電氣自動化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展

摘 要 隨著科技水平的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的優(yōu)勢得到了企業(yè)管理者的重視。本文對電氣自動化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用作了說明，并對電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢及發(fā)展方向作為簡要闡述。

關(guān)鍵詞 電氣自動化；鋼鐵行業(yè)；應(yīng)用；發(fā)展

1 概述

鋼鐵企業(yè)屬于重工業(yè)制造行業(yè)，由于其行業(yè)特殊的工作性質(zhì)和多變的生產(chǎn)環(huán)境，其生產(chǎn)過程中存在許多危險(xiǎn)因素，大量自動化技術(shù)和電氣設(shè)備被引入鋼鐵行業(yè)已逐漸取代現(xiàn)場的單純的人力操作。在危險(xiǎn)性較大的生產(chǎn)環(huán)境中，電氣自動化技術(shù)的使用可以及時(shí)有效地預(yù)防和排除鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中即將出現(xiàn)的安全問題，避免安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，確保企業(yè)安全生產(chǎn)[1]。

2 電氣自動化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 各種電氣檢測元件的應(yīng)用

鋼鐵行業(yè)對成品的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，這就對電氣元件提出更高的要求，不但要求電氣元件動作準(zhǔn)確、靈敏可靠，更要有狀態(tài)自檢報(bào)警功能?，F(xiàn)場部分電氣元件具有人機(jī)交互界面，技術(shù)人員可以通過操作界面對電氣元件的參數(shù)進(jìn)行手動設(shè)置，并可以讀取歷史數(shù)據(jù)、查看當(dāng)前工作狀態(tài)等。電氣檢測元件具有通信接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的電氣通訊協(xié)議，能將檢測的電壓或電流信號傳遞到上一級控制系統(tǒng)或是顯示儀表。

2.2 變頻器、軟啟動器的應(yīng)用

鋼鐵行業(yè)現(xiàn)場根據(jù)工藝需要安裝著各種機(jī)泵等耗電設(shè)施，其設(shè)備用電需要相當(dāng)巨大，大型電機(jī)的頻繁啟動會對企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)造成沖擊，尤其是高壓電機(jī)在啟動時(shí)會瞬間拉低電網(wǎng)電壓，對同在同一電網(wǎng)用電設(shè)備造成影響，而變頻器、軟啟動器等電力設(shè)備的應(yīng)用可有效減小大型電機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，而變頻器的使用更可以有效地節(jié)約電力能源，優(yōu)化電機(jī)性能和使用壽命，為鋼鐵企業(yè)節(jié)約運(yùn)營成本和減小備件消耗[2]。

2.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

大型鋼鐵企業(yè)的高壓變電所、配電室由于其涉及的大型變壓器、隔離器、斷路器等電力設(shè)備較多，考慮到電力設(shè)備的集中監(jiān)視和統(tǒng)一實(shí)時(shí)管理，一般都會安裝配套的高低壓電力監(jiān)控系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量的運(yùn)行狀態(tài)（包括三相交流電壓、交流電流、有功功率、功率因數(shù)、電壓頻率、電能電量、電氣柜溫度、開關(guān)位置等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），定期提示元件或消耗品的更換，故障狀態(tài)的線路切換及報(bào)警，并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲，是優(yōu)化鋼鐵企業(yè)電氣設(shè)備管理的可靠監(jiān)控系統(tǒng)。

2.4 電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用

電機(jī)保護(hù)器是現(xiàn)在普遍應(yīng)用的電機(jī)保護(hù)設(shè)備，即不僅具有斷路器、熱繼電器等電氣元件的基本功能，還具有可編程邏輯控制器的許多功能。一般電機(jī)保護(hù)器都具有現(xiàn)場控制面板和運(yùn)行指示燈，控制面板可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如電機(jī)非正常停機(jī)，維護(hù)人員可以通過控制面板查看電機(jī)故障信息、調(diào)取運(yùn)行趨勢畫面。同時(shí)電機(jī)保護(hù)器還具有通信接口，可以同鋼鐵企業(yè)的PLC系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并可集成到企業(yè)現(xiàn)場自動化控制系統(tǒng)之中。

3 電氣自動化技術(shù)發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)化、智能化

電氣自動化技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展間接推動了電氣自動化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程，一些鋼鐵企業(yè)在優(yōu)先使用基礎(chǔ)電氣自動化和過程控制電氣自動化技術(shù)的同時(shí)，大力發(fā)展二級網(wǎng)絡(luò)電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)，通過不同管理控制權(quán)限的設(shè)定，利用以太網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可以同時(shí)給現(xiàn)場操作人員及企業(yè)的高層管理人員提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，如操作人員需要監(jiān)控現(xiàn)場電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而高層管理人員需要定期收集企業(yè)的用電情況及設(shè)備消耗情況等。

電氣自動化技術(shù)已經(jīng)由原來單一的現(xiàn)場電氣元件控制，逐漸向智能化方向發(fā)展，其電氣自動化技術(shù)相結(jié)合的PLC系統(tǒng)其主控制CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、現(xiàn)場檢測儀表、電氣室的電氣元件都具有自診斷、自適應(yīng)、狀態(tài)顯示及多種報(bào)警形式功能。在實(shí)際應(yīng)用中也更加靈活，可以滿足現(xiàn)場電氣室、儀表間無人值守的工況要求，無論是遇到自身故障或是外界環(huán)境引起的過流、過載、過熱等情況，均可以進(jìn)行智能化判斷，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施進(jìn)行自身保護(hù)并保護(hù)下一層設(shè)備不受損壞[3]。

3.2 微型化、可編程化

鋼鐵企業(yè)的電氣室空間有限，電氣元件已經(jīng)由以前單一的功能設(shè)備，已經(jīng)發(fā)展成集成多種功能且占用空間小的元件設(shè)備，電氣元件已經(jīng)普遍具有成品體積小功能多等特點(diǎn)，其集成電路技術(shù)及納米技術(shù)的引入，更加加速了電氣元件技術(shù)微型化的進(jìn)程。

電氣自動化技術(shù)還和計(jì)算機(jī)技術(shù)相互整合，新型的電氣元件可以通過人機(jī)交互軟件對電氣元件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，電氣自動化專業(yè)維護(hù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場電氣設(shè)備的特點(diǎn)單獨(dú)對電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使電氣元件適應(yīng)不同的工況，這樣可以擴(kuò)展電氣元件使用的場合，利高了電氣元件的利用率。另外許多電氣元件內(nèi)部擁有存儲單元和邏輯單元，通過外界連接數(shù)據(jù)線，可以對電氣元件進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和歷史狀態(tài)追溯及當(dāng)前趨勢曲線在線監(jiān)控等。

3.3 模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化

電氣自動化技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)方向是電氣設(shè)備的生產(chǎn)、組裝、更換具有模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。鋼鐵企業(yè)來說大型電氣實(shí)現(xiàn)了模塊化結(jié)構(gòu)，對于易損的電氣部件只需要更換其中一部分元件就可以恢復(fù)故障設(shè)備，這樣可以大大節(jié)約備件成本，也節(jié)約的故障查找和修復(fù)的時(shí)間。

電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化不僅包括生產(chǎn)、組裝、使用、通信協(xié)議等方面的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化，對于企業(yè)的使用方，電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化可以使設(shè)備的組裝、更換有規(guī)可依，縮短企業(yè)職工在電氣設(shè)備熟悉操作步驟和更換流程上的時(shí)間，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率[4]。

4 結(jié)束語

電氣自動技術(shù)的發(fā)展改變了鋼鐵企業(yè)原有的以人工為主的生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著電氣自動技術(shù)不斷的進(jìn)步的發(fā)展，使得制鋼鐵行業(yè)的機(jī)械動作和設(shè)備運(yùn)行變得更加智能和有序并且安全可控。

參考文獻(xiàn)

[1] 王偉.鋼鐵企業(yè)電氣自動化專業(yè)技術(shù)及其應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015，44（12）：126-128.

[2] 何煒.電氣自動化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，13（22）：109-110.

[3] 張安國.電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016，（13）：52-53.

[4] 王艷朋.電氣自動化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（11）：295.

作者簡介

劉岐（1990-），男，河北省唐山市；學(xué)歷：本科，現(xiàn)就職單位：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，研究方向：從事現(xiàn)場電氣設(shè)備的調(diào)試、維護(hù)工作。