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摘 要：随着现代化技术越来越发达，电气化对生产的要求越来越高，从目前的发展进程来看，电气设备自动化技术已经向智能化、精度化方向发展，自动化技术也逐步向功能多元化、集成化方向发展。计算机、现代控制、通信技术以及传感技术成为当代自动化技术的中流砥柱，现代网络已经与自动化技术紧密生成。本文将主要探讨炼铁设备自动化控制技术及其应用。
关键词：炼铁；电气设备；自动化
西门子奥钢联能够为炼铁和炼钢设备（包括连铸机）提供全面的自动化方案包。可靠的供电和传动方案、创新性工艺包以及工艺控制和工艺优化系统保证了稳定的生产及能源和原料的合理使用。在方案包中集成的工艺知识，是炼铁和炼钢工艺达到高效率和优化控制的决定性因素。无论对于小规模改造，还是对于全新生产设备，这些工艺包都已被证实是最佳方案。在连铸生产中，各种成熟的创新工艺包以及工艺模型立刻能产生改善质量和增加产能的收益。
1高炉炼铁工艺设备
高炉“高效、优质、低耗、长寿、环保”这一方针已被越来越多的企业认同，实现这一方针的三个要素是：精料、装备水平以及操作管理水平。高炉的大型化对减少冶炼过程中的能源消耗、提高资源利用率、减少排放创造了有利条件。我国新建的高炉多为大型化高炉，并在装备技术方面采用了无料钟炉顶、铜冷却壁、高温热风炉、喷煤、炉前装备自动化、煤气余压发电、水渣粒化以及较完善的自动化系统等装备[1]。
主要有：串罐无料钟炉顶、复合炉衬技术、富氧浓相大喷煤、炉前开口机和泥炮及其自动控制系统、新型环保水渣技术和装备、高炉煤气清洗技术和装备、顶燃式热风炉系统、立置环保振动筛系统、国产铜冷却壁、铁口整体钻孔技术、国产大风机等。同时自主开发了软水密闭循环系统自动补水补压、炉前开口机和泥炮自动化控制系统、长寿布料溜槽、鱼雷罐铁水液面测量等技术和装备。以上新工艺、新技术和新装备的应用，使高炉在工艺技术及装备处于国内外先进行列，为高效低耗打下了物质基础[2]。
2炼铁自动化技术
炼铁自动化可以分为3个层面，即设备自动化、过程自动化和管理自动化。我国几乎所有的高炉都实现了设备自动化，因为高炉从配料到上料再到装料，是一个复杂的过程，需要上百台设备协调配合才能完成。设备自动化可以极大地提高工作效率，减少误操作，提高可靠性，降低人工成本，这是企业看得见的效益。但是，设备自动化的水平还有待提升，而在过程自动化和管理自动化方面，一些企业正在积极地探索，很多企业还没有意识到过程自动化和管理自动化能给企业带来可观的效益，这是本文所要表述的重点。
2.1设备自动化
几乎所有的高炉都实现了设备自动化，各企业都对高炉设备自动化极其重视，这是因为如果控制系统发生故障，将直接导致高炉体风，甚至会危及到高炉的安全生产，产生严重的后果。相当一部分企业在设备自动化方面，配备了较好的检测、控制和执行装置，其检测准确度满足高炉基本操作要求，但仍然有较大的提升空间，如按环重量布料、热风炉自动燃烧、自动换炉、交叉并联送风等。
2.2过程自动化
冶金企业铁水成本是影响产品成本的重要因素，降低铁水成本是冶金企业的主要任务之一。只有在保持高炉持续稳定生产的前提下，才有可能實现优质、低耗。因此，高炉的持续稳定生产是操作者最重要的目标。然而，高炉运行存在很多干扰因素，如操作的失误、人为因素、炉料化学成分的波动、工艺过程和热状态的改变等均会造成高炉的扰动，保持高炉长期稳定运行并不容易[3]。
2.2.1高炉专家系统的构成和工作过程
高炉过程自动化系统（高炉专家系统）可对高炉操作炉型及状况进行评价和判断，反映炉况的趋势更加客观和正确，可使高炉操作实现统一和标准化，是高炉实现高效、低耗、长寿的重要途径。高炉专家系统的应用对高炉操作稳定具有十分重要的意义。芬兰罗德洛基公司的专家系统应用了专家系统和神经元网络两个软件平台，其中线性问题采用专家系统平台处理，非线性问题则采用神经元网络技术处理。其功能主要包括炉料计算模型、布料模型、炉身模型、技术计算、炉缸烧损模型和出铁控制模型等。其工作过程如下：
（1）数据的采集和输入：数据分为3类，一是现场传感器直接测量的数据，由基础自动化系统采集并经预处理后，通过通讯的方式传送到专家系统数据库中；二是成分数据，包括原燃料成分和渣铁化验数据，由检化验系统来；三是出铁数据，包括出渣时间、出渣延迟时间，出铁起止时间、出铁量等，由工长从专家系统的画面录入。
（2）技术计算：专家系统软件在接收到一级系统和检化验系统的数据后开始进行技术计算。技术计算分为基于时间周期的计算和基于事件的计算。计算各种指数、平均值和偏差等，技术计算的结果作为推理过程的初始值。
（3）知识库：技术计算完成后，启动系统中的知识库。系统会根据各种条件值判断采用正常状态知识库或不稳定状态知识库。
（4）推理机的推理：专家系统软件库中内置资深高炉操作专家对各种干扰状态推理和评估知识和方法。首先对干扰进行分析、识别和确定，然后根据干扰的程度，系统会自动输出建议修正控制值。系统进行短周期诊断和长周期诊断，其中短周期诊断用于指导当前的操作，长周期诊断用于确定当天高炉的操作方针。
2.2.2专家系统的实施应用
高炉专家系统的实施比设备控制要复杂得多，是一项技术和管理结合的系统工程，它需要高炉操作、化验室和自动化维护部门之间密切配合，才能完成实施应用工作。在实施过程中应特别注意以下几点：
（1）领导重视是关键。高炉专家系统是技术和管理相结合的产物，它涉及到观念的改变，部门配合等问题，一个环节出现问题，将会导致整个系统不可用。
（2）实施团队是保证。由于高炉专家系统是一项需要客户化的工程，需要高炉操作者不断地对系统参数进行调整和完善，因此，需要有一个技术水平高的团队。
（3）技术培训是基础。高炉专家系统涉及大量的操作思想，全体操作者必须深入地理解专家系统的控制思想和工作流程，操作者思路与软件系统的思想一致，并能熟练地使用软件，才能在使用过程中不断地优化和完善，系统才能成功应用。
3加强冶铁设备的管理工作
3.1加强设备的维修、保养制度与开展评优工作
我们知道，设备的维修、保养和使用三者间的关系是相互关联，相互依存的。任无论何种设备在应用了很久之后，均会有程度不一的故障出现，为了能把设备的使用率延长，降低故障的发生，需要依据设备的使用运行情况，对于生产密切的配合，依据设备的规定运转周期来定期把设备的维修和保养工作做好。设备管理部门在制定维修及保养计划时须认真分析各类设备的具体情况，针对新旧设备的不问特点，采取不同的措施[4]。
3.2加强职工职业道德的教育与培养
职业道德，是个人修养的体现，但它更是和企业经济效益想挂钩，是为一种无形资本的体现。现今社会企业在设备的使用和管理上所存在的操作野蛮、缺乏保养、以劣充优、浪费严重、维修马虎等行为，均是没有职业道德的行为。因此，政治思想还有职业道德教育是企业仍要不断去加强的，爱惜设备这种良好的风气要让职工能自觉在心中树立，让设备最佳的效能得以发挥。
结论
综上所述，加强炼铁设备的管理与维护提升其自动化水平一方面能从根本上防止安全事故的发生，对炼铁行业的安全和发展有重大意义；另一方面能有效提高了工作效率，降低了劳动强度，增强我国冶铁企业的技术竞争力。
参考文献：
[1]崔帆. 炼铁高炉电气设备的技术性分析[J]. 山东工业技术，2016，03：1.
[2]刘晓锋，杨芯. 炼铁高炉电气设备管理过程中存在的问题及解决措施分析[J]. 山东工业技术，2016，05：47.
[3]张伯昭. 浅谈高炉电气设备管理过程中存在的问题与解决措施[J]. 科技风，2015，07：98.
[4]刘祥山. 炼铁自动化仪表的调试[J]. 黑龙江科技信息，2014，02：37.
关键词：炼铁；电气设备；自动化
西门子奥钢联能够为炼铁和炼钢设备（包括连铸机）提供全面的自动化方案包。可靠的供电和传动方案、创新性工艺包以及工艺控制和工艺优化系统保证了稳定的生产及能源和原料的合理使用。在方案包中集成的工艺知识，是炼铁和炼钢工艺达到高效率和优化控制的决定性因素。无论对于小规模改造，还是对于全新生产设备，这些工艺包都已被证实是最佳方案。在连铸生产中，各种成熟的创新工艺包以及工艺模型立刻能产生改善质量和增加产能的收益。
1高炉炼铁工艺设备
高炉“高效、优质、低耗、长寿、环保”这一方针已被越来越多的企业认同，实现这一方针的三个要素是：精料、装备水平以及操作管理水平。高炉的大型化对减少冶炼过程中的能源消耗、提高资源利用率、减少排放创造了有利条件。我国新建的高炉多为大型化高炉，并在装备技术方面采用了无料钟炉顶、铜冷却壁、高温热风炉、喷煤、炉前装备自动化、煤气余压发电、水渣粒化以及较完善的自动化系统等装备[1]。
主要有：串罐无料钟炉顶、复合炉衬技术、富氧浓相大喷煤、炉前开口机和泥炮及其自动控制系统、新型环保水渣技术和装备、高炉煤气清洗技术和装备、顶燃式热风炉系统、立置环保振动筛系统、国产铜冷却壁、铁口整体钻孔技术、国产大风机等。同时自主开发了软水密闭循环系统自动补水补压、炉前开口机和泥炮自动化控制系统、长寿布料溜槽、鱼雷罐铁水液面测量等技术和装备。以上新工艺、新技术和新装备的应用，使高炉在工艺技术及装备处于国内外先进行列，为高效低耗打下了物质基础[2]。
2炼铁自动化技术
炼铁自动化可以分为3个层面，即设备自动化、过程自动化和管理自动化。我国几乎所有的高炉都实现了设备自动化，因为高炉从配料到上料再到装料，是一个复杂的过程，需要上百台设备协调配合才能完成。设备自动化可以极大地提高工作效率，减少误操作，提高可靠性，降低人工成本，这是企业看得见的效益。但是，设备自动化的水平还有待提升，而在过程自动化和管理自动化方面，一些企业正在积极地探索，很多企业还没有意识到过程自动化和管理自动化能给企业带来可观的效益，这是本文所要表述的重点。
2.1设备自动化
几乎所有的高炉都实现了设备自动化，各企业都对高炉设备自动化极其重视，这是因为如果控制系统发生故障，将直接导致高炉体风，甚至会危及到高炉的安全生产，产生严重的后果。相当一部分企业在设备自动化方面，配备了较好的检测、控制和执行装置，其检测准确度满足高炉基本操作要求，但仍然有较大的提升空间，如按环重量布料、热风炉自动燃烧、自动换炉、交叉并联送风等。
2.2过程自动化
冶金企业铁水成本是影响产品成本的重要因素，降低铁水成本是冶金企业的主要任务之一。只有在保持高炉持续稳定生产的前提下，才有可能實现优质、低耗。因此，高炉的持续稳定生产是操作者最重要的目标。然而，高炉运行存在很多干扰因素，如操作的失误、人为因素、炉料化学成分的波动、工艺过程和热状态的改变等均会造成高炉的扰动，保持高炉长期稳定运行并不容易[3]。
2.2.1高炉专家系统的构成和工作过程
高炉过程自动化系统（高炉专家系统）可对高炉操作炉型及状况进行评价和判断，反映炉况的趋势更加客观和正确，可使高炉操作实现统一和标准化，是高炉实现高效、低耗、长寿的重要途径。高炉专家系统的应用对高炉操作稳定具有十分重要的意义。芬兰罗德洛基公司的专家系统应用了专家系统和神经元网络两个软件平台，其中线性问题采用专家系统平台处理，非线性问题则采用神经元网络技术处理。其功能主要包括炉料计算模型、布料模型、炉身模型、技术计算、炉缸烧损模型和出铁控制模型等。其工作过程如下：
（1）数据的采集和输入：数据分为3类，一是现场传感器直接测量的数据，由基础自动化系统采集并经预处理后，通过通讯的方式传送到专家系统数据库中；二是成分数据，包括原燃料成分和渣铁化验数据，由检化验系统来；三是出铁数据，包括出渣时间、出渣延迟时间，出铁起止时间、出铁量等，由工长从专家系统的画面录入。
（2）技术计算：专家系统软件在接收到一级系统和检化验系统的数据后开始进行技术计算。技术计算分为基于时间周期的计算和基于事件的计算。计算各种指数、平均值和偏差等，技术计算的结果作为推理过程的初始值。
（3）知识库：技术计算完成后，启动系统中的知识库。系统会根据各种条件值判断采用正常状态知识库或不稳定状态知识库。
（4）推理机的推理：专家系统软件库中内置资深高炉操作专家对各种干扰状态推理和评估知识和方法。首先对干扰进行分析、识别和确定，然后根据干扰的程度，系统会自动输出建议修正控制值。系统进行短周期诊断和长周期诊断，其中短周期诊断用于指导当前的操作，长周期诊断用于确定当天高炉的操作方针。
2.2.2专家系统的实施应用
高炉专家系统的实施比设备控制要复杂得多，是一项技术和管理结合的系统工程，它需要高炉操作、化验室和自动化维护部门之间密切配合，才能完成实施应用工作。在实施过程中应特别注意以下几点：
（1）领导重视是关键。高炉专家系统是技术和管理相结合的产物，它涉及到观念的改变，部门配合等问题，一个环节出现问题，将会导致整个系统不可用。
（2）实施团队是保证。由于高炉专家系统是一项需要客户化的工程，需要高炉操作者不断地对系统参数进行调整和完善，因此，需要有一个技术水平高的团队。
（3）技术培训是基础。高炉专家系统涉及大量的操作思想，全体操作者必须深入地理解专家系统的控制思想和工作流程，操作者思路与软件系统的思想一致，并能熟练地使用软件，才能在使用过程中不断地优化和完善，系统才能成功应用。
3加强冶铁设备的管理工作
3.1加强设备的维修、保养制度与开展评优工作
我们知道，设备的维修、保养和使用三者间的关系是相互关联，相互依存的。任无论何种设备在应用了很久之后，均会有程度不一的故障出现，为了能把设备的使用率延长，降低故障的发生，需要依据设备的使用运行情况，对于生产密切的配合，依据设备的规定运转周期来定期把设备的维修和保养工作做好。设备管理部门在制定维修及保养计划时须认真分析各类设备的具体情况，针对新旧设备的不问特点，采取不同的措施[4]。
3.2加强职工职业道德的教育与培养
职业道德，是个人修养的体现，但它更是和企业经济效益想挂钩，是为一种无形资本的体现。现今社会企业在设备的使用和管理上所存在的操作野蛮、缺乏保养、以劣充优、浪费严重、维修马虎等行为，均是没有职业道德的行为。因此，政治思想还有职业道德教育是企业仍要不断去加强的，爱惜设备这种良好的风气要让职工能自觉在心中树立，让设备最佳的效能得以发挥。
结论
综上所述，加强炼铁设备的管理与维护提升其自动化水平一方面能从根本上防止安全事故的发生，对炼铁行业的安全和发展有重大意义；另一方面能有效提高了工作效率，降低了劳动强度，增强我国冶铁企业的技术竞争力。
参考文献：
[1]崔帆. 炼铁高炉电气设备的技术性分析[J]. 山东工业技术，2016，03：1.
[2]刘晓锋，杨芯. 炼铁高炉电气设备管理过程中存在的问题及解决措施分析[J]. 山东工业技术，2016，05：47.
[3]张伯昭. 浅谈高炉电气设备管理过程中存在的问题与解决措施[J]. 科技风，2015，07：98.
[4]刘祥山. 炼铁自动化仪表的调试[J]. 黑龙江科技信息，2014，02：37.