浅析钢铁工业中的自动化网络控制技术

□周宗革 新余钢铁集团自动化部

【摘要】 “十二五”期间我国钢铁工业进行了大量的自动化生产建立，自动化水平取得了飞速的发展。本文在介绍我国钢铁工业自动化现状的基础上，分析钢铁工业中的自动化网络控制技术，包括现场总线技术、工业控制计算机和工业以太网，为自动化控制钢铁冶炼提供了技术支持。

【关键词】 钢铁工业 自动化 工业以太网

钢铁生产过程繁杂且冗长，一般包括选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等等工序。钢铁生产过程中的高温、高辐射和粉尘对钢铁工人的健康影响较大，有些钢铁生产过程还对钢铁工人的人生安全带来威胁。例如经常发生爆炸或铁水四溅，造成钢铁工人皮肤灼烧等现象。如何充分发挥自动化网络控制技术的优势，引进国际先进的控制系统来提高钢铁生产的生产效率，保证钢铁工人的生命安全是每个大型上市钢铁企业急切解决的难题。新余钢铁集团作为国内的上市企业，投入了大量的人力、物力和财力，引进自动化控制系统，实现现代企业的自动化管理。

一、我国钢铁工业自动化现状

目前，我国大部分钢铁企业都引进先进的自动化控制系统或设备，控制钢铁生产的全过程，这些先进的自动化控制系统不仅包括单机操作系统，还包括分布式系统，基本上能满足正常的生产需求，但离国际先进水平还有一定的差距。为满足进一步的需求，一些新建的钢铁项目淘汰了一些过时的自动化控制系统，引进单机自动化设备，实现自动控制分级管理。

钢铁工业自动化控制系统一般包括四级，分别是采集执行层、控制层、生产管理和调度系统和企业信息管理层，每层实现相互独立的管理，又相互集成。采集执行层实现物理量的测量及执行具体的控制命令；控制层集中控制钢铁生产工艺过程，优化生产控制；生产管理和调度系统完成钢铁生产过程中各工序的协调管理；企业信息系统层则完成各子系统的集成管理，实现网络化控制。一般来说，采集执行层采用传感器技术等，而其它层则采用以太网，不同层的网络之间的无缝集成不是非常顺畅。如何实现这些层之间的集成一直是未来钢铁企业发展的重点和核心。只有真正做到控制系统与管理系统的信息集成，钢铁工业自动化才真正实现了，也才能发挥钢铁企业自动化控制系统的真正作用。

二、钢铁工业中的自动化网络控制技术

2.1 现场总线控制技术

现场总线控制技术起源于上世纪80 年代，使用现场总线控制技术设计的自动化控制系统称为现场总线控制系统，包括德国BOSCH 公司的CAN，基金会公司的现场总线等等。这些系统的子系统之间独立性比较明显，同是各子系统之间又是可集成的。所谓现场总线控制系统就是指一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统，各子系统均采用不同仪表实现人机互动操作。现场总线控制系统全球非常多，包括60 多个不同厂家生产的现场总线控制系统，在实现各种系统的无缝集成、沟通生产现场、控制设备、企业更高的系统管理层之间的联系等方面有其独特的优势。现场总线控制系统在钢铁工业中的应用非常广泛，贯穿钢铁工业生产的全过程，包括选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等等工序，以现场总线控制技术为支撑的自动化控制系统具有精确性好，维护性和扩展性好，子系统之间的集成度高等特点。

2.2 工业控制计算机

所谓工业控制计算机就是将个人计算机应用到工业过程控制中，通过软件控制生产过程。工业控制计算机高度开放， 系统集成度也更高，更加灵活、更加低廉地实现了工业过程控制。工业控制计算机通过集成通信、人机界面和功能软件，实现PLC 功能和DCS 功能，通过价格低廉的PC 机，使用一般的硬件平台，安装各种各样适合程序开发的软件，实现工业控制管理。例如工业控制计算机上可以安装Windows-NT 和 Windows-CE 等操作系统。新余钢铁集团公司将许多DCS 或单回路数字式调节器统一使用工业控制计算机来实现生产控制，节约了企业的生产成本，取得了显著的经济效益，并且大大节约了调节器或传感器的维护困难。

2.3 工业以太网

近几年，工业以太网广泛用于钢铁工业中的自动化控制， 通过遵循以太网的的TCP/IP 协议，将钢铁工业生产过程中的各种控制器连接起来，通过工业控制计算机进行控制管理。工业以太网技术发展已趋成熟，许多钢铁工业自动化控制器都具有了TCP/IP 协议接口，或RS232、RS486 或IEEE1394 等等，通过这些接口技术可以将许多钢铁工业过程中的传感器接入INTERNET 网，实现系统集成化，企业信息化管理。

三、结语

综上所述，我国钢铁工业自动化网络控制技术包括现场总线技术、工业控制计算机和工业以太网，通过自动化网络控制技术可以提高钢铁的生产效率，降低能耗，是世界工业生产的一部分。虽然我国的自动化网络控制技术起步比较晚，但最近几年工业控制计算机和工业以太网在钢铁工业中的应用发展迅速，非常理想的解决了钢铁工业过程控制，实现了钢铁工业过程的一体化问题，钢铁企业的经济效益得到了显著的提高。

参 考 文 献

[1] 黄运杰. 探讨钢铁厂的电气自动化控制技术[J]. 中国科技纵横,2014(8):79-79.