冶金自动化

自动化技术

冶金自动化是一种自动化技术，主要应用于冶金生产。

基本介绍

冶金生产过程的自动控制包括对采矿、选矿（见选矿自动化）、冶炼(见高炉自动化、转炉自动化)、浇铸（见连铸自动化）、轧材(见连轧机控制系统)等主体生产过程和供水、电、热、氧、气等辅助生产过程的控制。现代冶金企业采用计算机把生产过程控制和生产管理结合成统一的整体，大大提高了自动化程度。20世纪50年代在冶金生产过程控制中开始采用顺序控制器和模拟调节器。60年代英国首先建立全线采用计算机控制的热连轧机。70年代随着微型计算机的推广，冶金企业也开始采用计算机建立完整的计算机控制和管理系统。实现冶金自动化，可以大大提高劳动生产率和产品质量，减少流动资金的占用，改善劳动条件，获取很高的经济效益。

过程控制

冶金企业生产过程自动控制系统由检测仪表、程序控制器和过程计算机组成（图1），能完成物料的跟踪、设备状态的监测和控制、工艺参数的监测和控制、操作指导、生产参数的记录和打印报表以及其他辅助功能。

①物料跟踪：对炉料、铁水、钢坯等的分布情况、位置和速度进行跟踪。物料跟踪系统由检测仪表和记录装置组成。例如在轧钢厂中，板坯的跟踪和检测仪表系统由分布在整个轧制线的红外检测器组成，它们按区域划分。高温轧件在轧制线上的运动过程中，红外线检测仪表将测到的信号送往计算机，由计算机加以记录并对每个轧件编号跟踪，以便加以控制。

②设备状态的监测和控制：包括对位置、速度、流量、温度等参数的监控，例如对高炉热风炉的风量和温度以及对轧钢机压下位置的控制等。通常由检测机构、控制器和执行机构组成设备状态的闭环控制系统。在冶金工厂中大多采用这类控制系统对炉窑、机械、电机等设备进行控制。

③工艺参数的监测和控制：主要采用机械、电气、物理的手段来控制产品的数量、尺寸、温度、性能、成分等，例如高炉的布料控制、炉温控制、连轧机的厚度控制、钢板冷却系统的温度控制等。

④操作指导：向操作人员显示有关生产设备和产品的数据和信号,以便操作人员能正确地登记、管理和操作设备,控制产品质量和处理故障等。显示装置有大屏幕模拟盘和荧光屏显示器等。现代冶金工厂大多采用大屏幕显示器进行操作指导。

⑤记录和报表：自动记录生产过程的各种数据,包括工艺参数、生产数据、质量数据等,并自动打印生产报告书。

⑥其他功能：采用自动编号装置、自动方向显示器和人工智能技术为仪表的记录纸编号、自动显示产品的去向、指导发运以及完成一些复杂操作等。

冶金自动化

生产管理

冶金企业生产管理系统由中央计算机、若干台过程管理计算机、几百台输入输出终端和通信系统组成(图2)。大部分终端装置布置在整个生产的各个环节之中。从原料到高炉、炼钢、轧钢、一直到成品发运的各种信息可以及时通过这些终端、过程控制计算机和通信系统送到中央计算机和过程管理计算机的存储器中。同时管理人员通过设置在管理部门的终端将各种指令送到管理计算机，然后又可以送到各生产岗位。这种计算机生产管理信息系统，可及时地反映出整个大生产过程的千变万化。因而只要向计算机查询就可以了解整个生产过程的实际情况和数据。通过计算机的统计分析、逻辑判断、数学模型的计算和管理人员的指令又可反过来控制整个冶金工厂的生产。所以冶金企业生产管理系统可以把整个冶金企业的生产计划、记录、数据报表、财务核算、经济分析、设备运行情况统一起来。它的主要功能是：管理产品合同；安排生产计划和作业计划；掌握资金库存和流向以及设备运行和备件库存情况；对生产进行最优化管理。

展望

冶金自动化将进一步向管理、监测和控制的一体化、智能化和最优化的方向发展。使用计算机管理和控制的范围将继续扩展。例如在板坯、备件仓库的堆垛和取料方面，已经开始采用计算机实现无人操作和管理。机械设备和电气设备的运行状态也开始用计算机自动诊断，如果发生故障，除能自动分析故障的性质和部位外，还能自动切换、启动备用装置以保证设备正常运转，象转炉熔炼的成分控制、高炉的炉况和料位控制这样一些较困难的环节也可采用计算机自动进行。冶金自动化的发展趋势是从局部到全局组成一个控制系统，从生产计划、备料到整个生产过程融合成一个完美的整体。

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