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【摘 要】从上世纪八十年代开始，我国钢铁行业开始将自动化控制系统引进钢铁生产的各个环节，尤其是一些大型鋼铁联合企业投入大量资金建设自动化项目，其自动化控制已达到国际先进水平。但是我国冶金行业总体在自动化程度不高，科研资金投入不够远低于国外发达国家，所以冶金行业要更加重视自动化对的引进。本文从我国冶金工业自动化发展的现状出发，分析了冶金工业中现场总线技术的特点，针对自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用进行详细探究。
【关键词】自动化网络控制；冶金工业
引言
随着我国技术水平的飞速前进，各项自动化控制技术有了前所未有的突破，冶金工业自动化也在其中，然而与发达国家之间还有相当远的距离，为了拉近差距，就需要增加对自动化网络控制技术的使用。冶金工业具有非常复杂的过程，并且在生产过程中可能面临着高温和腐蚀等危险，因此急需自动化控制技术的应用，以此推动冶金行业的快速发展。
一、我国冶金工业自动化发展的现状
1、我国冶金工业自动化现状
在冶金企业中，控制系统为分级结构：0级是采集执行层（传感器和执行器），完成物理量的测量和控制命令的具体执行；1级是控制层（即所谓的基础自动化），完成生产工艺过程的集中控制；2级一般为生产模型计算，用于生产控制的优化；3级为生产管理和调度系统，用于协调调度各工序间的协同工作；4级则是企业信息系统层。这些层面均需有相应的网络构成互联的有机整体。在2级以上（含2级）层面大都采用以太网，1级以下（含1级）一般是专用网络（现有向工业以太网方向发展态势），采用专用的控制设备及软件。
其中，各种网络的无缝集成是冶金企业实现信息化建设的难点和重点。因此做好控制和管理系统的信息集成，避免出现“自动化孤岛”，企业信息化才能落到实处，且真正发挥其应有的作用。
进入二十一世纪以来，我国钢铁工业自动化程度得到大大提高，从铁矿石堆放场、选矿、烧结厂、高炉、铁水预处理、转炉、炉外精炼、连铸、轧钢等钢铁生产的各个工序现场，自动化设备随处可见，不仅配备了比较先进的单机操作系统，而且还有完善的集散式分布系统。
目前我国的大型钢铁联合企业比如：宝钢、首钢、武钢等从国外引进了先进自动化控制系统和设备，然后进行吸收消化、改进创新，因地制宜，使之符合自身的实际生产需要，其自动化水平已经达到国际先进水平；同时随着国家对钢铁行业的越来越高的要求，一些落后的设备被淘汰，新建的项目大多数都配备了自动化系统和单机自动化生产设备，比如即将开工建设的武钢的防城港和柳钢的湛江项目，将会成为我国南方的精品钢材基地。
2、我国与国际冶金自动化发展水平差距
在钢铁自动化生产产品方面，国内从事冶金工业自动化工程建设的电气公司与国外著名的公司相比，存在两个方面的差距：第一，我国缺乏相应的自主知识产权，大多都是依赖国外进口，缺少一个固定的硬件和软件运转平台。没有自己的品牌，比如这个项目配备的是德国西门子的系统，另一个项目也许选择ABB作为控制系统，甚至一些国外几年前已经淘汰的自动化系统如：可编程逻辑控制器（PLC）、集散控制系统（DCS）也被一些企业引入到生产中来，即使是一个企业不同的单位使用的系统也可能不一样，这样就给选择一个网络平台集合各个分系统带来一定的难度；第二，在成套技术积累经验方面，国内没有国外丰富。国内的冶金自动化从改革开放才开始发展，起步较晚。一套完整的自动化系统除了包括方案说明、参数配置、程序调试、功能说明，还应该包括一些关键生产技术指标、检测仪表的选型和安装等[1]。
二、冶金工业中现场总线技术的特点
冶金企业具有的自动化控制系统大致可分为两种：可编程逻辑控制器（PLC）和集散控制系统（DCS）为主。其中第一种使用的场合大多在顺序控制系统中，最具有代表系统就是高炉上的上料系统，该系统在小型规模生产中，其包含的全部开关信号都经过一个输入输出模板与控制器直接联系。
但是伴随着生产规模的加大，系统中就会使用总线技术的远程I/O和分布式I/O的形式，紧接着就是系统中相互独立的PLC系统之间的通讯，连接到总线上的每个PLC都成为子站，并实现自己的功能。DCS主要应用于工艺过程的监控，模拟数据的大量处理就是它的特点之一，且与PLC技术相比，DCS具有的总线技术更早。这两种控制系统在逐渐的靠近，其中最新的DCS就拥有较强的顺序控制技术；而最新的PLC也有逐渐改善的闭环控制，因此在使用范围和领域中两者就有明显的交集，但还需要两者的紧密配合才能形成完整的控制系统。
每个系统之间如何配合的完美无缺，这就需要每个控制系统都要拥有最新的、开放性、专业化的操作系统、硬件以及网络技术，所以在冶金领域，就出现了各种现场总线控制系统，并得到广泛的使用。总线控制技术（FCS）是一种以现场总线技术为基础的。
20世纪80年代至90年代出现的集散式分布控制系统是现场总线发展的技术基础，其是一种使用在自动化领域的现场智能设备。现代工厂数字通信网络使用的基础技术就是现场总线，它连接生产中的各现场和控制装置，以及更高管理层面之间的关系。该系统具有开放性、可用性、相互操作性；现场设备的智能化与功能自治性；系统结构的高度分散性；较强的环境适应性。
现场总线控制系统不能独立完成任务，既需要控制装置供应商的支持，也要获得各分散地的传感器和工作装置的支持，继而代替DCS的数字/模拟混合技术，实现比之前DCS技术更强大的真正的纯数字化系统。然而市场上出现的现场总线存在垄断现象：Interbus-S、Profibus、CANbus等占据整个欧洲市场；LonWorks、BitBus等占据美国市场，还有分散到世界各地的RS-485接口。这些现场总线具有不同的特点和发展背景，所以在市场上各占一席之地[2]。
三、自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用探究 电气自动化技术在冶金行业的使用，完成了对生产过程的监控和调整，对设备进行自动检测，出现故障能够发出相应信号，进行自动化工作等，并能在没有人员直接工作的情况下，根据设置的计划和程序自动运行。冶金行业中，自动化控制系统根据功能可具体分为4个层面：基础自动化系统、生产管理控制系统、过程控制系统、企业信息化系统：
1、在冶金基础自动化系统中，最根本的自动化系统就是PLC。现场自动化控制系统中包括PLC和DCS、工业控制计算机。其中PLC拥有控制回路的作用，DCS优化顺序控制的作用，这些与工业控制计算机相联系，构成冶金领域中最基础的控制机制，具有极大的作用。
2、冶金生产管理控制系统完成了对冶金流程信息的统一调控，并在跟踪质量、在线监控、工作安排上大范围使用，成为自动化控制系统的中心。
3、过程控制系统中最常使用的技术就是继电器和传感器的自动化。由于自动化水平不断优化，使得基于数字计算机的微机继电保护大范围的出现在冶金自动化控制使用中，其实是一款价额便宜、灵活度高的智能单片机。
在冶金供电系统、电气系统、工艺系统中，采用了例如RCS一9600CS系列的装置来保护测控产品的应用，具有较高的灵活度；外部获取的信号通过传感器被转变成指定电信号，因此在信息处理、输送、存储、记录等方面被广泛的应用，实现了冶金工业的自动检测和自动控制。
4、目前获得发展的自动化控制系统就有企业信息化系统，该系统在冶金领域能够完成系统集成，将管理、计划、生产等进行统一，此外，还能对生产中出现的数据进行实时收集，并将这些数据成为支持管理者决策的有效方法；计算机使用仿真技术和多媒体技术实现整个流程的模拟，并借助人机互换来完成组织的完善、流程规划以及新产品的研发，继而增加冶金行業制造的智能化，实现在故障分析、治疗管理、在线监测等多方面的智能管理，增加生产利润[3]。
结束语
综上所述，随着科学技术的发展，工业以太网逐渐实现了现场控制，对于冶金行业来说，它的发展就有非常重要的意义，能够解决冶金企业系统控制问题，该项技术融合了现场总线技术和工业以太网，实现了工厂范围内自动化控制技术，有效增加了冶金行业的生产效率和利益。
参考文献：
[1]伊栋，郭树珂.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].信息通信，2013（04）：171-172.
[2]闫新宏.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].电子测试，2013（16）：84-85.
[3]张俊杰.浅谈自动化技术在冶金工业中的应用[J].科技资讯，2012（24）：73.
【关键词】自动化网络控制；冶金工业
引言
随着我国技术水平的飞速前进，各项自动化控制技术有了前所未有的突破，冶金工业自动化也在其中，然而与发达国家之间还有相当远的距离，为了拉近差距，就需要增加对自动化网络控制技术的使用。冶金工业具有非常复杂的过程，并且在生产过程中可能面临着高温和腐蚀等危险，因此急需自动化控制技术的应用，以此推动冶金行业的快速发展。
一、我国冶金工业自动化发展的现状
1、我国冶金工业自动化现状
在冶金企业中，控制系统为分级结构：0级是采集执行层（传感器和执行器），完成物理量的测量和控制命令的具体执行；1级是控制层（即所谓的基础自动化），完成生产工艺过程的集中控制；2级一般为生产模型计算，用于生产控制的优化；3级为生产管理和调度系统，用于协调调度各工序间的协同工作；4级则是企业信息系统层。这些层面均需有相应的网络构成互联的有机整体。在2级以上（含2级）层面大都采用以太网，1级以下（含1级）一般是专用网络（现有向工业以太网方向发展态势），采用专用的控制设备及软件。
其中，各种网络的无缝集成是冶金企业实现信息化建设的难点和重点。因此做好控制和管理系统的信息集成，避免出现“自动化孤岛”，企业信息化才能落到实处，且真正发挥其应有的作用。
进入二十一世纪以来，我国钢铁工业自动化程度得到大大提高，从铁矿石堆放场、选矿、烧结厂、高炉、铁水预处理、转炉、炉外精炼、连铸、轧钢等钢铁生产的各个工序现场，自动化设备随处可见，不仅配备了比较先进的单机操作系统，而且还有完善的集散式分布系统。
目前我国的大型钢铁联合企业比如：宝钢、首钢、武钢等从国外引进了先进自动化控制系统和设备，然后进行吸收消化、改进创新，因地制宜，使之符合自身的实际生产需要，其自动化水平已经达到国际先进水平；同时随着国家对钢铁行业的越来越高的要求，一些落后的设备被淘汰，新建的项目大多数都配备了自动化系统和单机自动化生产设备，比如即将开工建设的武钢的防城港和柳钢的湛江项目，将会成为我国南方的精品钢材基地。
2、我国与国际冶金自动化发展水平差距
在钢铁自动化生产产品方面，国内从事冶金工业自动化工程建设的电气公司与国外著名的公司相比，存在两个方面的差距：第一，我国缺乏相应的自主知识产权，大多都是依赖国外进口，缺少一个固定的硬件和软件运转平台。没有自己的品牌，比如这个项目配备的是德国西门子的系统，另一个项目也许选择ABB作为控制系统，甚至一些国外几年前已经淘汰的自动化系统如：可编程逻辑控制器（PLC）、集散控制系统（DCS）也被一些企业引入到生产中来，即使是一个企业不同的单位使用的系统也可能不一样，这样就给选择一个网络平台集合各个分系统带来一定的难度；第二，在成套技术积累经验方面，国内没有国外丰富。国内的冶金自动化从改革开放才开始发展，起步较晚。一套完整的自动化系统除了包括方案说明、参数配置、程序调试、功能说明，还应该包括一些关键生产技术指标、检测仪表的选型和安装等[1]。
二、冶金工业中现场总线技术的特点
冶金企业具有的自动化控制系统大致可分为两种：可编程逻辑控制器（PLC）和集散控制系统（DCS）为主。其中第一种使用的场合大多在顺序控制系统中，最具有代表系统就是高炉上的上料系统，该系统在小型规模生产中，其包含的全部开关信号都经过一个输入输出模板与控制器直接联系。
但是伴随着生产规模的加大，系统中就会使用总线技术的远程I/O和分布式I/O的形式，紧接着就是系统中相互独立的PLC系统之间的通讯，连接到总线上的每个PLC都成为子站，并实现自己的功能。DCS主要应用于工艺过程的监控，模拟数据的大量处理就是它的特点之一，且与PLC技术相比，DCS具有的总线技术更早。这两种控制系统在逐渐的靠近，其中最新的DCS就拥有较强的顺序控制技术；而最新的PLC也有逐渐改善的闭环控制，因此在使用范围和领域中两者就有明显的交集，但还需要两者的紧密配合才能形成完整的控制系统。
每个系统之间如何配合的完美无缺，这就需要每个控制系统都要拥有最新的、开放性、专业化的操作系统、硬件以及网络技术，所以在冶金领域，就出现了各种现场总线控制系统，并得到广泛的使用。总线控制技术（FCS）是一种以现场总线技术为基础的。
20世纪80年代至90年代出现的集散式分布控制系统是现场总线发展的技术基础，其是一种使用在自动化领域的现场智能设备。现代工厂数字通信网络使用的基础技术就是现场总线，它连接生产中的各现场和控制装置，以及更高管理层面之间的关系。该系统具有开放性、可用性、相互操作性；现场设备的智能化与功能自治性；系统结构的高度分散性；较强的环境适应性。
现场总线控制系统不能独立完成任务，既需要控制装置供应商的支持，也要获得各分散地的传感器和工作装置的支持，继而代替DCS的数字/模拟混合技术，实现比之前DCS技术更强大的真正的纯数字化系统。然而市场上出现的现场总线存在垄断现象：Interbus-S、Profibus、CANbus等占据整个欧洲市场；LonWorks、BitBus等占据美国市场，还有分散到世界各地的RS-485接口。这些现场总线具有不同的特点和发展背景，所以在市场上各占一席之地[2]。
三、自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用探究 电气自动化技术在冶金行业的使用，完成了对生产过程的监控和调整，对设备进行自动检测，出现故障能够发出相应信号，进行自动化工作等，并能在没有人员直接工作的情况下，根据设置的计划和程序自动运行。冶金行业中，自动化控制系统根据功能可具体分为4个层面：基础自动化系统、生产管理控制系统、过程控制系统、企业信息化系统：
1、在冶金基础自动化系统中，最根本的自动化系统就是PLC。现场自动化控制系统中包括PLC和DCS、工业控制计算机。其中PLC拥有控制回路的作用，DCS优化顺序控制的作用，这些与工业控制计算机相联系，构成冶金领域中最基础的控制机制，具有极大的作用。
2、冶金生产管理控制系统完成了对冶金流程信息的统一调控，并在跟踪质量、在线监控、工作安排上大范围使用，成为自动化控制系统的中心。
3、过程控制系统中最常使用的技术就是继电器和传感器的自动化。由于自动化水平不断优化，使得基于数字计算机的微机继电保护大范围的出现在冶金自动化控制使用中，其实是一款价额便宜、灵活度高的智能单片机。
在冶金供电系统、电气系统、工艺系统中，采用了例如RCS一9600CS系列的装置来保护测控产品的应用，具有较高的灵活度；外部获取的信号通过传感器被转变成指定电信号，因此在信息处理、输送、存储、记录等方面被广泛的应用，实现了冶金工业的自动检测和自动控制。
4、目前获得发展的自动化控制系统就有企业信息化系统，该系统在冶金领域能够完成系统集成，将管理、计划、生产等进行统一，此外，还能对生产中出现的数据进行实时收集，并将这些数据成为支持管理者决策的有效方法；计算机使用仿真技术和多媒体技术实现整个流程的模拟，并借助人机互换来完成组织的完善、流程规划以及新产品的研发，继而增加冶金行業制造的智能化，实现在故障分析、治疗管理、在线监测等多方面的智能管理，增加生产利润[3]。
结束语
综上所述，随着科学技术的发展，工业以太网逐渐实现了现场控制，对于冶金行业来说，它的发展就有非常重要的意义，能够解决冶金企业系统控制问题，该项技术融合了现场总线技术和工业以太网，实现了工厂范围内自动化控制技术，有效增加了冶金行业的生产效率和利益。
参考文献：
[1]伊栋，郭树珂.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].信息通信，2013（04）：171-172.
[2]闫新宏.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].电子测试，2013（16）：84-85.
[3]张俊杰.浅谈自动化技术在冶金工业中的应用[J].科技资讯，2012（24）：73.