时间：2023-06-02 09:59:41
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中图分类号：F407.3文献标识码： A
冶金设备自动化技术在冶金工业中不断应用,它的发展轨迹也和钢铁工业的发展过程,生产设备发生变化,生产流程和组织,商业模式的改革和发展是密切相关的。虽然许多冶金已经达到了基础设施和流程自动化,但是这些系统都是基于核心单元,用于检测和控制自动化的生产设备。生产设备是相互独立的,缺乏信息共享和统一管理的生产过程,很难适应现代钢铁生产。
冶金设备自动化技术发展现状
在中国,城市的快速发展,提高整体国民经济与冶金工业的支持是分不开的,因此,中国的冶金工业在经济发展系统中占据一个非常重要的战略意义。然而,现代冶金工业的性质与其他行业相比起步较晚,直到上个世纪的70年代,中国开始引进涉外技术和设备,以及先进的冶金技术的基础上消化吸收,并逐步建立与中国知识产权相关,更全面系统的冶金行业,中国未来的经济发展和社会进步做出了不可磨灭的贡献。机械和设备不断增加，国内冶金研究工作也取得了长足的发展,并促进中国冶金工业朝着大规模、综合和集成开发和发展方向的新时展，引入了计算机技术自动机械和冶金设备。此时,产品创新能力成为国家生存和发展的企业和战略问题。随着产品市场变化和个人发展的需要,公司开发了第一次来满足市场需求的产品。在冶金行业也是如此,甚至要求更高。快速响应市场,满足市场的需求,需要冶金企业必须实行冶金设备自动化技术。
近年来,中国的冶金设备的自动化技术研究和开发取得了突破性的成就:2006年,冶金工业控制和驱动的自动化系统集成项目就已完成。在原料、烧结、炼焦、高炉、转炉、电炉(钢)、精炼炉、连铸、轧机、加热炉、均热炉、电炉铁合金,铝电解等各个方面都是用于自动化系统集成业务的。PLC控制系统为冶金行业已成为其中的主流。2008年鞍钢授予建成了2.13米和2.15米的热连轧机,并投入使用,这表明中国的冶金设备自动化技术和设备制造技术已经取得了很大的进步,所以,中国的冶金设备和设备摆脱长期以来对外国的依赖,尤其是在大型厚板厂上,它将基本实现设备本土化。中国冶金设备研究现状独立研究已逐渐形成了冷轧机技术,这项研究已经突破传统的冶金设备,目前在国内已基本实现。
中国冶金设备和设备制造技术的快速发展,为冶金设备自动化技术的发展奠定了基础,为巩固自动化技术的发展打开一个广阔的发展空间,包括原材料、炼焦生产自动化,这些进步都不同程度地在冶金行业中应用,促进我们国家的发展。近年来,计算机技术已广泛应用于各个行业和领域,生产冶金自动化电脑控制技术也将引入,通过新技术的引入,冶金企业不但能够提高管理效率,降低运营成本,还能一并促进冶金行业更新和更快速发展,将中国经济的快速发展奠定了稳定的基础压实。
冶金设备自动化技术广泛用于工业应用自动化技术等,如自动燃烧控制模型、粗自动宽度控制模型、轧制节奏控制模型、板形的配置和控制模型,模型细化处理,完成出口温度控制模型,卷取温度控制模型,通过PLC硬件、软件控制等技术手段来实现自动路由模型对于其他区域设置。
二、冶金设备自动化技术发展趋势
作为计算机技术和快速处理芯片技术,冶金设备自动化是一个更复杂的可控制性能的冶金工业发展的设备空间。先进的冶金设备和设备继续向着最新和最先进的可编程序控制系统工业方向生产,大大促进了冶金行业、机械自动化技术，为冶金行业带来积极的生产效果:提高机械的效率为冶金、延长设备的能力,增加企业的经济效益。
基础自动化和过程控制系统
冶金过程的在线连续检测和监测系统。使用新的传感器技术、光学机电一体化技术、软件测试技术、数据集成和数据处理技术、冶金、环保、可靠性技术、关键工艺参数,物流跟踪,能量平衡控制、环境排放和闭环控制产品质量,实时控制的综合过程控制为目标,实现冶金过程在线检测和监测系统,包括熔铁、钢和渣成分和温度检测和预测,检测和预测钢的纯度,钢和钢铸坯温度、大小、组织、缺陷检测和其他参数来判断,烟尘和全线废气的监控。
冶金过程闭环控制性能的关键变量。机制的模型、统计分析、预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经网络、支持向量机(SVM)技术处理稳定和提高技术经济指标为目标,在一个关键工艺参数连续在线监测的基础上建立全面的自适应智能控制机制，实现高绩效的关键变量冶金过程循环控制模型。沿着循环包括高炉专家系统,闭环控制钢水的成分和温度、实现钢坯尺寸和组织性能的闭环控制。
高功率高性能电力驱动。使用新的电力电子技术、大功率高性能AC - DC变频驱动器,高压和超——大功率变频驱动循环换流器驱动。
2）企业实现信息化
冶金过程的全息集成。实现铁-钢轧制景观数据集成和相互传播,实现管理-计划-生产-垂直信息集成控制,实时生产数据和关系数据库,数据仓库集成。利用数据挖掘技术来提供生产管理控制决策支持。
整个过程的计算机模拟。实现以科学为基础的设计和制造。使用计算机仿真技术、多媒体技术和计算力学技术,基于离线仿真和在线仿真模型集成的各种冶金过程的生成一个分布式、网络化、一体化的“虚拟工厂”软件系统环境下,通过人机交互,协同计算,模拟钢铁工业生产过程。支持生产优化、生产工艺优化、新生产工艺的设计和优化新产品开发组织。
加强钢铁制造业的情报。在生产组织和管理、案例推理、专家知识的生产计划和操作技术研究网络规则,提供迅速调整工作计划和手段的能力。为了提高生产组织的灵活性和敏捷性:根据每个过程的参数自动计算每个进程的每一步生产顺序和计划生产时间和等待时间,实现全方位的跟踪和控制程序,根据现场要求和专家知识，灵活的调整。不寻常的情况下或是各种重组路线安排情况出现时，人机协同动态生产调度。进行质量管理时，基于数据挖掘、统计计算和神经网络分析技术，预测产品质量,跟踪和分析，根据生产过程的数据和实际的数据,确定异常发生在生产质量。在设备管理器时，使用生产设备故障诊断和预测技术，建立设备故障、寿命预测模型和实现预测维修:成本控制,使用数据挖掘和预测技术来创建动态成本模型预测的生产成本,使用动态跟踪控制技术优化原材料的比例,进行能源、媒体供应生产线日常维护系统、生产调度管理、动态成本核算,以降低生产成本。
行业信息集成企业信息集成、信息技术,其中一个目标是要实现信息共享,在有效竞争的背景下,能够同时避免缺点,编码标准化的企业信息系统,企业异构数据、信息集成的基础上进一步协作制造企业信息集成,行业信息网络建设和宏观调控信息系统，直到全球信息网络建设行业和宏观调控信息系统。综合管理和控制,实现实时性能管理。
结束语
简而言之,自动化技术、冶金冶金产业发展应该在跟上技术和业务需求,保护功能的前提下,注重提高性能,提高技术、工具设备、企业管理、生产组织、自动化、多学科研究的联合研究,提高冶金企业的经济效率,促进中国冶金自动化软件和硬件行业突飞猛进。随着进入信息时代,中国冶金行业、机械自动化技术面临着一个全面实施的机遇和挑战。我们的冶金设备自动化技术的发展,必须注意其高科技的影响和作用,不可错过外国先进技术和自动化系统的实现对中国冶金设备自动化的威胁。通过联合研究提高我国冶金工业的整体竞争力和运营效率,并促进中国年代冶金自动化硬件和软件方向突飞猛进。
参考文献
[1]姚东元.冶金设备及自动化探析[J].工业技术，2012（4）：49
1、冶金电气自动化技术的特点
我国钢铁企业自动化水平还不够高，普及不够，大部分钢铁企业存在生产技术内容太广，生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。
1.1冶金生产技术涉及内容太广
钢铁企业冶炼环节多，涉及内容非常广泛，生产过程中涉及物理变化和化学变化，生产过程中突变因素多，冶炼过程涉及的技术非常复杂，生产过程中要控制好生产原材料，监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程，电气自动化控制系统涉及内容非常广泛，只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性，提高冶炼产品的产量，提高钢铁企业的经济效益。
1.2冶金生产工艺太复杂
冶金生产工艺复杂，实际生产过程中工艺流程比较全，冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程，实现软件与硬件的配合，优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高，虽然技术人员具有非常专业的知识，掌握专业技巧，这样才能真正做到提高生产效益。
1.3冶金自动化高依赖电气技术
随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大，大部分小钢铁企业重新组合，形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线，电气自动化水平不断提高，几乎涵盖了冶金全过程，冶金自动化高依赖电气技术，通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作，实现钢铁企业的全自动化。
2、冶金电气自动化技术应用现状
冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说，通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉，铸造等技术环节，解决冶金过程中高温，高热等问题，为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统，这些系统都能实实现人工智能操作，自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成，普遍运用在单位制造管制的每个环节，其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系，模糊操纵，神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等，版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统，实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术，数据交换传送技术，电脑合成技术等，推动冶金过程的标准化，程序化；通过人工智能技术，使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力，让钢铁企业取得长足的发展，提高市场竞争力。
3、冶金电气自动化技术应用前景
我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术，整合行业信息化水平，通过自动化控制系统提高生产控制精度，提高产品质量，进一步压缩生产成本，降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景，包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。
3.1低成本自动化
所谓低成本自动化是利用高精尖技术，通过自动化技术科学合理投资，减少投资成本，降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器，精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制，为企业实现了低成本自动化，也解决了中小型企业的约束。
3.2行业信息化
所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统，实现信息资源共享，实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据，利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据，使用科学管理决策分析软件，挖掘潜在数据，为企业的发展提供科学合理的数据支持。
3.3智能控制
虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略，但仍然不能满足技术的要求，因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点，而智能控制对总控制程序具有良好的适应性，尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统，能分级控制智能设备，有着很大的发展空间。
3.4冶炼过程控制
电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制，提高钢铁企业的效益。
3.5综合一体化控制
电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向，这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工，实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题，极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序，降低了成本，电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。
4、结语
[关键词]自动化技术；冶金工业；应用
中图分类号：TF089；TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0059-01
前言
在冶金生成过程中，原料场生成、焦化生成、烧结生产、球团生产、石灰生产等生成过程的自动化技术应用是关键。各个生成过程中的自动化技术应用又各不相同，其涉及的内容和技术应用将直接影响着整个冶金工业的自动化技术发展。
一、基础自动化和过程控制系统
冶金流程在线连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术，以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标，实现冶金流程在线检测和监控系统，包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报，钢水纯净度检测和预报，钢坯和钢材温度，尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断，全线废气和烟尘的监测等。
冶金过程关键变量的高性能闭环控制。基于机理模型、统计分析，预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机（SVM）等技术，以过程稳定、提高技术经济指标为目标，在上述关键工艺参数在线连续检测基础上，建立综合模型，采用自适应智能控制机制，实现冶金过程关键变量的高性能闭环控制。包括高炉顺行闭环专家系统、钢水成分和温度闭环控制、铸坯和钢材尺寸和组织性能闭环控制等。
二、原料场生产自动化技术
现代冶金工业原料场的生产自动化主要有具有基础自动化和过程自动化并上联制造执行级的三级自动化系统、基础自动化系统两种。在基础自动化中有含有过程量的检测与控制，电器转动控制等内容。仪表和控制系统主要是原料输送系统和配料系统中的料槽的料粒计、称量装置等。电控设备中也有相应的仪表，但主要是对胶带机进行检测和对卸料机的定位控制等。
过程自动化计算机的应用则贯穿于整个冶金工业的生产过程，在原料场生产过程中的计算机软件Easy-Flo主要包含进程管理器、数据库管理器、设备管理器、输入管理器、与主PLC的通信驱动程序、位置管理器、操作管理器、报表管理器、混匀子系统等，其主要功能是实现生产过程的自动化控制。目前在原料场的生成过程中还在Easy-Flo的基础上运用了数字模型和人工智能系统。首先是混匀堆积智能模型的应用，该模型早为宝钢集团所开发，在混匀堆积智能模型中原料堆积经模糊推理方法进行分类、自动编制堆积计划，同时根据配槽品种而进行自动化的操作指示；堆积开始后，通过实时采集程序而给出新的槽切速度，达到总体控制目的。其次是编制工料计划的混合式模型处理，在该模型中，先将矿石的可利用时间区域和目标进行界定，再将“满装可用的时间区域”变为“窄以满足输送时间”输送原料量；在确定了输送路线的基础上，利用∑（Xi-Aopi）来确定模型。在整理模糊控制系统中，主要是按电流值和电力值来实现基础逻辑控制。
三、焦化生产自动化技术
在焦化生产自动化过程中，多用L2级小型计算机为过程计算机实现对生产过程的自动化控制，但也采用多台控机为过程计算机的方式。其中可分为生产基础自动化和生产过程自动化。
首先，生产基础自动化是对备煤配煤、干馏、焦炭处理等生产过程进行检测和控制，这些生产过程一般以常规检测仪器和传感器即可完成。其次是生产过程自动化，计算机主要是实现计划输入、料仓控制、系统运转控制等功能，而数字模型及人工智能则对加热、配煤优化、配煤过程、干熄焦（CDQ）最优等进行控制。
四、烧结生产自动化技术
烧结的目的是为了让烧结过程中为融化的烧结颗粒粘结为多空质块矿。烧结生产自动化包括基础自动化和过程自动化两个内容。
在基础自动化过程中，主要是对仪表的检测和控制，对电气转动的控制和人机接口的控制。如在仪表检测和控制中主要是溶剂和燃料及成品矿仓的检测和控制，对配料的检测和控制，对抽风机、电除尘器的检测和控制等内容。在烧结生产过程的自动化过程中，计算机要对配料槽槽位进行掌控，对配料混合和返矿料粒槽位进行控制，对混合料水分、烧结台车料层厚度等进行控制。数字模型及人工智能则实现配料模型和质量预测、烧结矿优化配料、烧结OGS操作制导、烧结机机速过程控制等模型的系统控制。当然，人工智能的应用还涵盖了烧结性能指标预测神经网络模型和生产专家指导等系统的模型控制等。
五、球团生产自动化技术
在球团生成中一般按三个步骤进行：首先是进行原料（如细磨精矿粉、溶剂、燃料和粘合剂等）的配料与混合。其次是在造球机上加入适量的水而滚成10～15mm的矿石生球，最后将生球在高温焙烧激上高温焙烧，然后再冷却、破碎，最终筛分而成为成品球团矿。
球团生产的基础自动化涵有仪表检测和控制，电力传动控制和监测控制三个内容。最为复杂的莫过于仪表检测和控制系统，其中对带式焙烧机的球团自动化系统，链算机―― 回转窑的球团厂自动化系统、带有竖炉的球团厂自动化系统的检测和控制。在电力传动控制和监测控制中因电动机的形式和型号的多样化而造成了启动和控制方式的不同，对大功率的主抽风机同步电机一般采用自耦变压器降压启动或采用全数字变频启动。交流低压电动机一般有电动机控制中心进行监测和控制，控制柜多采用单元组合方式进行。250kW以上的感应电动机则采用电抗为器自耦变压器等降压。
在生产过程自动化中，计算机要进行作业计划输入、配料槽粒为掌控、高级控制和设定控制等功能，其中也包含了数据显示和数据通讯等功能的控制。而数字模型和人工智能则主要有竖炉焙烧过程焙烧温度数学模型；造球过程模糊-PID复合控制。
六、石灰生产自动化技术
相对于冶金工业中的其他生产过程而言，石灰生产在价格和控制精度上的要求都相对降低，因此其自动化控制程度一般也较低。在冶金工业的石灰生产自动化控制中主要为模拟式仪表和硬线逻辑电控设备组成的自动化控制；IPC工控机进行自动化系统；使用PLC和IPC-610工控机组成自动化系统但只是基础自动化。
首先就石灰竖窑自动化控制而言，在当前的石灰窑控制系统中，多采用PLC进行控制，一般不会设上位机或工作站进行检测和监控。计算机自动化系统主要有配料系统、上料系统、出灰系统、鼓风量控制系统、数据采集系统，竖窑人加工参数检测等系统控制。其次是石灰回转窑自动化。在石灰回窑自动化中，主要是完成检测和控制、数据显示、数据记录、数据通信等功能。自动化系统可分为电器逻辑控制系统和仪表调节回路。具体可包括预热机供料系统、大布袋除尘系统、预热机下输送系统、小布袋除尘系统、成品搬出系统、煤气流量调节回路、空气调节回路等。
结语
钢铁需求的快速增加为冶金工业的发展提供了调节，自动化技术在冶金工业中的发展和应用为冶金工业的发展提供了技术支撑。在冶金工业中，上述的几个自动化技术只是框架式的系统，其中还包括多个子系统，对各个系统及子系统的自动化研究是冶金工业发展中不可或缺的部分，这还需结合生产实践和自动化技术发展而进行。
参考文献
1.郑华栋.冶金工业自动化技术发展[J].城市建设理论研究
关键词：冶金自动化系统Profibus现场总线
中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1007-3973（2012）004-052-02
计算机技术, 网络技术和数字通信技术的迅速发展引起了工业自动控制系统结构的巨大变化。Profibus作为一种由智能化设备组成的计算机网络，近年来，凭借其独特的优势已成为自动控制领域研究的热点，应用于众多领域。在我国冶金工艺中，profibus现场总线主要应用在炼焦配煤优化系统、焦炉加热计算机控制及管理系统、烧结过程智能控制管理系统、烧结终点判断与智能控制系统、炼铁优化专家系统、高炉人工智能系统中，通过对这些子系统的控制，确保了整个冶金工作的自动化流程的实现。
1Profibus现场总线简介
随着自动化工业发展，总线分布式机械臂控制系统在工业生产得到了广泛的应用，随着机器人自动化程度的提高，控制技术逐步增大，在工业生产环节的机械臂操作需要多个机械臂的相互协调工作，操作之间的机械需要总线控制，采用机器人实现流水工作，可以有效解决生产精密设备的工作，总线控制技术在工业控制中得到广泛应用，网络通信与信息管理在机器人工业控制中得到了应用，将分散测控设备组合成变成网络节点，融合成总线通信网络，实现设备之间的有效沟通信息、完成自控工作的网络系统与控制系统，CAN总线分布式机械臂控制是一种有效的实时控制，串行通信网络，具有性能搞、可靠强、实时交互便利的特点，被广泛用于控制系统中机械设备之间的数据通信与自动化仪器控制，主要考虑将高速实时处理与分布式工业控制领域中的高可靠性相结合。
PR0FIBUS现场总线是以开放式系统互联网络作为参考模型，采用的是德国国家标准DIN19245和欧洲EN50170现场总线标准，定义了物理传输特性、总线取协议和应用功能的一种计算机网络系统，由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散的I/O形式的通信；Profibus-PA是专为过程控制自动化设计的, 将传感器和执行机构接到一根总线上, 并具有本质安全规范，Profibus-FMS是具有令牌结构的监控网络、具有实时多主的特征。Profibus现场总线的主要的组成硬件是主设备、从设备、网络网路，其中主设备用以控制总线上的数据的传输，即使没有外部发送的请求信息，仍可对总线进行访问；从设备是指比较简单的外部设备，且未被授权访问总线；网络网路包括传输介质和网络链接器，例如采用具有屏蔽功能的双绞电缆构成的电气网络，或是用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络等。
2Profibus现场总线结构
2.1profibus总线结构
profibus总线分布式机械臂控制系统的机器人的执行由手指、手腕、上臂、前臂、立柱等组成，手部，包括手指、传动机构等，手指用来抓取物体，传动采用蜗轮、蜗杆，分布式机械臂机器人实现旋转，旋转采用摆杆滑块方式，操作控制取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响，在速度、位置控分布式机械臂控制变得非常简单。profibus总线分布式机械臂控制系统现场工作过程中，电磁干扰，电压起伏，机械振动，环境湿度的变化，有可能导致计算机运行不畅，造成威胁隐患，继电器控制系统的抗干扰能力强，可是需要众多的机械触点，使用寿命短，稳定性差。profibus总线分布逻辑控制器，采用微电路集成技术，采用无触点的电路集成存储元件.
profibus分布式机械臂控制器通过接口连接伺服单元和 I/O 单元， 分布式机械臂基于现场总线控制功能，将微处理器和现场总线接口连通，形成数控插补单元，分布式机械臂把带有通信功能的伺服单元直接挂接在现场总线上，形成控制系统网络结构，实现分布式机械臂智能独立操作，添加其他现场控制设备，分布式机械臂的profibus控制器与其接口之间采用了隔离措施，反馈单元使用高精度的光电编码器，分布式机械臂控制器的控制量输出采用 WM 输出，使用滤波器获得控制电压送往伺服驱动器，以总线为通信工具设计数控系统，有效降低了控制系统的复杂程度，提高了运算速度，增强了分布式机械臂的控制性能，具有信息处理速度快，开放程度高，控制精确，通用性好的特点。
Profibus采用是OSI分层模型, 它由七个功能独立的层组成，而且，每层具有标准的定义，如遵守协议则保证通信系统是开放的。在Profibus现场总线中，主要是采用了OSI模型中的物理层、数据链路层和应用层。Profibus总线系统一般可分为三种系统结构，为纯主—从系统，纯主—主系统，以及混合系统。其中一级主站为中央控制器、二级主站为操作员工作站，从站为所有的现场设备。
2.2profibus现场总线控制系统组成
(1)现场总线设备。主要有智能现场仪表、控制器。可分为总线供电和单独供电式现场设备，这些现场设备不仅有信号变换功能，而且还有组态运算及控制功能。
(2)现场总线线路。其中有连接在总线末端附近的终端器，是一种阻抗匹配元件，能采用反射波原理使信号变形最小，减少了信号的衰减与畸变。每个总线段上有且只能有两个终端器。还有输送介质电缆，一般常用的电缆为双绞线以及用于现场总线与操作站的连接的现场总线网卡和用于扩展网络的中继器。
3Profibus现场总线在冶金自动化系统中的应用
3.1冶金自动化系统结构
在冶金自动控制系统，应用profibus现场总线，构成了三级网络系统, 分别由现场设备控制层、车间监控层和工厂管理层构成。其中现场总线profibus-DP和profibus-PA模块主要负责现场设备的监控，例如，传感器、驱动器、传动装置和开关设备等，profibus-FMS部分实现运用于车间控制层，实现控制系统的人机对话, 管理者科技通过车间监控计算机对设备状态进行在线监控、参数设定、故障报警、生产调度等操作，工厂的管理层即为局域网。
3.2冶金自动化系统工作原理
在冶金工业的运作中，profibus现场总线根据现场设备控制层的运作对进行操作，物理层并将相关参数返还车间监控层，该模块对数据进行相关的处理，达到适宜工作的参数值时，将信息传给现场设备控制层，令现场设备停止运作。该过程主要是通过profibus现场总线的结构层实现。在信息发送过程中，由于物理层上接数据链路层, 下连媒介，具有信息传输的功能，通过对数据链路层的信息进行编码和调节，产生物理信号驱动媒介；在信息接收过程中，物理层对来自媒体的信号进行解调和解码，传达给数据链路层，链路层对相关的信息执行总线通信规则, 处理出错检测和调度。最终将信息传达给应用层，利用相关的应用软件对数据进行处理，掌握数据的结构和意义。主要例子有：通过控制水泵阀位的开度使三容器的液位达到我们的设定值，通过控制变频器的频率来改变皮带传输机传输速度。通过对立式电炉是双输入双输出的温度场控制中，通过控制占空比来控制电炉的温度，最后将得到的结果通过工厂管理层将数据进行统一的整理并实现信息的共享。对profibus现场总线的控制系统的使用，很好的对冶金工业中的炼焦配煤、烧结过程、炼铁、转炉、精炼炉、加热炉燃烧等流程进行了控制，实现了生产线的有序运行。
总而言之，在冶金自动化系统中，采用Profibus现场总线控制系统，对生产对象进行监控、诊断和维护等，不仅节省大量人力物力，更加快了冶金工业生产运行的效率。而profibus现场总线作为一种国际化开放式总线,具有兼容性强大，接线简单，结构紧凑的有点被广泛的应用于各个领域，促进了我国的发展。
参考文献：
[1]王晓红,徐立芳,李琳.基于PROFIBUS-DP现场总线监控系统的设计与实现[J].实验室科学,2010,(01).
[关键词]自动化技术 有色冶金工业 应用
中图分类号：F156 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0083-01
有色冶金工业引进自动化技术，一方面是提升员工在生产过程中的安全系数，避免员工接触腐蚀性的物品，尤其是对一线工人而言的保护作用；另一方面是提升有色冶金工业的技术要求，从而优化有色冶金工业的生产质量。我国有色冶金技术相对于国外先进国家起步较晚，虽然改革开放以来取得一定的成就，但是仍存在一定的差距，而自动化技术的变革直接推动有色冶金工业的进步。
一、有色冶金工业自动化技术应用的现状
自动化技术是综合性十分强的技术，主要与控制理论与计算机技术相互关联，该技术促进冶金工业的控制智能化和工业高精度化。但是该工业的生产过程中由于各种原因自动化技术的应用并不顺利，以下是对有色冶金功能工业中自动化技术应用的现状。
改革开放以来，随着计算技术和通信技术的不断进步，有色冶金技术自动化的程度也不断加深。有色金属冶炼的工作现场不断增加自动化设备，大多数都是引进国外先进的设备和系统，工作现场的员工尽可能摆脱人工作业的传统，吸收和适应自动化技术，并且对其进行适当的调整和创新。但是在技术发展日新月异的今天，该设备与系统需要随时进行更新，保证我国冶金技术的国际化和先进性，因此我们应该提升自动化技术的创新能力，摆脱对国外先进技术的过分依赖，推动我国冶金技术走在国际的前沿。
近几年来我国越来越重视环保问题，我国由于环境的污染受到各种程度的危害，其有色冶金工业的原料就因此大大减少，因此原料的短缺和资源结构的破坏是其发展自动化发展首要解决的问题之一。自动化技术需要进一步优化有色冶金工业的生产效率、降低其资源消耗和废料污染等。
二、自动化技术在冶金工业生产中的应用
1.现场总线技术的应用
现场总线技术近几年来在我国工业生产中被广泛应用，其主要解决工业现场中自动化和智能化设备数据信息的之间通讯以及现场先进设备和系统之间的数据传输问题，是有色冶金工业实现自动化必不可少的技术之一。该技术是20世纪80年代末和90年代初在国际上逐渐形成的现场总线技术，建立现场自动化设备之间通讯的网络，有助于现场自动化设备的管理和运用。在有色金属工业生产过程中实现各个系统之间的通讯、相互独立和操作和自我修复等功能，建立自动化设备的通讯网络，从而推动冶金工业的现场管理和控制系统的进步。
2.工业计算机技术的应用
工业计算机是将计算机技术和工业生产的自动化设备有机的融合在一起，对有色冶金工业自动化的发展起到不可替代的作用。21世纪的计算机技术不仅仅融入到人们的生活当中，也走进冶金工业的生产当中。工业计算机技术主要用于有色冶金工业的生产精度控制和测试方面，该技术在现场总线技术的基础上获取来自各方面的数据信息，计算机技术将其数据进行计算和分析，并得出结论，最后将其数据结果输出。该技术是对有色冶金工业生产过程进行精密的控制，并且由于其设备价格低廉、管理范围大和功能强等特点，便于在有色冶金工业中应用。
3.管理信息系统的应用
管理信息系统简称为MS，MS是以人为核心建立的系统，利用计算机技术和通讯技术搜集、传递、存储、加工、维护和使用有色冶金工业生产过程中的各个数据信息，辅助企业实现其战略计划，支持上级的领导，提升企业的生产效率，从而提升企业的综合实力和增强企业的市场竞争力，同时也是企业领导对现场的控制手段和决策的依据，实线智能化的管理模式，从而促进企业的可持续发展。
三、工业以太网技术在有色冶金自动化中的实际应用
20世纪70年代以太网由Xerox、Intel、DEC公司联合开发出来的基带局域网。有色冶金工业面临越来越激烈的市场竞争，以太网的价格低廉、设备简单、运转速度高成为有色冶金工业的首选。
1.工业以太网的功能
工业以太网是在Ethernet的基础上建立，其具有强大的区域和单元网络的优势。以太网的帧格式与IP的一致，便于数据的传输，现今科学技术的日新月异，有色冶金工业生产过程中存在自动化设备新旧更替的问题，必然存在新设备与旧设备之间数据兼容的问题，建立无缝升级的新系统，从而影响企业控制胸膛对于冶金生产过程的控制力度。以太网络具有高效的数据传输，储存能力强，千兆技术，标准化和较为全面的诊断和维修等功能。为企业内部、企业外部、国际网络的联合创建平台。该网络不仅仅运用到管理系统当中，也运用在有色冶金生产和自动化改革过程。
2.工业以太网在有色冶金工业自动化中的应用
在工业生产过程中，以太网得到广泛的应用，与我们经常接触到的PLC一样普及，但是很多员工对以太网的认知员员没有PLC一样熟悉，很多先进系统仅仅有IT部门的技术人员进行更新，让很多现场的工程师误以为工业以太网仅仅局限于办公室管理阶层的应用，很难对有色冶金工业的生产过程进行有效的控制。
工业以太网在应用过程中还需考虑到通讯速率、安装方式、通讯协议、电源、工业环境认证、散热通信功能和通信管理功能等因素是否匹配有色冶金工业的生产。冶金生产过程中若是需要信号强弱、端口设置、出错报警、分析和处理、服务质量等高级的功能体现，还需在以太网中设置交换机来体现这些功能
工业以太网将工业中的各类网络系统连接到一起进行综合控制，该技术实现对有色冶金工业中对加工原料的成分分析，并将其测试到的数据传输到所需部门进行加工；同时也建立庞大的数据库，公司的员工和领导都可以在该共享系统中查到自己所所需的数据信息；最后是有色冶金工业现场将以太网为通讯技术，PLC为主站，其他自动化设备为从站，逐步加深有色冶金工业的自动化程度，保证每一个系统独立性和稳定性，从而提升该工业的整体实力。
结束语
综上所述，有色冶金工业自从改革开放以来取得很大的成就，但是其自动化程度的改革仍不够彻底，工业生产系统仍存在很多漏洞和不稳定因素，为了增加该工业的竞争实力，我们需要进一步提升工业自动化技术的研究与应用，从而进一步推动有色冶金工业的进步。
参考文献
[1] 李江涛.自动化技术在有色冶金工业中的应用[J].科技创新与应用.2014（12）.
[2] 殷妮娜.自动化网络控制技术在冶金工业中的应用[J].硅谷.2012（16）.
关键词：自动化技术；有色冶金工业；应用
前言
有色冶金工业的生产过程要经过选矿和烧结以及高炉等复杂的工序，而且在生产的过程中，使用到化学产品等具有腐蚀性的物品，对与现场工作人员的健康造成极大的危害，同时在一些生产工序时，人力实现不了，所以自动化技术在有色冶金工业中的应用是不可或缺的。由于我国的有色冶金工业的自动化技术是随着改革开放才发展起来的，与国际的生产技术还有很大的差别。所以应该在有色冶金工业生产中把先进的自动化技术进一步推广，提高生产时的生产效率和生产效益。
1 我国有色冶金工业自动化发展的现状和问题
1.1 我国有色冶金工业的自动化现状
1.1.1 有色冶金工业的生产控制体系
在有色冶金工业的生产过程中，主要是由四大分级结构控制体系完成的，它们分别为：①0级是采集执行层，也就是传感器和执行器，主要是完成物理量的测量、执行控制命令。②1级是基础自动化，集中控制生产工艺的过程。③2级是过程自动化，控制生产的优化。④管理自动化，调节个程序之间的工作，使其分工合作。
1.1.2 我国有色冶金自动化技术的现状
随着21世纪的发展，我国的有色冶金自动化的程度得到了很大的提高，从有色冶金生产的各个工序现场可以随处可见自动化的设备，不仅有比较先进的单机操作系统，还有完善的集散式分布系统。目前我国的大型有色冶金企业都从国外引进了先进的自动化控制系统和设备，然后应用这些设备和技术，进行消化吸收和自我创新，改造出适合我国冶金企业的生产实际情况的设备，使我国的自动化水平已经赶上了国际的水平。但是发展是不断的，所以对我国的有色冶金工业的要求会越来越高，使得一些落后的技术和生产设备被淘汰，配备了很多新的自动化系统和单机自动化系统生产设备。
1.2 我国与国际冶金自动化水平的差距
我国自动化技术产品的生产上面与国际很多大型公司有着很大的差距。如我国的自动化技术没有自主的知识产权，过分依赖于对国外的生产产品的进口，因为产品的技术是不同国家的生产的系统，有的甚至是国外已经不再使用的系统，这就使的将这些系统集合在一个平台上带来了困难。还有就是由于我国的有色冶金技术方面的发展较晚，与国外相比较，没有在成套技术方面有很多的经验累积。
1.3 自动化技术在有色冶金工业中应用存在的问题
随着环境的污染和破坏，资源的缺乏和能源结构的不合理，使得必须进行高效率和低消耗以及污染少的生产，对于落后的设备就要进行淘汰。自动化技术之间的维持和数据诊断以及智能控制技术有一定的差距。
2 自动化技术在冶金工业中的应用
2.1 现场总线技术
现场总线控制技术简称FCS，研究并生产应用是在上世纪80年代，距今已经30多年，而经过这些时间的发展，使其在国际拥有60多个不同的生产厂家生产出来的总线产品，如基金会现场总线等。FCS拥有着实现各种系统的无缝集成和控制设备以及企业高层之间的联系等优势，特点则是系统开发和各系统之间既可功能自治也可相互操作以及系统结构分数，使其在有色冶金行业中被广泛运用。
2.2 工业控制计算机的应用
工业计算机简称IPC，是指把个人的计算机安装上系统控制软件，便于控制工业的生产。IPC的优点是高度开放和价格低廉以及功能更强大等。
2.3 管理信息系统在工业中的应用
企业的管理对与企业来说是十分重要的，一个好的管理模式可以让企业在发展中有很大的竞争力，得以持续发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中把冶金流程的全部信息集成起来，进行管理、技术、生产和控制的信息集成，就可以将生产时产生的数据进行及时采集，对管理者的决策提供数据。在有色冶金质量管理和在线监测以及故障诊断方面提升智能管理，达到动态管理，降低生产成本；通过信息化管理可以实现能源的管理和实时性管理以及商业智能管理，对企业的可持续发展和生产以及技术等方面的创新提供了基础。
铜冶炼的生产过程：
3 将以太网应用到有色冶金自动化的技术中
3.1 以太网的特点
有色冶金企业的不断发展，使得有色冶金行业的竞争越加激烈，这就使企业通过改造、新建和淘汰旧的设备以及引进新的设备来提升自身的竞争力。但是随着一些新技术的更新，导致新技术与一些落后的技术很难在控制系统上达到高度集成。以太网就可以很好地解决这个问题，这是因为在用以太网作为自动化的控制网络具有很多的优势，如数据传输快，有足够的带宽和存在时间长，有统一的标准，有相同的通信协议，在设置、诊断以及维修方面发展的较为成熟，所以才会被技术人员接受。还可以让不同的通信协议在统一总线上运行，作为企业的公共网络平台的铺垫。
3.2 工业以太网在有色冶金自动化中的应用
在有色冶金工业生产中，应用以太网可以把不同类型的网络化的仪器仪表与IPC连接在统一总线上运行，把这些系统连接起来，在加以控制。以太网的应用使得一些企业现在都不再需要对原材料的铜矿石进行成分的分析，这些分析多可以通过网络化实现，检测出来的数据可以直接传送到有关部门，而公司的成员和客户也可以在网上看到或查询到自己需要的数据，实现了数据的共享。如图，可以在现场通过以太网网络进行通讯，以PLC作为主站而其他设备作为从站，这样就可以保证每个独立系统的稳定性和可靠性。
4 结束语
随着经济的发展，有色金属的需求量也在增加，而在有色冶金工业中运用自动化的技术不仅可以提高生产效率、产品合格率、降低生产人员的危险系数等，是以后有色冶金企业的发展方向。但是由于我国的改革开放较晚，有色冶金工业的总体自动化水平与国际相比还是有很大的差距，所以应该增加对于自动化技术研发的资金和科研人员，使我国有色冶金工业的自动化水平提高。
参考文献
[1]郑华栋.冶金工业自动化技术发展[J].城市建设理论研究，2011（15）.
[2]韩精华.自动化网络控制技术在冶金工业中的应用[J].中国冶金，2010（12）.
【关键词】电气自动化；冶金行业；应用
中图分类号：F407文献标识码：A
一、前言
当前，人们对冶金产品的种类和规格需求越来越多，标准越来越高，这就需要冶金企业运用自动化的标准进行产品设计和开发。电气自动化技术能够提升企业的竞争力，促进冶金自动化系统的快速发展。
二、电气自动化技术的特点
电气自动化技术具有以下两个重要的特点:一是技术涵盖面比较宽。因为电气自动化技术既是一门应用性比较强又是一门比较普遍的技术,大多数相关企业均会或多或少涉及到。此外,这门技术科技含量比较高,在电气自动化系统的设计中,既需要硬件设计又需要软件设计,而且不同的应用行业与场合需要选择不同的技术方案,由此而见,这门技术需要比较宽的知识面。
二是对电子技术依赖性比较强。我们知道,对于一个典型的电气自动控制系统而言,无论从采集信号的传感器到进行信号处理运算的控制器,或者到执行运算结果的执行机构等等均与电子技术的发展密切相关。所以,电气自动化技术的发展离不开电子技术的进步,两者密切相关,前者依赖于后者。
三、冶金行业的电气自动化主要技术
1、微机继电保护
现如今，我国社会经济水平迅速发展，城市化进程也不断推进，冶金工业的生产规模逐步扩大，系统自动化技术水平也不断提高，微机继电保护在冶金行业中得到普遍的应用。首先，继电保护是一种主要以数字式计算机为基础组成的保护，从本质上来看，它是一种以单片机为载体进行智能化保护的工业监控设备。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。一般包含着下列主要的环节：①信号的采集环节②信号的分析和处理环节；③判断环节；④作用信号的输出环节。所有这些过程必须从电力系统的全局和整体出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作而切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复系统的正常运行。如何尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减小到最短。这些过程对继电保护系统的要求很高，而自动化技术的发展，很好的解决了这些问题。
2、传感器
传感器是一种能够感知环境信息并且根据特定规律、把信息转化成可用信号的检测装置，简而言之，传感器就是将外界环境信号转化成电信号的检测装置。传感器主要是由敏感组件和转化组件构成，用以满足对外界信息收集、处理、存储、记录和监控等功能，是实现冶金工业进行自动化监控的关键环节。
（1） 压力传感器
它是在冶金工业实践和仪表监控中经常使用的传感器，它的应用范围十分广泛，可以应用到工业监控环境，其中包括水利水电构成、铁路交通建设、智能建筑建设、生产监控、航空航天构成、军事工业、石化行业、电力行业、船舶制造也、机床建造和管道建设等等。压力感应器把感应压力变化转化成电流或者是电压变化，并将此信号传递给PLC控制系统，由控制系统根据工艺要求对信号进行处理。在装运煤和高炉上煤处都可以应用压力传感器，可以实现煤使用统计和上煤的监控。
（2）温度传感器
它是一种能够感应温度并且转化成输出信号的传感器，它主要是检控锅炉炉体的实际温度。温度测量表的主体核心部分就是温度传感器，感应器的品种较多，在冶金工业自动化生产过程中，通过运用辐射测温法来对物体的表面温度进行测控，其中包括：钢带轧制实际的温度、轧辊的实际温度、锻件的实际温度和在冶炼炉中金属的实际温度。
3、PLC技术
随着计算机和网络通讯技术的发展，PLC（Programmable Logic Contmller）可编程逻辑控制器）以其强大的功能和高度的可靠性在火电厂控制系统中获得了广泛的应用，它的可靠性关系到火电厂各大系统的安全运行，甚至影响到机组和电网运行的安全性和经济性。其中铁水脱硫处理、连铸、转炉的加料、吹氧、出碴、除尘、水循环等各个环节都采用PLC自动控制系统，实现各个工艺环节的自动控制，电网的波动和中断会影响炼钢的质量。
（1）PLC控制在炼钢上料、卸料系统中的应用
某钢厂钢水试料气体送样PLC控制系统,采用美国A-B公司的SLC-500系列可编程序控制器,实现了第三炼钢厂钢水试料气体送样过程的自动化控制,降低了工人的劳动强度,提高了生产率,取得了较好的经济效益。
（2）PLC在化学水处理系统中的应用
PLC具有高可靠性，编程方便，易于使用，环境要求低，与其他装置的配置连接方便，鉴于PLC有上述优点，所以PLC用于化学水处理系统中，可以很好的解决继电器控制存在的问题。
化学水处理的方法主要是离子交换法，即利用离子交换树脂将水中溶盐的离子吸收。经过一定时间的运行之后，离子交换树脂会失效，这就需要停止运行以对树脂进行再生还原以便使树脂可以重新使用。为此，就需要两套设备轮流运行、切换。应用PLC装置再辅以一些外部设备，可以很方便的控制两套设备的运行和切换。两个系列的阳床、阴床、混床的投运、停运和再生，其运行方式为#1系列运行，2#系列再生和2#系列运行、1#系列再生。两个系列的运行和再生可通过选择键点动或自动运行。点动时按编制的程序进行操作，用点动按钮进行转步；自动时，按操作人员发出的启动指令由事先设定的时间自动转步，全部程序执行完毕后，装置自动复零。
4、变频器
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它的主电路都采用交-直-交电路。
（1）变频器在锅炉中的应用
锅炉变频补水设备：利用变频器代替老旧的压力罐，可以达到精确的补水压力，节省空间，节省电能。主要材料：空气开关，远传压力表。变频器，接触器，电动机保护器，按钮，指示灯等。
锅炉主循环泵变频控制系统：主要利用变频器精确调节主管道的压力，防止爆管。节能节电锅炉风机的变频调节系统：利用传感器，自动稳定在设定的风压值，让锅炉可以更加完全的燃烧，减少电力，煤炭的浪费。
炉排变频调速系统：代替原来的电磁调速电机，节约电力。
四、冶金自动化技术发展的趋势
研究自动化技术在机械设备信息化的推动下,以及冶金行业的发展需求下,冶金自动化技术必将取得较快的发展。
1、过程控制系统
在冶金控制系统中呈现在线连续监测和监控的发展趋势。在实际的冶金自动化技术中将采用新型的传感器技术、数据融合技术、数据处理技术等大量先进的高科技技术,在冶金的生产全过程中以物流跟踪、产品质量监督、环境保护监控等多方面作为生产的目标,实现冶金行业生产的全程监控,其中包括冶金生产过程中的原材料、熔渣成分、生产过程中温度的监控、钢水纯度的检测、钢材的质量等全方面进行监督和控制,还包括对生产过程中产生的固体废弃物以及烟尘的检测等。
2、生产管理控制系统
在冶金自动化技术中采用模拟的方法对其进行全程的研究分析,从而保证钢铁的制造和管理过程的科学性。利用现代计算机和多媒体模拟技术,在有关的冶金行业生产模型的基础上进行生产全过程的模拟,从而为冶金行业的组织优化、生产流程的设计和新产品的开发研究提供依据。提升冶金行业的生产制造智能。在冶金行业生产管理的过程中,基于事例推理、专家知识生产策略、网络规划技术等方面,来不断的提高和调整冶金行业自动化技术和企业生产的能力,以此来提高冶金企业的生产效率;根据冶金行业中各项施工工序的参数参考,在冶金行业生产的过程中根据实际的生产数据,对实际生产过程中产生异常进行合理的分析。在冶金行业机械设备的管理上,一般都是通过采用故障诊断与预报的先进技术来对机械设备进行故障和预报模型诊断,从而在实际的工作运行中对这些机械设备进行合理的维护。在冶金行业的成本管理中,采用先进的故障和预警技术,从而建立起动态成本模型预测的成本管理模块;在实际的生产过程中利用高科技的跟踪服务系统来对原材料进行不断的优化,对原材料进行合理的配比和使用,最大限度的来降低企业生产的成本费用,实现企业的利润最大化。
3、冶金行业信息化系统
冶金企业信息集成成为行为信息集成。冶金行业信息自动化的最终目的是为了达到信息资源的共享,在同基础行业的竞争中,实现企业信息化管理的标准化和系统化,在企业信息化集成的基础之上,进一步的加强冶金行业信息基础系统的普及应用,在冶金行业信息化系统结构的构建中,及其政府宏观调控的管理中都要实现企业信息化系统的建立。在冶金行业中进行知识管理。在冶金自动化的发展过中利用企业信息化提出的数据进行合理的分析和研究,然后结合企业自身的实际情况来做出不同的决策,并根据决策方法对这些数据信息进行统计和分析,从而挖掘出更多潜意识的数据,提高冶金行业发展的质量和产量,并在冶金企业管理的过程中采用智慧化的形式,为企业的发展提供学科合理的数据支持。
五、结束语
总之，电气自动化技术在冶金行业中具有非常重要的地位，只有技术人员通过不断的实践经验积累，使电气自动化技术更加完善，才能促进冶金行业更加快速的发展。
参考文献
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0052-01
摘要：
随着社会经济的不断发展，企业的竞争已经转变为信息技术的比拼，可以说信息技术覆盖率各行各业，在冶金自动化控制系统中，建立工业以太网有重要的意义，文章分别阐述我国冶金自动化发展状况、工业以太网简介以及以太网在冶金自动化控制系统中的应用，希望为企业的信息化系统建设提供参考。
关键词：工业以太网;基础控制系统;信息化
以太网作为当前应用范围最广的计算机网络技术，因其过硬的技术支持，已成为了计算机通讯领域的风向标，而在工业控制系统中，传输数据的网络设备更需要集中控制，网络这个主线需要依靠工业以太网，提高通讯速度，降低开发成本。
1工业以太网简介
一个功能健全完整的工业，以太网控制器应当在三个功能部分具备良好地功能：任务控制部分、以太网通讯接口、工业控制平台。
1．1 工业以太网基本信息简介。
所谓地工业以太网系统，一般来说是指在技术上和商用的以太网两者间兼容，产品在设计地时候，选用材料的问题、产品其强度还有适用性与可互操作性、实时性、可靠性、本质安全和抗干扰性等方面能够让工业现场要求得以满足。
1．2工业环境当中阻碍以太网应用到的技术和问题正在逐步的得到解决．以太网其实是为了信息网络而进行设计的。对于工业环境根本就没有进行过考虑过其要求与适应性。以太网在近年来得到迅速发展的原因有两点：一方面是以太网通讯速率不断提高，这就为以太网进入控制领域提供技术支持，而以太网的通讯速率可达到1000Mbps只需要12US，大大减轻了网络负荷；另一方面是采用了全双工的通信线路，双全工是指终端设备和交换机端口之间采用该种通信线路。全双工交换的使用克服了CSMA技术，CD技术的缺点，更摆脱了CSMA和CD技术上的限制，解决了以太网最大的控制领域障碍，并且全新的交换式具有容量大、传输能力高和组网方便的特点，满足随时控制的需要。交换式网络是可以同时的对虚拟局域网进行支持，组网成本能够得到有效的降低，网络灵活性在飞速的提高着。
1.3最早期的粗同轴与细同轴以太网电缆，现在发展到了双绞线型电缆还有光缆，对于网络的传输距离与抗干扰的能力得到进一步的提升。
2我国冶金自动化发展状况及发展趋势
2.1基础控制系统与过程控制系统。
首先在基础控制系统方面，工业以太网以PLC、DCS技术控制整个冶金现场，也就是说在冶金自动化控制系统中，常规模拟控制已经淘汰，取而代之的是工业以太网。在算法控制上，采用PID算法计算重要回路，在轧机控制、智能控制、电极升降控制、液位控制等方面有初步应用，并取得一定的成绩；我国冶金业在检测方面，大多企业做到了检测仪器（重量、压力、流量、温度）配备齐全，在测量技术上也取得了初步成果；在电气传动上，普遍采用节能变频技术。
其次在过程控制方面，利用计算机系统控制的普及率有大幅度的提高，在过程优化上做到了工艺知识、专家经验以及智能技术的结合。
2.2基础与过程控制系统的发展趋势。
在线连续检测冶金流程，以控制产品质量为目标，检测预报各种参数，采用新型可靠性技术，实现冶金流程的在线检测以及监控系统完善；冶金过程控制系统的发展趋势关键是建立综合模型，实现冶金业高性能闭环控制，提高技术指标，提高经济效益；电气传动发展趋势则是新型电力电子元件，各种大功率、超大功率变频器的使用。
2.3信息化的形成。
当“信息化带动工业化”成为一种口号，企业领导充分认识到信息化的重要性，整个冶金系统在这一点上也达成了共识，各冶金企业开始建立企业信息系统，并在成本在线控制、流程仿真、质量跟踪控制等方面取得了显著成果。
2.4信息化的发展趋势。
信息化最终要形成计划、生产、控制三者结合成一张纵向网，达到信息集成，也就是说整理生产数据，编制成数据库，实现管控一体化，即从订货合同开始，历经做生产计划、作业指令，到最终的产品出厂，生产和销售形成一个整体，质量控制全程，做好预算预测工作，达到实时性、高效性管理。
3以太网在冶金自动化控制系统中的应用
按照大趋势的自动化体系结构来看，从功能上划分，冶金自动化控制系统分为四个层面：基础自动化控制、过程控制、生产管理控制、企业信息化控制。
3.1基础自动化控制系统。
前面说过的PLC技术、DCS技术等是控制现场级设备的主要方法。目前PLC技术控制仍在基础自动化系统占主导地位；基础自动化控制系统义是冶金流程关键的部分，该部分的设计效果直接影响整个控制系统。
3.2过程控制系统。
在过程控制中，目标是工艺参数闭环控制、能源平衡控制、物流跟踪环境排放实时控制和产品质量全程控制；可靠性技术则是采用软测量技术、新型传感器技术、数据融合、光机电一体化技术和数据处理技术。
3.3生产管理控制系统。
生产管理控制系统主要是为管理者提供决策依据，编制数据网、建立数据库，做好冶金流程的数据集成。
3.4企业信息化系统控制。
企业的信息化目的之一是实现资源共享、信息互通。从企业信息集成过渡到行业的信息集成，市场的确是有竞争才有发展，但有效竞争是前提，趋利避害是基础，企业信息化要做到编码体系标准化，既做好企业内部控制，又做好企业数据分析，更要做好整个行业的信息化建设和信息的宏观调控，力争与全球化行业信息系统同步。
结束语：工业以太网可以说为制造业的网络控制制定了新标准和新准则，如今我国冶金自动化控制系统以以太网为风向标，作为舵手，以太网的实用性、可操作性和安全性，可以最大限度的满足不同顾客和生产厂商的要求。以太网还具有一低三高的特点，成本低、实效高、智能高、扩展性高，正是这些特点吸引了越来越多的制造业厂商，由此可见，冶金自动化控制系统的主导者非工业以太网莫属。
参考文献
［1］朱开波;基于工业以太网的嵌入式DNC集成通讯控制系统的研究与开发［学位论文］硕士 2006.
［2］张妍;工业以太网及其实时特性的研究［学位论文］硕士 2005.
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【关键词】冶金 自动化控制 计算机技术
我国有丰富的矿产资源，我国一直重视冶金业的发展，随着我国经济建设的进行，冶金业已经成为我国当前非常重要的产业。面对着计算机技术的普及以及自动化潮流的来袭，冶金业也在逐渐使用计算机进行工作并且逐步走向自动化。我国的工业在我国整个经济体系中占有重要位置，而冶金业在工业中有占据了相当大的比重，可以说冶金业的发展对我国经济发展具有较大的促进作用。计算机技术对我国冶金业自动化控制是有着较大影响的，因此要注重冶金自动化控制中计算机技术的有效应用，保证我国冶金业与工业的发展，促进我国经济增长。
1 我国冶金自动化控制中对计算机的使用
冶金自动化最早出现在上世纪50年代，那时的人会使用一些简陋的机械在冶金的生产过程中进行配合，等到计算机出现与使用，冶金行业在生产方面的管理系统以及全线控制才开始真正意义上的出现并且发挥作用，计算机技术能够对冶金自动化控制产生积极影响，促进其内部系统之间的配合。
计算机技术是一种划时代的技术，它可以被应用于各个方面，在每个方面都能发挥出重大的作用，冶金自动化控制也是它的受益者之一。随着当今计算机技术的不断发展，其内容不断丰富，因此在应用于冶金自动化控制中也可以体现中更多的新内容。目前计算机技术能够应用于冶金自动化控制的各个方面，我国的冶金企业也正在以计算机技术作为依托来开发新的软件，让国产冶金软件在世界舞台上占有了一席之地，因此，我们可以得出这样的结论，冶金自动化控制十分依靠计算机技术，计算机技术能够在我国冶金自动化控制中发挥出更大的作用，计算机在未来还会继续发展，或许会为我国冶金自动化控制带来新的内容。
2 冶金自动化控制中计算机技术的具体应用
2.1 冶金企业信息管理
冶金企业自身的经营需要大量数据作为辅助，每一家冶金企业都拥有自身的制作工艺以及与工艺有所关联的工序，工艺与工序之间的配合促进了企业的正常运行，但是企业自身的活动也会因此而产生大量的信息与数据，只依靠人的力量没有办法对这些信息进行收集与整理，在企业需要这些信息的同时也无法对相关信息进行调动，人力不能做到的只能够依靠计算机技术来完成了，计算机技术自身拥有对信息的处理功能，企业还可以以计算机技术为依靠建立一个虚拟数据库，将企业在生产中出现的信息全部储存到该数据库中。对计算机平台应该聘请专业技术人员进行管理，保证其中信息的安全以及企业对信息的调度，对各种金属都应该有所记录，包括这些金属的来源、制作材料、制作工艺以及制作流程等，让企业在需要对这些资料进行应用时能够找到相应依据，提高企业整体的运行效率。
2.2 冶金过程控制
我国的冶金企业已经以计算机技术作为基础建立相应的过程控制系统，控制系统中的每一个步骤都需要使用到计算机技术，我国各个冶金企业已经建成了与之相应的控制系统，其中包含了互联网、工业以太网等方面的内容，冶金企业对区域控制系统的管理因为计算机技术的使用而得到了加强，过程控制系统可以在冶金生产过程中将生产所需要的数据进行整理，以此来形成一个数据库，之后利用区域控制系统对该数据库进行分析，将其中所包含的信息整理出来，之后将各类信息发送到冶金过程中各个需要的流程之中。工业以太网是冶金控制系统中的核心组成部分，它在其中承担了许多功能，例如传感器、控制器以及检测器等，增强了过程控制系统本身的安全性以及控制系统中各方对信息的反馈能力与信息传输能力等，让冶金企业能够对整个工作过程进行实时掌握，了解每一时段的工作情况，一旦出现问题能够迅速反应，做出相应的解决措施，保证整个冶金过程的顺利进行。
2.3 局域网络
计算机与互联网在冶金企业中的应用带动了局域网络的发展。在冶金企业整个自动化控制进程中，对相关的硬件的精度以及数量的需求都在逐渐提高，这无疑加大了计算机对设备进行控制的难度，当这些设备对计算机的指令进行接收时与自身进行实际操作时会产生一定的时间差，各个设备之间的交流目前也存在着较大问题，面对这样的情况，局域网络可以发挥出很好的效果，局域网络可以将整个系统划分为若干个部分，之后将各个部分以局域网络的形式进行连接与管理，加强了各个设备之间的交流，提高了冶金企业整体的工作效率。
2.4 人工智能
计算机技g正伴随着它的大规模应用而进行发展，很多冶金企业也注意到了这一问题，开始进行对自家企业使用的自动化控制系统的优化与改良，让整个系统向着网络信息化的方向发展，很多冶金企业已经完成了这一部分工作并且取得了良好的效果。部分冶金企业也开始在冶金自动化控制中进行人工智能的研究，这一研究的内容为：运用当前网络自身所具有的优势，总结与冶金相关的各方面知识以及与之相关的处理方法，再利用计算机对自动化控制系统内的相关设备进行控制。可以说就是利用网络、利用计算机来对整个冶金过程进行管理。人工智能系统的技术依据仍旧是计算机系统，它利用计算机系统所拥有的强大计算能力以及对数据、信息的分析总结能力，对整个金属冶炼过程进行模拟，在实际进行中进行监管并且对错误进行指出与调整，让整个冶金过程能够更加顺利地进行下去。
3 结语
科学技术与信息技术的发展带给许多行业新的面貌。冶金行业在我国古时就拥有长久的发展历史，到了现代更是我国经济支柱之一，格外受到重视，因此冶金自动化控制自从引入我国以来就开始受到关注，随着计算机技术的普及与使用让冶金自动化控制进入了一个新的发展时代，让它具有了更多的功能，带动了我国冶金行业的发展。
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[关键词]控制技术，创新，钢铁工业，发展潜力，环保
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）19-0073-01
冶金技术作为一项复杂而冗长的综合性技术，它是随着钢铁工业的发展而出现并发展的，更在近些年获得了迅速的成长。而把自动化控制技术应用在冶金技术中，大大提高了冶炼的效率，同时这种智能化的技术能大大降低工作的失误率以及危险性，因此是一项非常实用的技术。
一、近几年来冶金工业自动化控制技术应用的创新与突破
随着科技的发展，我国不断的从具有先进的自动化技术的国家引进先进的技术上，并对硬件与软件技术在采纳的的同时也进行了改善创新，在冶金自动化控制技术领域，尤为明显。
1、DCS系统集成能力得到很大改善
上世纪，我国的冶金工业自动化控制技术的水平，多数仅仅停留在点上，而21世纪以来，已经迅速发展成面，并逐渐向全国覆盖，其优点是系统集成的核心技术与主要结构，都是自主智能化的自动化完成，并成功用于实践中。现如今，最新的智能冶金工艺流程的研发正在进行，并成功完成点线面的转化，因而从根本上提高了冶金工业自动化控制系统。
2、冶金工业自动化控制软件技术的创新取得了很大提高
我国已经完成了从国外进口冶金工业自动化控制软件向自主研发的转变。我国在二级自动化控制软件，三级MES软件以及中大型企业使用的能源管控系统方面取得了很大的提高，不仅取代进口软件，而且质量与应用水平也比国外进口的软件高。而如今我国正在研发的自动化控制软件平台技术，也获得了很大的进展，而新一代的自动控制软件平台大大提高了我国的冶金工业自动化控制技术的水平。
二、钢铁工业环保与冶金自动化技术
1、基于环保意识设计与制造的钢铁产品设计和流程优化设计
在未来的工业作业生产中，不单单局限在质量、性能方面，还有成本、效率、工程排放、环保，过程灵活控制等各个方面。因此要想在各方面做到最好，必须对钢铁制造流程从整体上考虑，对流程结构上、功能上以及效率上进行改善。同时有必要在计算机仿真模拟技术上做研究，对钢铁进行绿色生产，保护环境零排放。
2、对钢铁生产过程中减少排放的自动化控制技术
这个过程主要包括广义建模与优化控制技术，研发一种能够对生产出来的产品实行在线检测，评估，判断与控制的新机动化控制技术，以防不合格产品带来的不必要的浪费。同时，研发出一种随时对设备进行实时诊断的新控制技术，从而让设备高效工作，源源不断紧凑的生产高质量产品。
3、对钢铁生产过程清洁生产的自动化控制技术
在钢铁生产的过程中，肯定会排除大量污染物，因此，为了环保，必须控制污染物的排放，所以有必要研发出于此有关的自动化控制软件，比如，研发一种对污染物进行在线分析检测监视控制技术，对废水处理有作用的高压大功率电气转动控制技术，谐波治理控制技术等等。
4、对钢铁生产过程废物循环利用的自动化控制技术
冶炼过程中必然产生煤气、钢渣等，因而研发出使煤气、钢渣循环利用的自动化控制技术。高炉、转炉更在高温冶炼时必然产生一部分可以循环利用的固体废弃物，所以研发出一套实时对废弃物处理并循环利用的自动化控制技术。
三、冶金自动化控制系统的未来发展趋势
虽然我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展，但是受到很多因素的影响，我国各地的冶金技术水平还存在很大的不平衡，而这种不平衡是未来亟待解决的问题。自主研发创新已经成为未来发展的趋势。
1、提高并改善自主集成数字化控制系统的水平
很多的冶金行业都有过做自动化集成项目的经历，但是笔者阐述的集成系统与一般集成项目是有一定不同的。
1）自主集成要以‘我’为本
以我为本就要求核心技术是自己创造的。虽然会在创新的路上经历一些磨难挫折，但是也要先人一步早行动，笨鸟先飞，坚持不懈，创造出属于自己的技术。首钢创造出的数字化炼钢就是一个很好的例子，数字化炼钢在坚持原有钢铁工艺流程的基础上，对过程进行改善，不但对控制系统进行了改善，也提高了生产工艺。控制系统有很强的仿真能力，保持其他生产过程不变，对历史生产过程调整模拟，然后通过仿真计算，得到调整后的最优效果。同时也可以在脱离冶炼过程下改变参数与模型，调整到最好然后进行上线冶金。
2）整套系统要实现实时控制
该技术必须拥有超强的实时性，不但在数据采集方面利用最新的，而且要对数据进行分析处理并且实时对其控制。如果对产品的要求不是很高，则对实时性没有太高要求，如果要生产高端钢铁产品，必须提高其快速判断、诊断并迅速处理的实时能力。
3）数据挖掘与应用
通过改善自动化控制系统的水平，生产出优质的钢铁产品，是提高行业竞争力的关键。在钢铁自动化控制系统中，对生产过程的实时数据进行收集整合，并通过数学模型的优化，而达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。在当代的冶金技术中，对数据的挖掘与应用也来越完善，而现在技术中的数学模型，控制算法等也广泛应用于自动化控制系统。
2、冶金自动化控制系统优秀的服务
自动化控制系统的服务已经由原来的被动服务向主动服务转变，对服务的质量要求与日俱增。第一，现在冶金企业都在追求一种零故障的目标，这就要求除了设备本身的检修外，不能由于自动化控制系统出问题而影响钢铁正常生产过程。第二，自动化控制系统必须具有优秀的应对突发事故的能力，这就要求系统本身的性能必须优秀。第三，必须提供标准化的服务。为了提高服务的水平与内容，提高标准化服务是必要的措施，只有这样才能精细管理，提高自动化的优化。
3、冶金自动化控制系统要不断开拓创新
自动化控制系统要想长期生存并保持旺盛的生命力，必须不断开拓创新。在未来一些新技术比如物联网、云计算以及大数据概念有可能会融入到自动化控制系统中。而在将来。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术，将测量精度大大的提高。
四、冶金工业自动化控制系统的不足与建议
展望过去，我国冶金工业自动化控制技术取得了很大的进步，但是与国外的一些先进技术还有不小的差距，除了技术方面外，还存在一些管理与制度方面的不足。
1、硬件技术的差距仍然很大
当前，由于我国企业在某些方面技术的不成熟，未能产出优秀的大型自动化控制系统，我国冶金所需要的这些系统大多由国外几家企业提供，很多专业的高端专利技术属于国外企业，所以，我国相关专业人才应该开拓创新，研发出属于自己的硬件技术与产品，进而迅速缩小与世界领先技术的距离。
2、国内创新成果的推广还有许多工作要做
【关键词】冶金企业 信息化平台 构建途径 意义
随着生产技术的不断发展，企业的自动化建设也逐渐受到了企业管理者和经营者越来越多的重视。信息化平台的建设是建立在网络技术高度发展的基础上，利用网络技术将生产资源有机结合，使各部门之间的信息相互连接，从而实现企业内部的信息化。冶金企业信息化平台的建设能加强企业内部成本的控制与管理，提高企业的核心竞争力，从而促进其自动化的发展。
1 冶金企业厂内信息化平台的整体架构
冶金企业信息化平台的整体架构主要包括三个平台的建设，即软件平台、硬件平台和通信平台，其中软件平台包括物流信息自动跟踪系统、调度集中系统、铁水运输信息跟踪系统、钢渣运输信息跟踪系统、钢材发运管理系统、历史作业过程综合回放以及数据报表综合管理系统。硬件平台主要包括铁路信号微机联锁系统、自动排列进路系统、调车自动化系统、机车作业计划无线传输、平面调车系统、车号自动识别系统和机车GPS跟踪系统。软件平台和硬件平台共同构成了冶金企业厂内的信息化平台，并通过有线网络系统与无线局域网构成的通信平台进行信息的传递。
2 冶金企业厂内信息化平台各系统组成及构建途径
2.1 通信平台
通信平台主要包括有线网络系统和无线局域网（WLAN），目前大部分冶金企业的有线网络均采用的是光纤网络，将企业的公网光纤作为其信息平台的有线通信网络系统。例如太钢冶金企业，实施铁路调度集中策略，调度集中需要通过远程控制铁路信号，因此采用专网作为调度集中网络的信息化平台更好，在条件允许的情况下可使用双环光纤网络。这是因为铁路信号这一控制系统会直接影响企业内部的正常生产，若采用双环专网，能使冶金企业厂内网络通信的安全度大幅度提升。无线局域网是冶金企业机车作业计划无线传输系统、装卸车房库PDA以及机车GPS信息跟踪系统实现数据传输的主要平台。冶金企业在目前无线通信技术的基础上构建厂区无线局域网，使机车作业计划无线传输系统和机车GPS信息跟踪系统不间断的工作实现无线通信。
2.2 硬件平台各系统
冶金企业的硬件平台系统主要由铁路信号微机联锁系统、自动排列进路系统、调车自动化系统、机车作业计划无线传输系统以及平面调车系统等组成，此外，机车GPS信息跟踪系统也是其重要构成部分。这些硬件平台各个系统各自发挥着其功能共同实现了冶金企业数据传输的信息化。例如铁路信号微机连锁系统是提高车站通过能力的信号设备，工作流程为利用计算机实现对车站工作人员的操作命令，并对现场设备状态的表示信息进行推理运算，从而集中控制车站进路、道岔以及信号机，使其相互制约，保证行车安全。
2.3 软件平台系统
软件平台如物流信息自动跟踪系统、钢材发运管理系统、数据报表综合管理系统、历史作业过程综合回放系统等，均是冶金企业软件平台系统中的重要组成部分。冶金企业厂内信息化平台的构建使其调度集中管理更加高效，提高了调度指挥系统的快速应变能力，历史作业过程综合回放系统使得作业过程能再现并可追溯；数据报表综合管理系统为企业管理人员和技术人员提供了一个有效的信息分析平台。
3 冶金企业信息化平台构建的重要性及意义
在我国企业信息化建设以来，早期的信息化建设实践多在离散制造业，在信息化的实践中，越来越多的企业家认识到企业构建信息化平台的重要性，并进行了信息规划。在上个世纪90年代，冶金企业开始了信息化建设，由于冶金企业的特点，流程制造业类型的冶金企业在其生产工艺、技术、质量管理与经营等各个方面与离散制造业上存在很大的区别，因此，在冶金企业的信息化平台建设规划中常常会遇到许多问题。冶金企业在业务管理需求方面具有多样性，其信息系统较多，因此，采用分布实施的方法较为有效，分布实施的前提是要对其信息化平台的构建确立一个总体规划。只有这样才能确保分布实施各个功能以及前后系统之间功能的连续性，避免发生后续系统实施与前期实施系统之间形成孤岛或功能冲突。企业信息化平台的构建需要正确的应用信息系统规划方法，只有针对企业的具体特点与实际需求才能进行有效的信息建设规划。冶金企业中各个专业信息系统之间具有互相关联性，这些系统之间的联系既有纵向的，又有横向的。在进行信息化规划的时候首先要的考虑的便是各个信息系统间的业务集成，因此，只有使用系统的、全面的眼光进行信息系统建设的规划，才能确保其实现的科学性。
信息化平台的建设是企业战略目标中的一部分，信息系统建设的规划是企业总体规划的重要组成部分。冶金企业信息系统的建设的规划需要兼顾好其是否与企业的发展战略相匹配和是否体现了信息技术的发展两个方面，前者需要针对企业的发展实际与具体情况，后者需要对现有资源进行分析并对未来信息技术的发展进行预测。只有对信息系统架构进行全局性的谋划，才能确保分布实施的成功，使后续建设系统与前期实施的信息系统紧密无缝连接。
4 结束语
总而言之，冶金企业信息化平台的构建无论是对企业生产工艺技术水平的提高、产品质量的提升，还是企业管理水平的提高，都具有十分积极的意义。冶金企业信息化平台的发展在近几年得到了快速发展，企业只有将企业的发展目标、实际需求以及资源现状等因素综合考虑在内，进行科学的信息化建设规划，并分步实施，才能更好的建设企业的信息化平台。
1、机械设计制造及其自动化：研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科。
2、电气工程及其自动化：是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合，使学生获得电工电子、系统控制、电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能。
3、金属材料工程：是材料科学与工程领域的基础学科，按教育部最新专业目录，金属材料覆盖了冶金、有色金属、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护及表面等方向。
（来源：文章屋网 ）
