韓妍妍

（山信軟件股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

當(dāng)下的時(shí)代是信息與網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，通過智能技術(shù)來進(jìn)行冶金工程控制的自動(dòng)化管理的趨勢(shì)不可阻擋。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)通過傳輸網(wǎng)網(wǎng)管來進(jìn)行對(duì)于冶金系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管，對(duì)于其出現(xiàn)的問題及時(shí)給予控制中心反饋，并定位事故點(diǎn)來提升操作效率，提高了網(wǎng)管系統(tǒng)的穩(wěn)定性從而加強(qiáng)了冶金系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管能力，幫助冶金企業(yè)更好的在網(wǎng)絡(luò)化和信息化的時(shí)代發(fā)展。

1 冶金自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

冶金過程是一個(gè)較為復(fù)雜的工作工程，這決定了冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中，受到多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的影響，對(duì)其同步性能有著較高的要求。目前我國(guó)的冶金自動(dòng)化系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、綜合管理系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)為主。

1.1 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)

在冶金控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成中，基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)是最為重要的組成部分，也是直接影響冶金自動(dòng)化控制水平的系統(tǒng)。目前我國(guó)冶金企業(yè)主要使用PLC、DCS控制系統(tǒng)為主。

1.2 過程控制系統(tǒng)

在基礎(chǔ)的工業(yè)冶金環(huán)節(jié)中，過程控制是重點(diǎn)控制流程之一，冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中過程控制系統(tǒng)也可以被稱為檢測(cè)工作流程是否連續(xù)在線的一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，過程控制系統(tǒng)以控制冶金自動(dòng)化流程為主要目標(biāo)，將操作工藝的閉環(huán)控制、能源協(xié)調(diào)控制與產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)結(jié)合，并采用先進(jìn)的新型傳感器輔助，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)控制的完美結(jié)合，極大程度上的提高了冶金控制系統(tǒng)的在線能力。

1.3 綜合管理系統(tǒng)

冶金工作是一個(gè)復(fù)雜的流程，其中需要較為復(fù)雜的管理系統(tǒng)來完善冶金工作的綜合治理，在企業(yè)決策、生產(chǎn)管理控制等方面集合形成一個(gè)完備的冶金數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)冶金自動(dòng)化在冶金生產(chǎn)、日常管理中數(shù)據(jù)整合形成。為冶金工作和企業(yè)管理提供切實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

1.4 信息管理系統(tǒng)

企業(yè)信息管理系統(tǒng)是冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的一大組成部分，是幫助企業(yè)做出產(chǎn)品制造信息、幫助企業(yè)在冶金過程中收集冶金數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工程信息共享的重點(diǎn)管理系統(tǒng)。

2 冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1 較高的安全性能

冶金自動(dòng)化相較于傳統(tǒng)的機(jī)械制造具有更高的安全性能，在自動(dòng)保護(hù)，自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)診斷等多方面具備優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造過程中，簡(jiǎn)單的冶金只在流程遇到設(shè)備故障情況，許多員工來不及停止工作，一些設(shè)備也得不到相應(yīng)的控制，很容易出現(xiàn)安全的隱患。而在使用冶金自動(dòng)化的設(shè)備中，在整個(gè)生產(chǎn)流程中，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障或是電氣控制等問題，控制中心可以及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)措施來最大程度的減少人員傷亡和設(shè)備損壞，讓整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程真正做到的了安全生產(chǎn)。

2.2 自動(dòng)化操作性能

在自動(dòng)化冶金應(yīng)用上，冶金自動(dòng)化技術(shù)采用程序控制和數(shù)字顯示，極大提升了自動(dòng)化生產(chǎn)的效率，簡(jiǎn)化了冶金自動(dòng)化生產(chǎn)的操作步驟。近年來隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，電子控制系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)程序控制，使得冶金自動(dòng)化在具備著高度的自動(dòng)化的同時(shí)也具備著一定的智能性，可以在一定范圍內(nèi)自動(dòng)尋找符合當(dāng)前工況的最優(yōu)工作程序。

2.3 較高的生產(chǎn)效率

冶金自動(dòng)化采用現(xiàn)代技術(shù)控制機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的人工冶金流程的生產(chǎn)步驟，在自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備靈敏性，設(shè)備控制柜精確度和自動(dòng)化水平上較于傳統(tǒng)冶金流程有著明顯的提升。通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化預(yù)設(shè)參數(shù)的設(shè)計(jì)，讓生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備可以按照不同的要求進(jìn)行精密化的冶金工藝生產(chǎn)，保證工作進(jìn)度和生產(chǎn)質(zhì)量。

3 冶金系統(tǒng)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

3.1 自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)

燒結(jié)工業(yè)的冶金自動(dòng)化中常使用的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)為自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)。主要構(gòu)成有moxa交換器、主操作站、PLC控制站，以交換機(jī)的控制管理能力為主，將通訊店上的IP地址、MAC與燒結(jié)控制管理設(shè)備的IP進(jìn)行綁定，幫助提高其管理控制能力。

3.2 通訊方式

在冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要通訊方式以工業(yè)以太網(wǎng)為主。使用工業(yè)以太網(wǎng)、MB+通訊模塊提升自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊能力，提高單次數(shù)據(jù)傳輸量和穩(wěn)定新，滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)中各模塊的交換需求。

3.3 工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)是廣泛應(yīng)用于冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，是以樹形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)為主的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制體系。在冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要使用的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備有集線器、交換機(jī)和路由器。

在冶金自動(dòng)化中，通常采用較為繁冗的冗余系統(tǒng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，以此來提高冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率和控制穩(wěn)定性。以太網(wǎng)絡(luò)主要使用的通訊系統(tǒng)為PLC與PLC通訊和PLC與HMI之間的通訊，并以通訊速度快，傳輸效率高為主要優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)化冶金控制中，使用工業(yè)以太網(wǎng)主要有實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)，可以在固定時(shí)間段內(nèi)整合工業(yè)制造的大量需求，將其聯(lián)合到其他控制服務(wù)器以此來形成一個(gè)多網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)工作的控制系統(tǒng)。

在燒結(jié)過程中，使用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)可以有效的連接各燒結(jié)設(shè)備的工作情況，使用一個(gè)完善的操作終端來監(jiān)控工廠內(nèi)部的所有燒結(jié)設(shè)備，對(duì)其同時(shí)進(jìn)行工作管理和狀態(tài)監(jiān)控，極大程度上的提高了燒結(jié)工作的穩(wěn)定性。在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)使用工業(yè)以太網(wǎng)還可以有效的通過優(yōu)化以太網(wǎng)服務(wù)標(biāo)簽，減少不必要的網(wǎng)絡(luò)通訊過程，減少工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)效率，在實(shí)際的冶金自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，企業(yè)還可以使用雙服務(wù)器的方式來確保上位系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.4 冶金網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制存在的問題

一般的冶金自動(dòng)化控制使用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)光傳輸主網(wǎng)可以覆蓋范圍較小，并連接冶金工廠其中的設(shè)備組成了一個(gè)復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。該地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一由中心站來進(jìn)行管理，來對(duì)于該地區(qū)的工藝分配進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。但是單級(jí)上位控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，容易出現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的管理問題。一是對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備的告警顯示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障的同時(shí)由于其通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，很難定位到某一具體設(shè)備和連接點(diǎn)。二是網(wǎng)元初始化配置和狀態(tài)監(jiān)管，冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元眾多，一旦出現(xiàn)多網(wǎng)元飽和狀態(tài)時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)的控制中心就有可能出現(xiàn)死機(jī)和停機(jī)的狀態(tài)，中心站給予一個(gè)明確的網(wǎng)元配置信息和初始化配置，方便通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元管理，提高冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理的穩(wěn)定性。

4 多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用

多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制技術(shù)在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效的減少燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)率，降低大部分高爐鐵水成本，改善轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率和控制板材成材率。本文以板材生產(chǎn)自動(dòng)化多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制技術(shù)為例進(jìn)行分析。

在基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通過多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集行為的強(qiáng)化，通過Prof i bus連接傳動(dòng)系統(tǒng)，采集傳動(dòng)的控制速度，通過485通訊，或者以太網(wǎng)通訊采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到軋鋼系統(tǒng)的二級(jí)模型中，通過模型計(jì)算，及時(shí)調(diào)整控制數(shù)據(jù)，提高板材的性能和成材率。這些網(wǎng)絡(luò)為模型計(jì)算提供基礎(chǔ)，模型計(jì)算的實(shí)時(shí)調(diào)整減少了人工干預(yù)帶來的質(zhì)量不穩(wěn)定因素，這也是提高生產(chǎn)效率的重要手段。所有的軋制數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)，傳送到信息管理系統(tǒng)中，做到各部門之間還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，從根本上來提高冶金工作效率，核算生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

冶金制造是我國(guó)發(fā)展工業(yè)的重要行業(yè)，是其他機(jī)械制造和相關(guān)行業(yè)的基礎(chǔ)。為提高冶金工業(yè)自動(dòng)化管理技術(shù)，企業(yè)要結(jié)合自身實(shí)際生產(chǎn)需求和發(fā)展?fàn)顟B(tài)，合理的選擇并使用符合自身自動(dòng)化控制水平的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幫助企業(yè)提高冶金質(zhì)量和效率，以此來推進(jìn)我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展速度。