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【摘 要】 随着电气自动化技术的普及，其已经渗入到我国各行各业，在冶金行业中的应用尤其广泛。我国冶金行业的电气自动化技术正处于起步发展阶段，本文以钢厂为例，主要针对电气自动化技术在冶金行业中的应用，以及自动化技术在冶金行业中的优势等内容进行了阐述。
一、冶金工程涵盖范围及电气自动化设计的特点简述
（一）冶金工程涵盖钢铁冶金、有色金属冶金和冶金物理化学三个方面；涉及信息科学与过程控制、材料、机械、能源、资源、环境保护、经济以及管理等方面。
（二）电气自动化专业涉及的方面比较广，具体表现在电力调度、变电站、配电网、电厂等方面。电气自动化技术不但能够有效的提升工作效率，并且其经济成本也比较低，所以在电气工程中得到了广泛的应用。由于电气工程本身特点对自动化技术具有一定的限制作用，随着计算机技术的发展，电气自动化技术融合了计算机技术、电子技术、通信技术等，自动化水平逐渐的提升。另外新能源的开发和使用，对电气自动化技术水平的要求也越来越高。另外，电气自动化技术能够实现远程监控、集中监控以及现场总线监控。
二、电气自动化技术的设计思维
（一）统一监控模式
统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。
（二）远程监控的模式
远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，从而使发电厂电气部分相关的通信量比较大，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。
（三）现场总线控制模式
现今，现场总线、电网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系应用于发电厂电气系统打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。
三、自动化技术在冶金行业的发展
随着我国社会经济的发展，我国钢铁冶金行业还普遍采用单回路控制，一般控制设备都为常规仪表，控制水平简中一。现如今，自动化技术开始在我国冶金行业中普及，大部分企业的控制装备方面都以PLC、DCS、FCS为主，控制水平可以达到准无人化水平。最近这几年，冶金行业自动化技术再一次升级，部分钢铁企业已经实现了全厂信息化控制系统也更加优化了，出现了BPS/MES/PCS三级结构。自从我国加入WTO后，再加上金融危机的影响以及国际钢铁市场的持续低迷，钢铁冶金企业现今正面临着严峻的考验，所以为了适应全球冶金行业的大环境，为了我国冶金行业更好的发展，提升我国钢铁行业自动化技术的水平势在必行。
四、一些基本的电气自动化元件在钢铁行业中的应用
在钢厂中一此常用的电气自动化元件有：其一，高压负荷开关。有简单的灭弧装置，主要作用是通断一定的负荷电流和过负荷电流，常与高压熔断器串联使用。其二，高压熔断器。一种保护电器，主要作用是在电路电流超过规定值的一段时间后，使其熔体融化而分断电流，断开电源，起到保护电器的作用。其三，高压断路器。具备完整的灭弧装置，可以通断正常负荷电流和一定的短路电流。其主要作用是接通和承受一定时间内的短路电流，并且自动跳闸，切除短路故障。其四，高压隔开关。其主要起到了一个保证人身安全和设备安全的作用，通过隔离高压电源，来保证对其他设备以及线路的安全维护。其五，互感器。避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，提高一二次电路的安全性和可靠性，对保证人身安全也有一定的作用。其六，继电器。一种电子控制器件，它具有输入回路和输出回路，在自动控制电路中运用的比较多，通过对电流的控制，起到一个自动调节、安全保护、转换电路等作用。
五、一些基本的电气自动化技术在钢铁行业中的应用
（一）继电保护
继电保护是指当电力系统发生故障时，通过自动化控制装置将发生故障的电路隔离到电力系统以外。其主要作用就是提高系统运行的可靠性，尽可能的减少事故的发生以及缩小事故的范围，以保证可以向用户安全连续的供电。其主要分为：首先，单侧电源网络相间短路的电流电压保护，这是最基木的继电保护，它原理是当输电线路上发生故障时，就会导致故障线路上的电流和电压发生变化，根据这个原理，我们可以规定一个正常值，当线路上有故障发生时，高于或低于这个正常值，保护器将会断开故障线路上的断路器将故障排除。其次，电网的接地保护：这个主要是限制漏电设备对地的泄露电流，一旦超过安全范围，保护器就自动切断电源。再者，电网的距离保护：主要指反应保护装置与故障点的距离，并根据这一距离的范围来确定如何动作的保护装置。最后，输电线路纵连保护：其也是线路的一个重要保护，即当线路发生故障时，两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置。它主要根据线路两侧判别量的特定关系来判定故障的发生。
（二）PLC的应用
（一）PLC的定义
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它主要通过可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟试的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。随着自动化技术的飞速发展，PLC也被广泛应用在冶金行业中。在火电厂中，它保证着各大系统的安全运行，直接影响到机组和电网运行的安全性和经济性。在钢厂中其应用更加广泛，如铁水中的脱硫处理、连铸、转炉和精练炉的加料、吹氧、出渣、除尘等等各个环节都采用PLC自动控制系統，基木实现了各个工艺环节的自动控制，提高了炼钢的质量。 （三）PLC在煉钢中的典型应用
1、在控制不同的料仓时，可以利用参数文件，实现同一个画面控制。
2、在炼钢吹风时，风机可以采用高低速控制，两种速度转换时采用步进式调节。
3、在氧枪中的应用，氧枪定位采用增量型编码器，可以通过高速计数模板采集编码器的脉冲信息号，经CPU运算处理成工程量位移信号，从而加氧移动。
4、在出钢或出渣时可手动升降氧枪，启动刮渣器，进行刮渣。
5、各系统间数据通讯采用环形快速网络，如果网络介质发生破坏时，可以保证网络继续运行，同时立刻产生报警信号，以便于及时进行维修。
（四）PLC在钢厂其他生产活动中的应用
1、称重系统
在钢铁企业中，要经常对钢坏、钢卷、废钢等进行称重，对所称得的重量要及时上传到生产答理系统，以便于生产答理。以前常采用工控机配合电子称进行控制，这种控制方式，可靠性比较差，费用高，自动化水平低，不便于答理。而现在多采用PLC控制其对传统控制进行改造，很大程度的提高了控制系统的可靠性和自动化程度，为企业生产答理提供了强有力的保证。
2、化学水处理系统
大部分冶金企业化学水处理的方法是离子交换法，就是利用离子交换树脂将水中溶盐离子吸收，这种方法有个缺点，就是运行一段时间后，离子交换树脂就会失效，这时就要对树脂进行一此还原处理，以便再次使用。采用PLC控制系统，可以方便的控制两套设备进行切换使用，操作人员可以通过编制好的程序启动指令来控制其自动转换及运行，大大的提高了系统的可靠性，而且编程方便，易于上手，环境要求相对较低，与其他设备装置连接方便，提高了自动化水平，有效的解决了继电器控制存在的问题。
结束语：
随着我国社会经济不断进步和提高，我国冶金行业电气自动化技术建设的发展，对于我国工业化构建有着重要意义。现如今，我国工业社会发展日益变化和提高，电气工程的自动化建设已经不断的提高，已经是保证我国经济建设不可缺少的组成部分，冶金行业电气自动化技术的发展建设，在国家建设上发挥着非常重要的作用，既能保证我国各经济职能系统的工业化需求，又能保证我国冶金行业自动化建设的生产能力。冶金行业电气自动化技术的发展直接保证了我国工业化社会的形成，为我国人民社会生活水平的提高奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]邱家富.自动化技术在冶金企业安全生产的应用研究[J].企业科技与发展，2013，10：31-33.
[2]张文强.探析电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].电子技术与软件工程，2013，16：197.
[3]张弘弢.探析冶金电气自动化控制技术[J].电子测试，2013，15：110-111.
[4]李杰，焦东霄.浅谈电气自动化的发展与应用[J].科技与企业，2013，22：343+346.
一、冶金工程涵盖范围及电气自动化设计的特点简述
（一）冶金工程涵盖钢铁冶金、有色金属冶金和冶金物理化学三个方面；涉及信息科学与过程控制、材料、机械、能源、资源、环境保护、经济以及管理等方面。
（二）电气自动化专业涉及的方面比较广，具体表现在电力调度、变电站、配电网、电厂等方面。电气自动化技术不但能够有效的提升工作效率，并且其经济成本也比较低，所以在电气工程中得到了广泛的应用。由于电气工程本身特点对自动化技术具有一定的限制作用，随着计算机技术的发展，电气自动化技术融合了计算机技术、电子技术、通信技术等，自动化水平逐渐的提升。另外新能源的开发和使用，对电气自动化技术水平的要求也越来越高。另外，电气自动化技术能够实现远程监控、集中监控以及现场总线监控。
二、电气自动化技术的设计思维
（一）统一监控模式
统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。
（二）远程监控的模式
远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，从而使发电厂电气部分相关的通信量比较大，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。
（三）现场总线控制模式
现今，现场总线、电网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系应用于发电厂电气系统打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。
三、自动化技术在冶金行业的发展
随着我国社会经济的发展，我国钢铁冶金行业还普遍采用单回路控制，一般控制设备都为常规仪表，控制水平简中一。现如今，自动化技术开始在我国冶金行业中普及，大部分企业的控制装备方面都以PLC、DCS、FCS为主，控制水平可以达到准无人化水平。最近这几年，冶金行业自动化技术再一次升级，部分钢铁企业已经实现了全厂信息化控制系统也更加优化了，出现了BPS/MES/PCS三级结构。自从我国加入WTO后，再加上金融危机的影响以及国际钢铁市场的持续低迷，钢铁冶金企业现今正面临着严峻的考验，所以为了适应全球冶金行业的大环境，为了我国冶金行业更好的发展，提升我国钢铁行业自动化技术的水平势在必行。
四、一些基本的电气自动化元件在钢铁行业中的应用
在钢厂中一此常用的电气自动化元件有：其一，高压负荷开关。有简单的灭弧装置，主要作用是通断一定的负荷电流和过负荷电流，常与高压熔断器串联使用。其二，高压熔断器。一种保护电器，主要作用是在电路电流超过规定值的一段时间后，使其熔体融化而分断电流，断开电源，起到保护电器的作用。其三，高压断路器。具备完整的灭弧装置，可以通断正常负荷电流和一定的短路电流。其主要作用是接通和承受一定时间内的短路电流，并且自动跳闸，切除短路故障。其四，高压隔开关。其主要起到了一个保证人身安全和设备安全的作用，通过隔离高压电源，来保证对其他设备以及线路的安全维护。其五，互感器。避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，提高一二次电路的安全性和可靠性，对保证人身安全也有一定的作用。其六，继电器。一种电子控制器件，它具有输入回路和输出回路，在自动控制电路中运用的比较多，通过对电流的控制，起到一个自动调节、安全保护、转换电路等作用。
五、一些基本的电气自动化技术在钢铁行业中的应用
（一）继电保护
继电保护是指当电力系统发生故障时，通过自动化控制装置将发生故障的电路隔离到电力系统以外。其主要作用就是提高系统运行的可靠性，尽可能的减少事故的发生以及缩小事故的范围，以保证可以向用户安全连续的供电。其主要分为：首先，单侧电源网络相间短路的电流电压保护，这是最基木的继电保护，它原理是当输电线路上发生故障时，就会导致故障线路上的电流和电压发生变化，根据这个原理，我们可以规定一个正常值，当线路上有故障发生时，高于或低于这个正常值，保护器将会断开故障线路上的断路器将故障排除。其次，电网的接地保护：这个主要是限制漏电设备对地的泄露电流，一旦超过安全范围，保护器就自动切断电源。再者，电网的距离保护：主要指反应保护装置与故障点的距离，并根据这一距离的范围来确定如何动作的保护装置。最后，输电线路纵连保护：其也是线路的一个重要保护，即当线路发生故障时，两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置。它主要根据线路两侧判别量的特定关系来判定故障的发生。
（二）PLC的应用
（一）PLC的定义
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它主要通过可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟试的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。随着自动化技术的飞速发展，PLC也被广泛应用在冶金行业中。在火电厂中，它保证着各大系统的安全运行，直接影响到机组和电网运行的安全性和经济性。在钢厂中其应用更加广泛，如铁水中的脱硫处理、连铸、转炉和精练炉的加料、吹氧、出渣、除尘等等各个环节都采用PLC自动控制系統，基木实现了各个工艺环节的自动控制，提高了炼钢的质量。 （三）PLC在煉钢中的典型应用
1、在控制不同的料仓时，可以利用参数文件，实现同一个画面控制。
2、在炼钢吹风时，风机可以采用高低速控制，两种速度转换时采用步进式调节。
3、在氧枪中的应用，氧枪定位采用增量型编码器，可以通过高速计数模板采集编码器的脉冲信息号，经CPU运算处理成工程量位移信号，从而加氧移动。
4、在出钢或出渣时可手动升降氧枪，启动刮渣器，进行刮渣。
5、各系统间数据通讯采用环形快速网络，如果网络介质发生破坏时，可以保证网络继续运行，同时立刻产生报警信号，以便于及时进行维修。
（四）PLC在钢厂其他生产活动中的应用
1、称重系统
在钢铁企业中，要经常对钢坏、钢卷、废钢等进行称重，对所称得的重量要及时上传到生产答理系统，以便于生产答理。以前常采用工控机配合电子称进行控制，这种控制方式，可靠性比较差，费用高，自动化水平低，不便于答理。而现在多采用PLC控制其对传统控制进行改造，很大程度的提高了控制系统的可靠性和自动化程度，为企业生产答理提供了强有力的保证。
2、化学水处理系统
大部分冶金企业化学水处理的方法是离子交换法，就是利用离子交换树脂将水中溶盐离子吸收，这种方法有个缺点，就是运行一段时间后，离子交换树脂就会失效，这时就要对树脂进行一此还原处理，以便再次使用。采用PLC控制系统，可以方便的控制两套设备进行切换使用，操作人员可以通过编制好的程序启动指令来控制其自动转换及运行，大大的提高了系统的可靠性，而且编程方便，易于上手，环境要求相对较低，与其他设备装置连接方便，提高了自动化水平，有效的解决了继电器控制存在的问题。
结束语：
随着我国社会经济不断进步和提高，我国冶金行业电气自动化技术建设的发展，对于我国工业化构建有着重要意义。现如今，我国工业社会发展日益变化和提高，电气工程的自动化建设已经不断的提高，已经是保证我国经济建设不可缺少的组成部分，冶金行业电气自动化技术的发展建设，在国家建设上发挥着非常重要的作用，既能保证我国各经济职能系统的工业化需求，又能保证我国冶金行业自动化建设的生产能力。冶金行业电气自动化技术的发展直接保证了我国工业化社会的形成，为我国人民社会生活水平的提高奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]邱家富.自动化技术在冶金企业安全生产的应用研究[J].企业科技与发展，2013，10：31-33.
[2]张文强.探析电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].电子技术与软件工程，2013，16：197.
[3]张弘弢.探析冶金电气自动化控制技术[J].电子测试，2013，15：110-111.
[4]李杰，焦东霄.浅谈电气自动化的发展与应用[J].科技与企业，2013，22：343+346.