自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中應(yīng)用

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1、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中應(yīng)用鋼鐵的生產(chǎn)一般要經(jīng)過(guò)選礦、燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋鋼等工序，生產(chǎn)過(guò)程冗長(zhǎng)而繁雜，高溫、高輻射、粉塵的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工作人員的健康危害極大，同時(shí)有一些生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)非人力可以實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)現(xiàn)冶金生產(chǎn)自動(dòng)化控制并利用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)分系統(tǒng)之間的無(wú)縫連接對(duì)于鋼鐵企業(yè)的發(fā)展是不可或缺的。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，我國(guó)鋼鐵行業(yè)開(kāi)始將自動(dòng)化控制系統(tǒng)引進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是一些大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)投入大量資金建設(shè)自動(dòng)化項(xiàng)目，其自動(dòng)化控制已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但是我國(guó)冶金行業(yè)總體在自動(dòng)化程度不高，科研資金投入不夠遠(yuǎn)低于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，所以冶金行業(yè)要更加重視自動(dòng)化對(duì)的引進(jìn)。1我國(guó)冶金工業(yè)自動(dòng)

2、化發(fā)展現(xiàn)狀1.1我國(guó)冶金工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀7在冶金企業(yè)中，控制系統(tǒng)為分級(jí)結(jié)構(gòu)：0級(jí)是采集執(zhí)行層（傳感器和執(zhí)行器），完成物理量的測(cè)量和控制命令的具體執(zhí)行；1級(jí)是控制層（即所謂的基礎(chǔ)自動(dòng)化），完成生產(chǎn)工藝過(guò)程的集中控制；2級(jí)一般為生產(chǎn)模型計(jì)算，用于生產(chǎn)控制的優(yōu)化；3級(jí)為生產(chǎn)管理和調(diào)度系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)調(diào)度各工序間的協(xié)同工作；4級(jí)則是企業(yè)信息系統(tǒng)層。這些層面均需有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成互聯(lián)的有機(jī)整體。在2級(jí)以上（含2級(jí)）層面大都采用以太網(wǎng)，1級(jí)以下（含1級(jí)）一般是專用網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)有向工業(yè)以太網(wǎng)方向發(fā)展態(tài)勢(shì)），采用專用的控制設(shè)備及軟件。其中，各種網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫集成是冶金企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。因此做好控制和管理

3、系統(tǒng)的信息集成，避免出現(xiàn)“自動(dòng)化孤島”，企業(yè)信息化才能落到實(shí)處，且真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化程度得到大大提高，從鐵礦石堆放場(chǎng)、選礦、燒結(jié)廠、高爐、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、連鑄、軋鋼等鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)工序現(xiàn)場(chǎng)，自動(dòng)化設(shè)備隨處可見(jiàn)，不僅配備了比較先進(jìn)的單機(jī)操作系統(tǒng)，而且還有完善的集散式分布系統(tǒng)。目前我國(guó)的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)比如：寶鋼、首鋼、武鋼等從國(guó)外引進(jìn)了先進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和設(shè)備，然后進(jìn)行吸收消化、改進(jìn)創(chuàng)新，因地制宜，使之符合自身的實(shí)際生產(chǎn)需要，其自動(dòng)化水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)鋼鐵行業(yè)的越來(lái)越高的要求，一些落后的設(shè)備被淘汰，新建的項(xiàng)目大多數(shù)

4、都配備了自動(dòng)化系統(tǒng)和單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，比如即將開(kāi)工建設(shè)的武鋼的防城港和柳鋼的湛江項(xiàng)目，將會(huì)成為我國(guó)南方的精品鋼材基地。1.2我國(guó)與國(guó)際冶金自動(dòng)化發(fā)展水平差距7在鋼鐵自動(dòng)化生產(chǎn)產(chǎn)品方面，國(guó)內(nèi)從事冶金工業(yè)自動(dòng)化工程建設(shè)的電氣公司與國(guó)外著名的公司相比，存在兩個(gè)方面的差距：第一，我國(guó)缺乏相應(yīng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，大多都是依賴國(guó)外進(jìn)口，缺少一個(gè)固定的硬件和軟件運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)。沒(méi)有自己的品牌，比如這個(gè)項(xiàng)目配備的是德國(guó)西門子的系統(tǒng)，另一個(gè)項(xiàng)目也許選擇ABB作為控制系統(tǒng)，甚至一些國(guó)外幾年前已經(jīng)淘汰的自動(dòng)化系統(tǒng)如：可編程邏輯控制器（PLC）、集散控制系統(tǒng)（DCS）也被一些企業(yè)引入到生產(chǎn)中來(lái)，即使是一個(gè)企業(yè)不同的單位

5、使用的系統(tǒng)也可能不一樣，這樣就給選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集合各個(gè)分系統(tǒng)帶來(lái)一定的難度；第二，在成套技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)方面，國(guó)內(nèi)沒(méi)有國(guó)外豐富。國(guó)內(nèi)的冶金自動(dòng)化從改革開(kāi)放才開(kāi)始發(fā)展，起步較晚。一套完整的自動(dòng)化系統(tǒng)除了包括方案說(shuō)明、參數(shù)配置、程序調(diào)試、功能說(shuō)明，還應(yīng)該包括一些關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、檢測(cè)儀表的選型和安裝等。2自動(dòng)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的運(yùn)用鋼鐵生產(chǎn)工序多而復(fù)雜，由此控制系統(tǒng)均采用分級(jí)結(jié)構(gòu)：0級(jí)主要是執(zhí)行具體命令；1級(jí)主要是集中控制生產(chǎn)過(guò)程；2級(jí)主要通過(guò)模型計(jì)算，優(yōu)化生產(chǎn)控制；3級(jí)主要是調(diào)度，保證各工序協(xié)調(diào)工作；4級(jí)是企業(yè)信息系統(tǒng)層。不同的工序都會(huì)有自己的自動(dòng)化系統(tǒng)，現(xiàn)在我國(guó)鋼鐵行業(yè)面臨的一個(gè)難題就是

6、尋找一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)把這些層面互有機(jī)整體，避免出現(xiàn)“冶金自動(dòng)化孤島”，解決各種網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)冶金企業(yè)的信息化建設(shè)。2.17現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)（fieldbuscontrolsystem簡(jiǎn)稱FCS）產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，目前有60多個(gè)不同廠家生產(chǎn)的總線產(chǎn)品，如基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線、Profibus、由德國(guó)BOSCH公司推出的CAN、由Rosemout公司開(kāi)發(fā)并得到八十多家著名儀表公司支持HART（HighwayAddressableRemoteTransduer縮寫）等。其在實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)的無(wú)縫集成、溝通生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、控制設(shè)備、企業(yè)更高的系統(tǒng)管理層之間的聯(lián)系等方面有其

7、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因而被冶金行業(yè)廣泛運(yùn)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：系統(tǒng)開(kāi)放、各系統(tǒng)之間既可功能自治也可以互相操作、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極其分散、對(duì)不同生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。2.2工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）的應(yīng)用冶金行業(yè)和其他行業(yè)一樣，自動(dòng)化控制裝備的進(jìn)展經(jīng)歷了從PLC、DCS到FCS的擴(kuò)展，近年來(lái)，隨著PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）機(jī)的出現(xiàn)，在自動(dòng)化控制設(shè)備和系統(tǒng)中IPC得到了眾多企業(yè)的親睞。7所謂工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）就是指把個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）的硬件進(jìn)行加固