大，接线简单，结构紧凑的有点被广泛的应用于各个领域，促进了我国的发展。

参考文献：

[1]王晓红,徐立芳,李琳.基于PROFIBUS-DP现场总线监控系统的设计与实现[J].实验室科学,2010,(01).

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1计算机在冶金过程中的应用

在自动化产品方面，以计算机为基础的分布式控制系统逐渐开始替代过去的DCS系统，尤其是最近几年开始应用的现场总线、工业计算机以及网络信息技术。计算机过程控制系统将工艺知识、数学模型、专家经验以及智能技术有机的融合在一起，从而构成了一个全面完整的数据信息资源库，利用分布式控制系统结构，借助于工业以太网和传感器、控制器等进行连接，能够实现冶金企业生产情况的实时监控，有效的增强了系统的稳定性与控制型。比如说轧制作业，如下图1所示，我们在轧线上安装好板型控制、位置控制、厚度宽度控制等仪器，将获取到的信息通过PLC控制器传输到过程控制计算机中，在计算机进行分析之后，再借助于工业以太网传送到管理机，管理机根据这些数据信息发出操作指令。这样一套完整的管控一体化信息系统能够帮助我们对轧制生产的全过程进行有效控制，在很大程度上增强了冶金企业的自动化控制水平。

2人工智能的应用

所谓人工智能系统即是将神经元网络、专家系统以及模糊系统联系组合而成的控制系统，借助于模糊逻辑方式对传感器获取的测量数据实施判断与评价，从而发出相应的控制指令。在冶金自动化控制系统中，借助于计算机网络的优势，对冶金企业各方面的专业知识以及核心处理方案进行评价，通过计算机对相关设备实施智能控制。简要的说，即是将实际生产需要的工艺计算以及实际控制输入到计算机之内，而计算机通过模糊的逻辑方式对产生的情况作出深入的分析，从而再发出具有更高精确性的操作指令。现阶段国内大多数钢铁冶金企业都实现了从基础自动化到网络信息化的转变，也实现了冶金生产全过程的自动化控制。在网络化的技术前提下，我们能够实现对专家系统的开发升级，从而让冶金生产过程中的各项数据信息得以共享，作业人员只需要在操控室便能够进行控制与作出技术决策。

3计算机在企业信息管理中的应用

在冶金企业的生产过程中往往会形成大量的数据信息，若我们通过人工采集的方式不但需要耗费大量的时间，同时也容易出现误差，这就会对企业的基础管理工作产生较大的影响。在这一情况下，我们可以利用计算机构建一个性能强大的管理平台来完成这一任务。现代钢铁冶金企业通常来说包含了铁矿采购、烧结、炼铁、炼钢、连轧等复杂的工序，同时在这一过程中还需要供水供电等辅助工作，各个作业流程之间必须要紧密配合，关系到一系列的质量、调度和通讯管理，因此我们借助于计算机技术开发出一个综合的信息控制管理平台，在企业内部构建管理信息网络，把所有的数据信息以及生产工艺流程虚拟平台包含在内，利用这一系统我们能够使用计算机来进行更加优化的管理，确保各项管理工作的协调性。另外，信息控制管理平台还能够依靠其现代化的管理思路，将钢铁冶金企业内部各种资源充分利用起来，针对生产管理过程进行规划与调度，实现最佳的策略配置。

4计算机生产管理控制系统的主要功能

首先是冶金生产流程的全息集成，能够有效实现铁——钢——轧横向数据集成与相互传递，实现管理——计划——生产——控制的信息集成，另外还能够整合生产实时数据与关系数据库为数据信息仓库，借助数据挖掘技术来为企业的生产管理活动提供更加科学的决策。其次是计算机模拟技术，让企业的设计制造更加科学。利用计算机仿真、多媒体技术以及全流程模拟，基于各类冶金模型，实现流程离线仿真以及在线集成模拟，进而让企业生产组织、生产流程和产品设计开发更加优化。最后能够让企业生产制造更加智能化。对于生产组织管理来说，基于事例推理、专家知识的生产计划和运筹学中网络规则技术，可以为企业带来快速调整作业计划的能力，从而帮助企业增强生产组织的灵敏度。对于生产质量管理来说，借助于数据挖掘技术、统计计算以及神经网络分析技术，能够对冶金企业产品质量实施预报、跟踪和综合分析，按照生产过程中产生的数据信息，对生产中可能存在的品质异常问题进行判断。对成本控制管理来说，通过数据挖掘技术的应用，我们建立了动态成本模拟系统来对生产成本进行预测，依靠跟踪控制技术来实现原材料配比、能源供应以及生产调度的优化，在很大程度上降低了生产成本。

5结语

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关键词: 冶金机械；自动化；发展趋势

中图分类号：TV736文献标识码：A

随着我国经济的腾飞，金属冶炼工业在国民经济中所占的地位也越来越重要，为其它行业的发展打下了坚实的基础。随着科学技术的不断进步，特别是自动化技术的发展和不断的成熟，在冶金工业中发挥的作用越来越重要。冶金机械的自动化极大的提高了企业的生产效率、降低了生产成本，提高了企业的经济效益。

1冶金机械及自动化发展现状

随着我国经济的迅速发展，国民经济各个行业的发展都离不开冶金工业的支撑，冶金工业对于我国国民经济的稳定发展具有十分重要的战略意义。我国的现代化的冶金工业起步相对较晚，从上个世纪的七十年代开始，通过引进国外的技术和设备，在此基础之上进行消化和吸收，我国的冶金工业取得极大的成就，逐步建立起了独立自主的、相对比较完备的冶金工业体系，对于我国国民经济建设的开展具有十分重要的意义。与此同时，国内对于冶金机械和设备的研究也不断的取得进步，随着我国冶金工业的发展和壮大，我国的冶金机械设备的水平以及自动化的程度有了很大程度的提高，已经逐渐朝着大型化、综合化以及集成化的方向发展。进步新世纪以来，随着以电子计算机技术为核心信息技术的发展和不断的成熟，我国的冶金工业的自动化程度又获得了一次巨大的跨越式的发展。

近年来，我国的冶金机械的研究和开发取得了丰硕的成果，2008年鞍钢建成2.15米热连轧机以及2.13米准予连轧机，并投入使用，我国的冶金机械设备制造技术取得了不小的成就，摆脱了对于国外设备的以来，尤其是大型宽厚板轧机已经基本上实现了国产化。当前我国的冶金设备的研究逐渐朝着自主研究的方向发展，冷连轧机组的研发取得了突破性的进展，常规冶金设备已经基本上可以实现国产化。随着我国冶金机械设备的快速发展，给冶金自动化技术的发展带来了广阔的发展空间，打下了坚实的基础，基本上实现了原料生产、焦化生产的自动化，这极大的促进了我国冶金工业的发展。随着我国计算机技术的发展以及在各个领域的广泛使用，我国的冶金自动化生产过程中也大量的引进了计算机技术，提高了管理效率、降低了成本、提高了冶金工业的整体发展水平，为我国国民经济的稳定快速的发展打下了坚实的基础。

早在2006年,冶金行业的自动化系统集成项目就以控制（大型PLC为主）和传动为主。在原料、烧结、焦化、高炉、转炉、电炉（炼钢）、精炼炉、连铸、轧机、加热炉、均热炉、铁合金电炉、铝电解等环节均涉及自动化系统集成业务。其中PLC已经尤为冶金行业的主流控制系统。在冶金行业中,轧钢的自动化程度很高,它包含了自动燃烧控制模型、轧制节奏控制模型、粗轧自动宽度控制模型、精轧设定模型、板形设定和控制模型、精轧出口温度控制模型、卷取温度控制模型、卷取设定模型等,做好轧钢自动化,PLC硬件、软件控制都很重要,为冶金自动化的发展带来了新的机遇。

计算机技术的发展使现代机械自动化发生了质的飞跃,当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能,智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术,网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态以赢利为目刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体,形成严密的制造过程闭环控制体系。这种新技术应用于冶金机械制造将会给冶金工业带来新的发展契机。

2冶金机械及自动化的发展趋势

以计算机技术以及人工智能技术和核心的信息化技术的发展，给冶金机械的发展带来了一种新的发展空间。在冶金机械设备中越来越多的集成了可编程的控制系统，大量传感器的使用极大的提高了信息收集的效率与准确性，这些都推动了冶金工业机械自动化的发展速度，提高了冶金机械的工作效率，降低了设备的损耗，扩展了设备的功能，提高了企业的经济效益。

“ 十一五”期间,我国冶金工业中的炼铁设备。炼钢设备、连铸设备、轧制设备（板带钢轧制设备、型线棒管轧制设备、热轧钢材控冷设备）等都有新的突破,为冶金工业的发展补充了硬件设施。未来国际冶金自动化发展趋势如下。

(1)基于数字模拟和仿真技术的研发,实现冶金全流程动态分析、评估和精准设计。

(2)综合考虑生产效率、能耗物耗和环境指标的多目标实时优化。

(3)产品指标、运行指标和控制指标协同的全面闭环控制。

(4)数据驱动和知识驱动相结合的复杂过程建模和先进过程控制。

(5)先进传感技术和软测量结合的关键工艺参数的在线连贯测量。

(6)结合考虑物质流、能量流优化的先进能源管理和控制。

针对国际冶金行业的发展趋势,我国冶金自动化发展趋势主要表现在以下几方面。

(1)过程控制系统的发展。采用先进的电子数控技术和新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、冶金环境下可靠性技术等,实现冶金流程在线检测和监控系统。

(2)冶金技术信息化发展。在工业生产控制中,网络就是中枢神经,以工业生产起到控制作用。在冶金工业中,以计算机技术为先锋的网络技术、电子数控技术、计算机仿真技术、多媒体技术、计算力学技术等在冶金流程中实现集成模拟系统,通过人机交流,模拟钢铁生产全过程,进而推进冶金工业生产制造的智能化。

(3)生产管理系统的发展。冶金工业的自动化不仅仅的包括机械的自动化，也包括管理的自动化，主要包括地生产进行相应的协调、对产品的质量进行严格的把关、对企业的资源以及能源的使用进行优化配置，提高能源的使用效率。通过管理的自动化，将企业的生产人员以及冶金机械设备进行有机的联合，使其有效地进行运作，从而保证整个企业的生产活动有条不紊的进行，提高人力资源、能源的使用效率，降低成本，提高产品的质量，从而使企业在激烈的竞争中占据优势地位。

3结语

随着信息时代的到来以及我国钢铁工业在数量和质量方面的发展为冶金机械及自动化技术的发展即提供了机遇,也提出了新的挑战。面对冶金企业花巨资大量引进的国外软硬件产品、先进技术和自动化系统,我国冶金机械研制及自动化开发工作者仍然任重道远。冶金机械的自主研制及冶金自动化技术发展,必须注重将高科技融入其中,注重提升性能,加强过程工艺、工装设备、企业管理、生产组织、自动化等多专业的产学研联合攻关,全面提高我国冶金工业经济效益和综合竞争力,促进我国冶金自动化软硬件产业的跨越式发展。

参考文献：

[1] 我国冶金自动化发展状况与趋势分析[J].可编程控制器与工厂自动化,2009, (02).

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关键词：自动化技术；钢铁冶金行业；电力保护；PLC控制；钢厂 文献标识码：A

中图分类号：TF31 文章编号：1009-2374（2015）15-0044-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.022

自动化技术在钢铁冶金行业中具有积极的应用价值，其在未来具有良好的发展方向。目前，钢铁冶金行业中逐渐意识到自动化技术的重要性，积极对待自动化技术，稳定其在钢铁冶金行业中的应用，拓宽自动化技术的应用范围。钢铁冶金行业的发展越来越迅速，增加了自动化技术的应用压力，也提供了发展的条件，优化自动化技术在钢铁冶金行业中的发展。

1 自动化技术在钢铁冶金行业中的应用

自动化技术在钢铁冶金行业中表现出很大的应用价值，主要体现在两个方面：一类是钢铁冶金的电力保护；另一类是PLC应用。对其做如下分析：

1.1 电力保护

电力保护的重点是钢铁冶金电力运行中的继电保护，利用自动化技术提高继电保护的水平，及时隔离电力运行中的故障，保障钢铁冶金行业的生产效益，降低其在生产中的损耗，维护持续供电的方式。现代80%的钢厂已经采用了自动化的电力保护，深化自动化技术的应用，提高电力保护的水平，例如：钢厂运行的过程中，针对供电系统采取自动化的电流电压保护，根据公式E（t，t0）=f（t）-C=q（t0）和E（t，t0）=E（t，t，0）+E（t，0，t0）（E=热电势，t=测量温度，t0=变化温度，当t0处于恒定状态时，即可通过公式监测电力变化），主动消除电力保护中的误差，一旦电力线路发生动态变化，自动化技术作用下的电力保护，检测到电流或电压超出安全值后，保护器会自动断开，控制线路上的电力故障，避免电力故障影响钢厂的运行生产，有利于提高电力运行的安全水平。

1.2 PLC控制

PLC是钢铁冶金行业自动化技术的典型，因为PLC具有自动化编程的特点，其可按照钢铁冶金生产的需求，设计可用的自动化程序，所以其在钢铁冶金生产中达到自动化的水平。PLC与钢铁冶金生产存在密切的联系，关系到钢铁冶金生产的安全性，列举钢铁冶金行业中比较常见的PLC应用，如：（1）为钢铁冶金提供程序化的控制方式，通过PLC改变生产中的工艺参数，如PLC控制钢铁生产中的差压流量，自主运行公式：qf=.e..d2.，qf表示钢铁生产中的体积流量，C=流出系数，β=d/D，ρ=差压值，ρ1=流体密度，如果流体为天然气，PLC会自动执行公式：qn=As.c.E.d2.FG.ε.FZ.FT.，实现高标准的钢铁冶金生产，降低了生产控制的规模和难度，体现了集成控制的优势；（2）调节相关工艺的速度，保障多项工艺内的机械速度都能处于协同控制的状态，体现PLC对调节的控制性；（3）编程模拟与控制，针对钢铁冶金行业中的机械控制提供了安全的模拟方式，有利于钢铁与冶金行业的安全生产，钢铁冶金行业中的除尘工艺、加料工艺等均采用了PLC，发挥PLC自动控制的优势。

2 钢铁冶金行业对自动化技术的需求

钢铁冶金行业对自动化技术的需求比较大，主要是在科学技术发展的带动下，体现出了自动化技术的优势。钢铁冶金行业的生产规模越来越大，涉及到的工艺和技术呈现复杂化的发展趋势，需要利用自动化技术，支持钢铁冶金行业的发展，分析钢铁行业对自动化技术的需求，如下：

自动化技术的逻辑控制需求，其在钢铁冶金行业中发挥准确的控制作用，提供机械化、信息化的控制方式，落实自动化技术的控制途径，保障钢铁冶金行业的生产效率。钢铁冶金行业利用自动化技术实现智能控制，辅助智能化的编程，充分应用自动化的技术与系统，为钢铁冶金行业提供可靠的技术支持，确保钢铁冶金的效率与效益，有利于钢铁冶金行业的综合化发展，通过自动化技术优化了钢铁冶金行业的生产环境，保障多学科的融合化发展，满足钢铁冶金行业对自动化技术的实践需求。

3 自动化技术在钢铁冶金行业中的未来发展

自动化技术在钢铁冶金行业中起到重要的作用，一方面提高钢铁冶金的自动化水平，另一方面改进钢铁冶金的生产工艺，体现技术型的控制优势。自动化技术成为钢铁冶金行业的重点，表现出良好的发展趋势，分析自动化技术的未来发展。

3.1 自动化控制的高效性发展

钢铁冶金行业的自动化技术，其对控制性能的要求比较高，需要具备高效性的特点，由此才能适应钢铁冶金行业的发展。现代钢铁冶金行业中引进了智能化、数字化的技术，增加了自动化控制的负担，所以针对自动化技术提出高效性的发展要求，促使其在未来发展中达到高效的规范标准，适应钢铁冶金行业的发展需求，最大程度地提高自动化的控制效率。高效性是钢铁冶金行业自动化技术的基础发展，辅助钢铁冶金行业改进生产工艺，保障自动化生产的效率。

3.2 自动化技术的一体化发展

一体化的自动化技术具有集成的特点，其在钢铁冶金行业中涉及到电子、电气等多项技术，推进自动化技术一体化的融合性发展。一体化的自动化技术解决了传统技术在钢铁冶金行业中出现的应用问题，落实一体化的操作途径。例如：钢铁冶金行业自动化技术中的EIC，联合了仪表、电气等技术，明确划分钢铁冶金行业中的生产工艺，充分利用逻辑控制的方式，避免出现逻辑上的问题，EIC还能在自动化技术一体化的基础上，引进运行软件的应用，提高EIC软件控制的能力，按照钢铁冶金行业的需求，推进EIC的一体化发展，表明自动化技术一体化的应用价值。

3.3 低成本发展趋势

低成本是指自动化技术的资源控制，在保障自动化技术准确应用的基础上，降低钢铁冶金行业的资源投入，还要提高自动化技术的运行效益。自动化技术低成本的发展趋势，需要采用模块化的发展方式，优化钢铁冶金行业的资源配置，而且低成本是现代工业的一种趋势，其在钢铁冶金自动化方面体现出了积极性。例如：冶金行业中的自动化技术，利用IPC模块，结合CIMS、STD，限制资源投入的规模，有目的的控制成本的投入，打破冶金行业资源高消耗的方式，自动化技术的低成本发展，更有利于自动化技术的应用，展示自动化技术低成本的优势。低成本已经成为自动化技术在钢铁冶金中的一项趋势，满足钢铁冶金行业的未来需求，体现自动化技术低成本的实践性。

4 结语

自动化技术改善了钢铁冶金行业的发展，促使其在未来具备良好的发展趋势。钢铁冶金行业的自动化发展，提高了对自动化技术的应用力度，也是自动化技术未来发展的因素。自动化技术提升了钢铁冶金行业的发展水平，完善钢铁冶金制造的环境，体现了自动化技术的应用价值和优势，缓解了钢铁冶金行业的发展压力。

参考文献

[1] 袁尚.冶金自动化技术的发展现状[J].科技资讯，2014，（10）.

[2] 陈勇.变频控制技术在钢铁冶金行业的应用[J].四川冶金，2012，（5）.

[3] 胡艳妮.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用

[J].科技与企业，2014，（12）.

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【关键词】铁矿山行业；自动化；进程；研究

1.铁矿山行业自动化发展现状

1.1国外发展现状

国外在铁矿山的自动化进程中已经有了很大的发展，都取得了很显著的成绩。比如像加拿大Algosys公司在过程控制方面有十分好的优化技术，该技术可以达到很高的过程控制自动化的水平。赫伯恩工程公司（Hepburn Engineering）研究开发的矿井提升机在线控制系统，可以有效提高生产效率，并且大大降低了生产过程中的危险性。隧道无线电（Tunmel Rodio）公司研制的遥控铲运机已在瑞典LKAB公司的基律纳铁矿中广泛地试验了称为TRAMII的矿山管理系统软件，它是当今世界上最先进的铁矿山铲运机的遥控自动化设备。

1.2国内发展现状

我国在铁矿山自动化进程起步较晚，但截至目前也有了一定的成果，比如在选矿技术方面，选矿技术得到很高的重视。球磨机自动控制、旋流器自动控制等技术的广泛应用不仅提高了选矿厂的管理档次，还给其带来了巨大的经济效益。再如我国在矿井通风自动化的研究中，其中主要有主通风机调速和通风系统的自动控制。我国在主通风调速方面的主要成果有可控硅串级调速和可控硅变频调速，这些装置不仅实现了自动化，还大大降低了能源消耗。在通风系统的自动控制方面，锡矿山矿务局南矿成功实现了微机控制的主通风机和通风系统的集中控制。

2.铁矿山行业自动化过程的发展前景

我国是一个钢铁大国，钢铁业的发展直接影响着我国经济的发展。而铁矿石又是钢铁工业的基本原料，因此铁矿山行业自动化的发展在我国经济发展进程中占据着举足轻重的地位。我国与美国是世界上两大铁矿石大国，我国有丰富的铁矿资源，但其品质一般，富矿数量较少。同时，钢铁需求量不断增大，国外进口铁矿的价格不断上升，从而刺激了国内铁矿山开发建设规模不断扩大。因此，如何以较低的投入获取较高的利润对于铁矿山行业有着更加重大的意义。电气自动化即可以保证选矿的准确性和高效性，又可以保证采矿的安全性和经济性，进一步促进我国铁矿山行业的发展。

在铁矿山的开采过程中，矿石破碎机和铲运机是十分重要的重型机械。其形状尺寸大，操作危险，而又需要经常移动。这就给铁矿山行业的发展带来了很大困难。加入可以采用自动化的框式破碎机和铲运机，不仅保证工作人员的人身安全，还可以大大提高生产效率，提高市场竞争力。这些技术在国外都已经有了很广泛的使用，因此我国必须尽快实现电气自动化，才能与世界接轨，提高国家竞争力。

3.铁矿山行业自动化过程中面临的问题

在铁矿山行业自动化进程中我们面临着很多的困难，这些困难也暴露出我国的自动化进程中存在的诸多问题。比如说，新建的铁矿山迅速增长，生产规模急剧扩大，但是如何做到矿山的回收以及净化，这是一个十分严峻的问题。此外，我国自产精矿量逐年下降，而进口量逐年上升。品位较高的老矿山资源枯竭，新建的矿山大都品位较低，致使我国对国外的依赖度越来越高。怎样充分利用品位高的老矿山资源，并且投资建设一系列新的品味较高的新矿山，这是研究者们面临的最大困难。

3.1理论知识不足

铁矿山行业与其他行业不同，其工作条件、技术手段、所用设备都与一般行业不同。而在目前我国铁矿山行业自动化的发展进程中，常常会有将其他行业的自动化成果照搬过来，这不仅得不到预想的成果，反而会出现更多的问题。此外，我们国家还要增强对铁矿山自动化的重视程度，增加创新性，培养更多的专业人员参与研究，为我国铁矿山行业电气自动化打好坚实的理论基础。

3.2缺乏实践经验

实践是检验真理的唯一标准，而在我国铁矿山自动化进程中，许多研究都停留在了理论阶段，而没有付诸实践检验。有些也仅仅在一次的检验中出现故障从而宣告失败，而没有及时研究问题的所在。这就大大挫伤了研究人员的信心，导致我国铁矿山自动化进程发展缓慢，甚至停滞不前。针对这一问题，我们要持有不畏辛苦的精神，充分实验，做足前期准备后，尽快进入实践阶段。还要注意观察检测运行过程中出现的问题，及时改正，进一步优化，从而使铁矿山自动化有质的飞跃。

3.3管理制度存在缺陷

我国铁矿山进程已有了一定的发展成果，但是国内却还没有一个统一的标准来管理和控制这些设备和系统。正因为如此，大大小小的厂家生产出了各种不同的设备供自己使用，而没有广泛的适用性。不同的铁矿山各种条件又不尽相同，这就导致了研究者们研究出来的自动化成果只适用于某一个或几个矿山，即时地理条件的改变就会严重影响电气自动化设备的效率。另一方面，实力较强的公司投入大量的人力财力进行科学研究，进而占据了大部分的市场。其他的企业大都直接购买这些研究成果来使用，从而大大降低了自动化设备的创新性研究。鉴于这个问题，各企业要联合起来共同研究，各部门协力合作，不做重复的研究，也不一心购置其他公司的研究成果，这样可以大大增快我国铁矿山行业的自动化进程。

总而言之，要想使矿山行业得到更好的发展，必须要了解矿山行业发展历程，尤其是发展过程中，存在的一些问题，只有这样才能更好的完善其中存在的不足。我国铁矿山行业的自动化在未来的应用中具有广阔的前景，电气自动化研究也成为了主流趋势，我国也在逐渐致力于自动化电气设备的研究。不可否认，这其中还有很多问题需要我们解决和完善，但我们的信心和决心以及极大的努力，将会使我国的铁矿山自动化有巨大的发展，跻身世界之列。

参考文献

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