王雪原，安志偉

（承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?，河?承德 067300）

鋼鐵冶金企業(yè)在我國能源制造過程中所發(fā)揮的作用不容小覷，社會各界也在鋼鐵冶金企業(yè)對于現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用方面給予了相應(yīng)的重視。就當(dāng)前階段鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)狀況以及生產(chǎn)特點來看，自動化技術(shù)的應(yīng)用便是其獲得更進(jìn)一步發(fā)展的有效手段。自動化儀表為鋼鐵冶金企業(yè)自動化技術(shù)當(dāng)中非常重要的一項內(nèi)容，其對冶金企業(yè)的日常生產(chǎn)和運(yùn)營造成直接性的影響。因為在企業(yè)實際開展生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生許多的粉塵廢氣以及廢水，而自動化儀表運(yùn)行的效率和最終的生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)對環(huán)境造成的影響之間存在著非常密切的聯(lián)系。對自動化儀表技術(shù)開展更為深入地探索與研究便可以使鋼鐵冶金企業(yè)對其有一個更加充分的認(rèn)知，進(jìn)而根據(jù)企業(yè)發(fā)展的實際需求來加強(qiáng)對其的應(yīng)用，這對于推動鋼鐵冶金企業(yè)的更進(jìn)一步發(fā)展來說具有非常積極的意義。

1 自動化儀表的概述

自動化儀表具體來說其主要是儀表和自動化技術(shù)的有效融合，能夠自動開展信息的轉(zhuǎn)換、傳輸以及處理，也能夠依據(jù)處理完成之后的相關(guān)結(jié)果實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的有效控制，以此來更好地滿足實際的控制要求。其主要的組成部分為以下：轉(zhuǎn)換信號的變送器、信號處理的控制器、執(zhí)行控制指令的執(zhí)行器以及用來顯示最終結(jié)果的顯示器[1]。因為在自動化儀表當(dāng)中存在能夠和微機(jī)進(jìn)行連接的接口，因此便能夠?qū)⑵浜臀C(jī)連接在一起，方便相關(guān)參數(shù)的傳送，可以將其看作為自動化控制系統(tǒng)的眼睛。將功能作為依據(jù)開展自動化儀表的劃分，能夠?qū)⑵浞殖蓹z測儀表與控制儀表。在這當(dāng)中的檢測儀表在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用較為廣泛，通過對其的應(yīng)用便能夠有效地檢測出工作開展所需要的相關(guān)物理量，例如溫度、流量以及液位等。檢測儀表在實際當(dāng)中的應(yīng)用，根據(jù)實際的用途也被稱為溫度儀表、流量儀表以及液位儀表等。而控制儀表主要是對相關(guān)參數(shù)展開檢測的基礎(chǔ)上添加了控制，在控制指令下，能夠通過儀表來進(jìn)行生產(chǎn)過程的有效控制。當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的控制儀表主要有DCS集散控制系統(tǒng)以及PLC可編程控制系統(tǒng)等。

2 自動化儀表技術(shù)在鋼鐵冶金企業(yè)當(dāng)中所發(fā)揮的作用

2.1 自動化儀表技術(shù)為鋼鐵冶金企業(yè)的基本保障

當(dāng)前階段我國的冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中或多或少會應(yīng)用一些高溫、粉塵以及一些有毒害的工藝，因此需要對生產(chǎn)過程當(dāng)中存在的壓力、流量以及溫度一些條件給予嚴(yán)格的控制。自動化儀表在冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的主要作用就是進(jìn)行各方面條件的檢測，比如生產(chǎn)過程中的氣體條件，結(jié)合生產(chǎn)過程中自動化儀表所顯示的氣體濃度、氣體以及液體的種類以及氣體野地的質(zhì)量，再結(jié)合所應(yīng)用的生產(chǎn)工藝更好地開展生產(chǎn)操作[2]。

2.2 自動化儀表技術(shù)能夠推動鋼鐵冶金企業(yè)的發(fā)展

近些年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度在逐漸加快，在這樣的背景下，鋼鐵冶金企業(yè)市場的需求量也獲得了很大程度地提升，基于此，鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)力的提高迫在眉睫。將自動化儀表技術(shù)合理有效地應(yīng)用在鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中，推動鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)整個過程的自動化，便能夠很大程度降低對人力的投入，同時也能夠保證企業(yè)的生產(chǎn)效率，減低人工勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。鋼鐵冶金的生產(chǎn)工藝，最基本的特征就是“三流一態(tài)”，這是一種典型的煤鐵化工工藝，它存在著很多的生產(chǎn)子過程，需要將其有機(jī)的結(jié)合起來，才能形成一整套的完整工藝。要對這些生產(chǎn)子過程做到完美準(zhǔn)確的有機(jī)耦合，前提條件就是要實時的準(zhǔn)確掌握各個子過程的生產(chǎn)工藝參數(shù)，并根據(jù)對工藝參數(shù)的分析及時的進(jìn)行生產(chǎn)判斷，確保整個生產(chǎn)流程的順利進(jìn)行，而在這個過程中要想對各種生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行實時測定，就必須通過性能穩(wěn)定的自動化儀表技術(shù)來實現(xiàn)。從我國鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展歷程來看，再過去，我國很多企業(yè)基于觀念或技術(shù)原因，在生產(chǎn)過程中并沒有自動化儀表技術(shù)的全面應(yīng)用，所以在生產(chǎn)進(jìn)行過程中，如果需要及時掌握生產(chǎn)溫度、壓力等等工藝參數(shù)，都只能使用人工測量的方式去獲得。人工檢測存在兩大不足，其一就是檢測過程中帶有很大的危險性，一旦發(fā)生安全事故，后果不堪設(shè)想；其二就是人工測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不夠高，帶有很大的人為因素成分，這就需要具備非常豐富的工作經(jīng)驗和極強(qiáng)的責(zé)任心，才能勝任測量崗位。而通過自動化儀表系統(tǒng)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)測量人員不需要進(jìn)入到危險的工作一線，只要在主控室就能夠獲得想要的數(shù)據(jù)，而且實時性，準(zhǔn)確性極高，可以說是大大降低了測量人員的工作難度和強(qiáng)度。不僅如此，當(dāng)今在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境和去產(chǎn)能的行業(yè)凈化發(fā)展下，社會對鋼鐵的質(zhì)量要求是越來越高，而要想生產(chǎn)出高質(zhì)量的鋼鐵來，在工藝設(shè)計和控制中，對實時數(shù)據(jù)的要求不僅要及時、準(zhǔn)確，還要求更加全面，有了這些及時精確的數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)高質(zhì)量的產(chǎn)品和精細(xì)化的管理。自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用，為數(shù)據(jù)采集、存儲、分析和優(yōu)化提供了強(qiáng)有力的支持和保證，尤其是數(shù)據(jù)的實時采集，一直都是鋼鐵冶金企業(yè)測量工藝的重點和難點，應(yīng)用了自動化儀表技術(shù)，從此就變得可靠、簡單。

2.3 自動化儀表能夠維護(hù)鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)的安全

安全第一為鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)從始至終需要堅持的重要理念，其同樣也為企業(yè)生產(chǎn)的主要任務(wù)，只有企業(yè)工作人員的人身安全與財產(chǎn)安全得到了充分的保障，企業(yè)生產(chǎn)過程中的秩序才能夠得到有效的維護(hù)。但是鋼鐵冶金生產(chǎn)是一項特殊的生產(chǎn)工藝，涉及到高溫、高壓和有毒有害的生產(chǎn)環(huán)境，自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅是工藝參數(shù)的實時測量，它可以對生產(chǎn)過程中的高溫、高壓、氣體泄漏等情況實現(xiàn)實時報警，以此來實現(xiàn)生產(chǎn)期間各類危險情況的有效預(yù)防，使工作人員能夠及時地接收到危險預(yù)告，最大程度降低安全事故所帶來的傷害。

3 鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用

3.1 網(wǎng)絡(luò)集成化控制技術(shù)

當(dāng)前階段的工業(yè)對于計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)各方面的有效控制已經(jīng)是企業(yè)發(fā)展的重要手段。自動化儀表在鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，能夠和計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)有效的集成，能夠作為計算機(jī)控制工作開展過程中實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)收集以及反饋的重要載體，自動化儀表也能夠在計算機(jī)控制的支持下開展網(wǎng)絡(luò)化管理[3]?；诰W(wǎng)絡(luò)化控制的自動化儀表能夠自動進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)過程中相關(guān)參數(shù)以及數(shù)據(jù)信息的檢驗以及測量，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)化，另外也能夠有效發(fā)揮排除相關(guān)干擾值的良好功能，更好地實現(xiàn)自動化儀表對企業(yè)生產(chǎn)所獲取數(shù)據(jù)處理的智能化，當(dāng)前階段已經(jīng)成為了鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中不可獲取的一項重要內(nèi)容，通過對其的合理有效應(yīng)用能夠提高一些復(fù)雜性工作處理的效率。

3.2 軟件編程技術(shù)

對于傳統(tǒng)的自動化儀表來說，其主要是應(yīng)用相關(guān)的硬件來實現(xiàn)控制，而軟件編程在一定程度上推動了自動化儀表的軟控制，實現(xiàn)對控制流程的簡化，以此來有效地減少控制所需投入的成本。同時，軟件編程技術(shù)也可以進(jìn)行相關(guān)控制程序的更改和優(yōu)化，在實際開展生產(chǎn)的過程中可以達(dá)到自動化儀表管理效率更進(jìn)一步提高的目的。在實際應(yīng)用軟件編程技術(shù)之前，需要做好預(yù)先的計算機(jī)驗證工作，這樣便能夠使控制程序更好地滿足實際的生產(chǎn)需求，減少工作開展過程中所出現(xiàn)的錯誤。

3.3 自主記憶技術(shù)

當(dāng)前階段鋼鐵冶金企業(yè)所應(yīng)用的自動化儀表具有良好的自主記憶功能，利用自動化儀表當(dāng)中所含有的計算機(jī)芯片以及相關(guān)帶有儲存功能的部件，便可以將操作開展過程中的各個操作步驟完整準(zhǔn)確地記錄下來，還可以進(jìn)行工作期間所存在多種情況的共同記憶，以此來更好地實現(xiàn)鋼鐵冶金更具復(fù)雜性的生產(chǎn)功能的有效發(fā)揮。另外，自動化儀表如果實際當(dāng)中的設(shè)置狀態(tài)發(fā)生了相應(yīng)的改變，那么不需要對其進(jìn)行新的設(shè)置，也不能對其本有的設(shè)置做出任何的變更，這樣才能夠更好地促進(jìn)自動化儀表所具備得到邏輯判斷能力。

3.4 智能和先進(jìn)控制技術(shù)應(yīng)用

目前，在鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝中，已經(jīng)應(yīng)用到了多種智能系統(tǒng)的連接，如模糊控制、自適應(yīng)控制、以及神經(jīng)元網(wǎng)等等，已經(jīng)在熱風(fēng)爐、連鑄結(jié)晶器、中間罐液位等多個生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)中使用，而且經(jīng)過近些年的實踐創(chuàng)新優(yōu)化，有著很不錯的表現(xiàn)成果，目前應(yīng)用非常廣泛，很多企業(yè)都在積極的推廣應(yīng)用中。在鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝中積極應(yīng)用先進(jìn)的自動化儀表、智能化技術(shù)，可以大大提升對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的實時控制能力，使生產(chǎn)系統(tǒng)中原來存在的時變性問題、非線性問題、以及來至于系統(tǒng)外部的隨機(jī)擾動等等問題都得到有效的規(guī)避。目前自動化儀表技術(shù)及智能控制技術(shù)在鋼鐵冶金企業(yè)的實際應(yīng)用非常廣泛。比如，根據(jù)自適應(yīng)理論來對連鑄結(jié)晶器液位進(jìn)行控制；根據(jù)預(yù)測模型來實現(xiàn)對高爐內(nèi)的鐵水的溫度控制；根據(jù)分布參數(shù)理論對電爐內(nèi)的鋼鐵成分進(jìn)行有效的控制。對近年來的實際應(yīng)用進(jìn)行分析可知，伴隨高溫、高壓、有毒氣體的鋼鐵冶金行業(yè)，是離不開自動化控制技術(shù)和智能技術(shù)的，對先進(jìn)的自動化控制軟件的需求是迫切的，需要PLC技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)在過程控制中發(fā)揮出積極的作用，只有這樣，才能全面提升鋼鐵冶金的智能化水平。自動化儀表技術(shù)在智能控制中，發(fā)揮著最重要的基礎(chǔ)作用，是數(shù)據(jù)采集獲取的關(guān)鍵。

3.5 系統(tǒng)研發(fā)和現(xiàn)場總線控制儀表技術(shù)的應(yīng)用

所謂現(xiàn)場總線系統(tǒng)，它指的就是可保證自動化系統(tǒng)，它的目的就是要實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備工作數(shù)據(jù)在智能傳輸過程中的穩(wěn)定性及數(shù)字化、開放化，采用雙向串行通信總線，通過數(shù)據(jù)化技術(shù)把系統(tǒng)延伸至現(xiàn)場的儀器儀表中，把原本通過總線控制DCS系統(tǒng)中的大部分控制功能轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場儀表上。鋼鐵冶金企業(yè)可以在生產(chǎn)的現(xiàn)場組建起現(xiàn)場總線控制FCS系統(tǒng)，從而實現(xiàn)測量、控制的一體化功能，并且還實現(xiàn)分散控告知的功能，這樣更有利于對生產(chǎn)現(xiàn)場的安全、穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行有效的實時控制，更能保證產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)場總線控制FCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使中央控制系統(tǒng)的計算壓力有所減低，更有利于中央控制系統(tǒng)完成例行的控制工作，這樣一來，就能把控制系統(tǒng)的智能化更好的發(fā)揮出來，實現(xiàn)先進(jìn)智能控制。要保證智能控制系統(tǒng)在鋼鐵冶金中的適應(yīng)能力，一定要結(jié)合剛特冶金的生產(chǎn)特點和行業(yè)發(fā)展前景需求去研究設(shè)計FCS系統(tǒng)，以滿足行業(yè)適應(yīng)的適應(yīng)性，實現(xiàn)推廣運(yùn)用價值。

4 鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表技術(shù)應(yīng)用的注意事項

4.1 做好日常的自動化儀表零器件的管理工作

自動化儀表當(dāng)中所含有的零器件多種多樣，所以相關(guān)的工作人員需要加強(qiáng)各個零器件的日常管理，部件自身的完好程度與自動化儀表的安全穩(wěn)定運(yùn)行之間存在著非常密切的聯(lián)系，如果實際當(dāng)中存在一些相應(yīng)的部件較容易出現(xiàn)問題或者是損壞，那么需要做好其的預(yù)先準(zhǔn)備工作，這樣便能夠在部件出現(xiàn)故障時，第一時間給予更換，所更換下來的期間便能夠有充足的時間給予維修，為生產(chǎn)工作的 順利開展提供相應(yīng)的保障[4]。為了能夠保證自動化儀表當(dāng)中各個部件的質(zhì)量，相關(guān)的采購工作人員在進(jìn)行部件購買的過程中，需要對市場的具體情況有一個全方位的掌握，能夠做到貨比三家，盡量選擇正規(guī)廠家所生產(chǎn)的期間，以此來增強(qiáng)部件的儲備。鋼鐵冶金企業(yè)無論是進(jìn)行自動化儀表的購買還是部件的購買，都需要進(jìn)行廠家信譽(yù)度以及售后等一些相應(yīng)問題的驗證，對于實際當(dāng)中容易受損的部件，需要加大購買力度，保證庫存充足，如果實際當(dāng)中對部件的更換不能夠從根本上解決問題，那么便需要及時地與廠家溝通，最大程度降低對企業(yè)的正常生產(chǎn)所造成的影響。

4.2 優(yōu)化自動化儀表運(yùn)行的環(huán)境

環(huán)境因素會對自動化儀表的實際運(yùn)行造成相應(yīng)的影響，因此加強(qiáng)對自動化儀表運(yùn)行環(huán)境控制的重要性不言而喻，為其的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有效的保障。當(dāng)前階段一部分生產(chǎn)企業(yè)的車間當(dāng)中所含有的化學(xué)物質(zhì)多種多樣，不利于自動化儀表的穩(wěn)定運(yùn)行，如果實際情況較為嚴(yán)重還有可能對自動化儀表造成損壞，基于此，降低空氣當(dāng)中有害氣體的含量，才能夠為自動化儀表的正常運(yùn)行提供有效的保障。通過對防塵過濾網(wǎng)的應(yīng)用將自動化儀表罩起來，便能夠?qū)崿F(xiàn)對自動化儀表的有效保護(hù)，防止生產(chǎn)工作開展過程中所產(chǎn)生的灰塵進(jìn)入到自動化儀表當(dāng)中，影響自動化儀表的正常穩(wěn)定運(yùn)行[5]。還有一些自動化儀表主要應(yīng)用在嚴(yán)寒以及酷暑的環(huán)境當(dāng)中，那么就需要結(jié)合其實際的應(yīng)用環(huán)境對其采用相應(yīng)的防寒以及防暑措施，以此來防止自動化儀表發(fā)生部件凍壞的情況或者是進(jìn)水等方面的問題。另外，自動化儀表同樣需要進(jìn)行接地裝置的安裝，這樣便能夠有效地防止自動化儀表被雷擊，使得設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到影響。

5 鋼鐵冶金企業(yè)自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用展望

近些年來，鋼鐵冶金企業(yè)也獲得了更進(jìn)一步的發(fā)展，其在自動化儀表的應(yīng)用方面也提出了更為嚴(yán)格的要求。當(dāng)前階段的自動化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展呈分布式、開放性與網(wǎng)絡(luò)化。對于分布式控制系統(tǒng)來說，其為當(dāng)前階段一種較為新型的控制系統(tǒng)，此種控制系統(tǒng)主要是將集中式控制系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，在其之上實現(xiàn)了相應(yīng)的優(yōu)化以及發(fā)展。而分布式控制系統(tǒng)主要為兩個部分組成，分別為過程控制以及監(jiān)控控制，是當(dāng)前階段更具現(xiàn)代化的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，通過對其的合理有效應(yīng)用可以滿足控制器用在集成式發(fā)展方面的相關(guān)需求；而開放性控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，能夠使當(dāng)前階段先進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展獲得滿足。近些年來，計算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展速度在不斷加快，在這樣的背景下，自動化儀表的種類以及數(shù)量也在逐漸增加，被廣泛地應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作當(dāng)中，此類的自動化儀表更多融合了現(xiàn)代化先進(jìn)的軟件，為了能夠更好地使計算機(jī)、軟件以及控制系統(tǒng)之間的兼容，就一定要在自動化儀表當(dāng)中添加相應(yīng)的計算機(jī)接入口，在此基礎(chǔ)上，只需要利用數(shù)據(jù)線便可以方便快捷地把自動化儀表測量工作開展所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C(jī)以及移動設(shè)備當(dāng)中，同時將相關(guān)信息數(shù)據(jù)及時地保存，實現(xiàn)自動儀表控制系統(tǒng)所具備存儲能力以及計算能力的更進(jìn)一步提升。當(dāng)前的時代為信息時代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)遍布在各行各業(yè)以及人們的生活和工作當(dāng)中。而自動化儀表控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化也一定是后續(xù)其發(fā)展的必然趨勢，利用當(dāng)下先進(jìn)的信息技術(shù)來實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)與企業(yè)生產(chǎn)有關(guān)信息數(shù)據(jù)的有效連接，便能夠達(dá)到企業(yè)數(shù)據(jù)信息共享的目的，這對于推動鋼鐵冶金企業(yè)的更進(jìn)一步發(fā)展來說意義重大。鋼鐵冶金行業(yè)由于工作環(huán)境的特殊性，需要加快對行業(yè)專用、特殊檢測儀表的研發(fā)，以保證在測量過程中保持最好的可靠性和連續(xù)性，比如溫度測量、高溫流體的成分檢測、管道臟氣體流量的大范圍檢測、產(chǎn)品尺寸等等。鋼鐵冶金行業(yè)對特殊檢測儀表的需求較高，所以需要加大研發(fā)創(chuàng)新的力度，以滿足實際需要，同時也有利對未來自動化儀表在鋼鐵冶金行業(yè)中的發(fā)展方向進(jìn)行明確。此外，在自動化儀表的管理、診斷過程中，還需要加強(qiáng)智能技術(shù)的應(yīng)用，通過檢測、識別、預(yù)測和專家系統(tǒng)等多種智能技術(shù)的融合，技術(shù)掌握儀器儀表的運(yùn)行狀態(tài)，更有利于整個控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

總的來說，當(dāng)前階段的化工業(yè)與人們的生產(chǎn)生活之間存在著非常密切的聯(lián)系，其能夠為我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造出應(yīng)有的價值。實際上的鋼鐵冶金生產(chǎn)，無論是環(huán)境還是作業(yè)條件通常都較為惡劣，同時也存在著一些危機(jī)工作人員安全的不利因素，但是要求冶煉生產(chǎn)的整個過程具有連續(xù)性，這就對生產(chǎn)人員提出了更為嚴(yán)格的要求，需要其能夠?qū)崿F(xiàn)工藝指標(biāo)的有效控制。而將自動化儀表技術(shù)有效地融入到鋼鐵冶金的生產(chǎn)過程當(dāng)中，便能夠更好地滿足實際的生產(chǎn)需求，有利于實現(xiàn)鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)整個過程的自動化。