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摘要:冶炼工业在我国的经济发展中占据着非常重要的位置。当前我国的工业建设水平不断提高,同时所有行业对冶炼产品(比如:钢铁、铜、铅、锌等)的实际需求也在不断的增加。笔者根据多年的工作经验,主要针对DCS技术在冶炼行业中的应用进行分析和讨论。
关键词:冶炼行业;DCS技术;应用;自动化;温度;控制;
一、DCS技术的概述
1、含义
集散型控制系统(Distributed Control system,简称DCS)是以计算机为基础,通过数据通信,对生产过程进行集中监视和管理而分散控制的新型自动化控制系统。DCS指的是分散控制系统,通俗来讲,就是将计算机作为基础,将数据传输等技术作为手段,用以保证自动化控制高效实现的计算机控制系统。对冶炼企业而言,在对冶炼过程进行控制的过程中,合理应用DCS技术,最主要的优势在于保证冶炼过程操作的集中性,以及管理的分散性。近几年,随着科技的不断发展,DCS技术与之前相比也有了较为明显的进步,相关人员对DCS技术的掌握和应用变得愈发成熟,正是因为如此,DCS技术才逐渐被社会各界所认可,并且成为冶炼企业过程控制的核心手段。
2、特点
(1)扩展灵活
DCS系统所包含的内容通常情况下采用的结构为积木式结构,该结构所具有最明显的优点在于兼容性较好,同时还可以根据实际情况完成不同系统的配置工作,为未来系统的扩展提供便捷。另外,DCS系统所包含的控制、运算、输入和输出功能块,都可以根据冶炼行业不同的流程加以改变,通过组合的方式,构成简单或复杂的控制系统,便于对控制方案的修改。
(2)具有继承性
随着科技的进步,DCS系统的更新速度也变得越来越快,新硬件与新程序不断涌现,因此DCS系统如果想要降低相关设备的淘汰率,避免企业遭受不必要的经济损失,必然需要具有继承性。DCS系统所具有的继承性,主要体现在软件和硬件方面,例如所采用操作系统、网络管理和数据库等软件的先进性等,以及所采用计算机、人机接口和通信网络等硬件的先进性。一般来说,想要判断某一系统是否具有继承性,最直观的体现在与其所对应新、老系统之间能否兼容,只有保证针系统所开展一系列更新换代的工作,均可以将原有系统作为基础,才能保证用户所获利益的增加。
二、DCS技术在冶炼行业中的应用
1、闪速熔炼的自动化控制
闪速熔炼是连续化生产的过程,而且闪速炉内的冶金化学反应迅速、激励,影响其产出物性能的因素很多,这些因素之间相互影响,变化频繁,在常规手动操作条件下,要考虑若干因素之间的相互关联,并要迅速作出响应,力求生产控制参数的稳定、准确是相当困难的,引入了DCS控制技术后对闪速炉炼铜生产过程进行在线控制,能够迅速、准确和实时的检测生产过程的工艺参数,并对收集到的工艺参数作为输入条件,DCS控制技术对输入的条件进行自动的、精确的计算并迅速而准确的改变控制变量,从而减少人的影响因素,使被控变量波动减少,闪速炉作业状况稳定,闪速炉产出的铜锍品位、铜锍温度稳定。
2、控制反应器的反应温度
作为冶炼工艺的核心所在,对反应器的温度进行控制,对产品质量产生的影响是非常直观的,另外,控制反应器还代表着控制冶炼工艺生产过程的安全。通过大量的实践可以发现,如果无法在冶炼生产的过程中,及时将反应器内部由于化学反应而出现的热量进行排出,就会导致反应器内部所具有的热量越来越多,最终达到相关人员难以对其进行控制的地步。对导致热量产生的关键因素进行分析和归纳不难看出,反应器中所流入化工材料的流量是需要相关人员重点关注的部分,也就是说,想要最大限度保证对反应器内部反应温度的增加进行控制,首先需要保证材料流入比例的稳定性,只有这样才能保证温度的稳定。对反应器温度进行控制的过程,共分为以下几个阶段:第一阶段,升温升压阶段,第二阶段,过渡的阶段;第三阶段,恒温恒压的阶段。
应用于冶炼工艺之中的反应器,普遍具有体积较大的特点,这也在一定程度上导致了该类反应器的传热效果相对较差,因此,在对其进行温度测量的过程中,想要保证所获得温度与反应器內部温度的完全吻合,是较为困难的。针对这一现象,相关人们常用的解决方法为对DCS技术加以应用,通过DCS技术对温度测量所应用仪器进行控制,这样做能够最大限度上对反应器所具有的传热效果较差这一不足加以弥补,保证所测量温度的精确程度。如果反应器内部正处于升温的状态下,那么DCS技术可以通过对分散系统进行控制的方式,保证温度上升速率的稳定性。如果反应器内部温度的上升速率过慢或过快,那么分散系统可以对控制反应温度的程序进行切除,此时,相关人员就可以对温度上升速率进行人工调节,保证其科学性。
3、实现联锁控制
在冶炼工艺控制中对DCS技术进行应用,可以实现对冶炼工艺的联锁控制。作为具有代表性的计算机自我保护方式,联锁控制主要是通过对计算机网络所具有自主计算的功能加以利用的方式,完成对冶炼工艺高度保护的方式之一。如果可以对联锁控制进行科学利用,那么,一旦系统与联锁控制所需装置的条件相满足,冶炼工艺系统就可以自动做出相应的行为,保护冶炼工艺。当然,这需要计算机通过智能计算的方式加以决定,这也在一定程度上说明了其所具有的实时性和科学性,联锁控制可以在相关人员对保护措施进行采取前,自行完成对冶炼工艺系统的保护工作,从而实现对物质和劳动力的节约。
结束语
最近十多年以来,自动控制技术在我国冶炼行业中得到了广泛应用,特别是在采用DCS技术进行过程控制方面取得了长足进展。DCS技术系统在提高工业企业生产自动化水平、保证安全稳定生产、提高控制精度及节能降耗等方面发挥了重要作用,从而便于工业企业提高自动化水平,降低工程造价,促进企业的发展。
参考文献:
[1]刘德明.钢铁冶炼新技术讲座之五转炉炼钢新技术(二)[J],天津冶金,2005(2)
[2]李明照,许并社.铜冶炼工艺(第二版)[J].化学工业出版社.2014
[3]黄志达,管鸿才.DCS技术在化工行业中的应用分析[J].化工管理,2014,11:136.
[4]王莉,李积洲,耿国良.浅谈DCS技术在化工过程控制的有效运用[J].科技风,2012,19:116.
[5]赵明.DCS技术在化工过程控制的有效运用探析[J].化学工程与装备,2015,02:35-37.
关键词:冶炼行业;DCS技术;应用;自动化;温度;控制;
一、DCS技术的概述
1、含义
集散型控制系统(Distributed Control system,简称DCS)是以计算机为基础,通过数据通信,对生产过程进行集中监视和管理而分散控制的新型自动化控制系统。DCS指的是分散控制系统,通俗来讲,就是将计算机作为基础,将数据传输等技术作为手段,用以保证自动化控制高效实现的计算机控制系统。对冶炼企业而言,在对冶炼过程进行控制的过程中,合理应用DCS技术,最主要的优势在于保证冶炼过程操作的集中性,以及管理的分散性。近几年,随着科技的不断发展,DCS技术与之前相比也有了较为明显的进步,相关人员对DCS技术的掌握和应用变得愈发成熟,正是因为如此,DCS技术才逐渐被社会各界所认可,并且成为冶炼企业过程控制的核心手段。
2、特点
(1)扩展灵活
DCS系统所包含的内容通常情况下采用的结构为积木式结构,该结构所具有最明显的优点在于兼容性较好,同时还可以根据实际情况完成不同系统的配置工作,为未来系统的扩展提供便捷。另外,DCS系统所包含的控制、运算、输入和输出功能块,都可以根据冶炼行业不同的流程加以改变,通过组合的方式,构成简单或复杂的控制系统,便于对控制方案的修改。
(2)具有继承性
随着科技的进步,DCS系统的更新速度也变得越来越快,新硬件与新程序不断涌现,因此DCS系统如果想要降低相关设备的淘汰率,避免企业遭受不必要的经济损失,必然需要具有继承性。DCS系统所具有的继承性,主要体现在软件和硬件方面,例如所采用操作系统、网络管理和数据库等软件的先进性等,以及所采用计算机、人机接口和通信网络等硬件的先进性。一般来说,想要判断某一系统是否具有继承性,最直观的体现在与其所对应新、老系统之间能否兼容,只有保证针系统所开展一系列更新换代的工作,均可以将原有系统作为基础,才能保证用户所获利益的增加。
二、DCS技术在冶炼行业中的应用
1、闪速熔炼的自动化控制
闪速熔炼是连续化生产的过程,而且闪速炉内的冶金化学反应迅速、激励,影响其产出物性能的因素很多,这些因素之间相互影响,变化频繁,在常规手动操作条件下,要考虑若干因素之间的相互关联,并要迅速作出响应,力求生产控制参数的稳定、准确是相当困难的,引入了DCS控制技术后对闪速炉炼铜生产过程进行在线控制,能够迅速、准确和实时的检测生产过程的工艺参数,并对收集到的工艺参数作为输入条件,DCS控制技术对输入的条件进行自动的、精确的计算并迅速而准确的改变控制变量,从而减少人的影响因素,使被控变量波动减少,闪速炉作业状况稳定,闪速炉产出的铜锍品位、铜锍温度稳定。
2、控制反应器的反应温度
作为冶炼工艺的核心所在,对反应器的温度进行控制,对产品质量产生的影响是非常直观的,另外,控制反应器还代表着控制冶炼工艺生产过程的安全。通过大量的实践可以发现,如果无法在冶炼生产的过程中,及时将反应器内部由于化学反应而出现的热量进行排出,就会导致反应器内部所具有的热量越来越多,最终达到相关人员难以对其进行控制的地步。对导致热量产生的关键因素进行分析和归纳不难看出,反应器中所流入化工材料的流量是需要相关人员重点关注的部分,也就是说,想要最大限度保证对反应器内部反应温度的增加进行控制,首先需要保证材料流入比例的稳定性,只有这样才能保证温度的稳定。对反应器温度进行控制的过程,共分为以下几个阶段:第一阶段,升温升压阶段,第二阶段,过渡的阶段;第三阶段,恒温恒压的阶段。
应用于冶炼工艺之中的反应器,普遍具有体积较大的特点,这也在一定程度上导致了该类反应器的传热效果相对较差,因此,在对其进行温度测量的过程中,想要保证所获得温度与反应器內部温度的完全吻合,是较为困难的。针对这一现象,相关人们常用的解决方法为对DCS技术加以应用,通过DCS技术对温度测量所应用仪器进行控制,这样做能够最大限度上对反应器所具有的传热效果较差这一不足加以弥补,保证所测量温度的精确程度。如果反应器内部正处于升温的状态下,那么DCS技术可以通过对分散系统进行控制的方式,保证温度上升速率的稳定性。如果反应器内部温度的上升速率过慢或过快,那么分散系统可以对控制反应温度的程序进行切除,此时,相关人员就可以对温度上升速率进行人工调节,保证其科学性。
3、实现联锁控制
在冶炼工艺控制中对DCS技术进行应用,可以实现对冶炼工艺的联锁控制。作为具有代表性的计算机自我保护方式,联锁控制主要是通过对计算机网络所具有自主计算的功能加以利用的方式,完成对冶炼工艺高度保护的方式之一。如果可以对联锁控制进行科学利用,那么,一旦系统与联锁控制所需装置的条件相满足,冶炼工艺系统就可以自动做出相应的行为,保护冶炼工艺。当然,这需要计算机通过智能计算的方式加以决定,这也在一定程度上说明了其所具有的实时性和科学性,联锁控制可以在相关人员对保护措施进行采取前,自行完成对冶炼工艺系统的保护工作,从而实现对物质和劳动力的节约。
结束语
最近十多年以来,自动控制技术在我国冶炼行业中得到了广泛应用,特别是在采用DCS技术进行过程控制方面取得了长足进展。DCS技术系统在提高工业企业生产自动化水平、保证安全稳定生产、提高控制精度及节能降耗等方面发挥了重要作用,从而便于工业企业提高自动化水平,降低工程造价,促进企业的发展。
参考文献:
[1]刘德明.钢铁冶炼新技术讲座之五转炉炼钢新技术(二)[J],天津冶金,2005(2)
[2]李明照,许并社.铜冶炼工艺(第二版)[J].化学工业出版社.2014
[3]黄志达,管鸿才.DCS技术在化工行业中的应用分析[J].化工管理,2014,11:136.
[4]王莉,李积洲,耿国良.浅谈DCS技术在化工过程控制的有效运用[J].科技风,2012,19:116.
[5]赵明.DCS技术在化工过程控制的有效运用探析[J].化学工程与装备,2015,02:35-37.