三电控制*世纪之初我国钢铁行业电气传动系统的发展方向自动化一室梁则饶通道的思路，从而达到简化系统结构、缩短建设周期、增强系统可靠性、提高系统运行管理水平、终为钢铁行业获取更高效益的目的。

　　前言当前市场经济环境下，我国钢铁行业建设中较为突出的矛盾，就是工程质量和进度上的高要求与实际工作量之间的客观矛盾，就是在给定工期内工程质量与工程进度之间的客观矛盾。矛盾追根溯源是为了追求高效益。然而只有化解矛盾，才能获得高效益。如何化解矛盾，加班加点是一个办法，提高工作效率也是一条途径。但是，当工作中的苦干加巧干招数使尽，潜力挖干，疲于奔命，还不能满足要求，又该怎么办呢，只有大胆采用新技术，简化系统结构！转移工作重心！从根本上解决问题！这正是电气传动专业在技术发展活跃的自动化领域中，在现代技术层出不穷的年代里，必须抓住的契机。

　　1电气传动系统的两大通道电气传动系统是为各种动力设备提供电能的系统，在这个系统中，输送电能是主要任务，可将电气传动系统中输送电能的各种主回路归纳为能量通道。

　　电能在能量通道中传输时受控于各种控制设备。人们正是利用了电能的良好可控性，构造了纷繁复杂而又性能优越的电气传动系统，满足了各种各样的要求。电气传动系统中主要包括以下类型的信号：检测信号，如温度、压力、速度、位置等；指令信号，如按钮、转换开关、电位器、鼠标指令等；状态信号，如断路器、接触器、变频器状态等；控制信号，如控制回路通断、控制电压电流大小等。

　　无论这些信号的类型、来源、形式和作用如何不同，在电气传动系统中，它们都是以电压、电流或光为载体的信息，可将电气传动系统中传输信息的回路归纳为信息通道。

　　电气传动系统中，能量通道的主要介质是传统动力电缆，就目前技术，没有本质变化。而信息通道的介质除传统控制电缆外，已采用了具有网络通讯技术的双绞线、同轴电缆和光缆。

　　本文重点正是在电气传动系统的信息通道上。

　　采用新技术来简化系统硬件结构，终化解矛盾，获取高效益的契机也就是进一步改造电气传动系统的信息通道。

　　2钢铁行业电气传动系统现状我院自动化一室电气传动专业在20世纪90年代中期至今设计的钢铁行业电气传动系统，称得上当代钢铁行业的电气传动系统。现列举其中主要系统如下：水钢3号、4号小方坯连铸机各系统（1995年、1996年投产）；上钢一厂3号堆/取料机系统（1996年投产）；昆钢原料输入/供料各系统（1997年投产）；宝钢三期原料场各系统（1998年投产）；m3）各系统（1998年投产）；m3）各系统（1998年投产）；重钢铁水脱硫系统（1998年投产）；达钢小方坯连铸机各系统（1998年投产）；上钢一厂2500m3高炉各系统（1999年投产）；新疆八一钢厂合金钢连铸机各系统（1999年投产）；昆钢焦化煤场各系统（1999年投产）；宝钢1450连铸机械火焰清理各系统（2000年投产）；本钢5号高炉（2600 m3）各系统（2001年投产）；水钢1号高炉（788 m3）各系统（2001年投产）；上钢一厂750 m3高炉各系统（2001年投产）；t）各系统（2001年投产）；t）各系统（设计并施工中）；韶钢3号方坯连铸机各系统（设计并施工中）；韶钢2号高炉（750 m3）各系统（设计并施工中）；t）各系统（设计并施工中）；新余钢厂1号板坯连铸机各系统（设计并施工中）；新余钢厂2号、3号方坯连铸机各系统（设计并施工中）；武钢轧板厂2号加热炉各系统（设计并施工中）。

　　以上钢铁行业电气传动系统中，已经大量采用了现代技术。主要的有：a）以计算机技术为基础的可编程控制器（PLC）系统和集散系统（DCS）取代了传统的继电一接触系统，成为当代系统的控制核心，极大地增强了系统可靠性；b）以软件逻辑取代了硬件逻辑，使之便于修改、易于维护，更使当今复杂的工艺过程控制成为现实；c）以CRT显示技术为基础的人一机接口取代了所有传统的模拟屏和大部分操作台，成为当代系统的集中操作监视中心，大大提高了生产管理水平；d）以网络通讯技术为基础的各种实时控制总线成为当代系统的信息通道主干。另外，电气传动核心部分也大量采用了各种交流变频调速系统，但这不是本文的主题一信息通道，不作专门介绍。

　　系统特点：确立了一个可靠的控制核心，引入了软逻辑这一具有划时代意义的技术产物，建立了一个全新的人一机界面，发展了系统的信息通道。

　　这些特点恰恰造就了当代系统的优势：简化的系统结构；增强的系统可靠性；复杂工艺过程的广泛适应性；建设周期的相对缩短；系统运行、维护、管理水平的大大提高。

　　目前我们设计的电气传动系统中，还存在两种结构模式，我们称为全PLC（ProgramableLogicController）模式和非全PLC模式。在全PLC模，PLC作为系统控制核心；所有的控制策略均由PLC中的软件实现，即彻底柔性；一切信号面向PLC.在非全PLC模，PLC仍作为系统控制核心，但设备的机旁手动控制不由PLC软件实现，保留了这一小部分为继电器硬逻辑。两种模式比较，全PLC模式的硬件结构更简单，柔性更好；但PLC系统输入/输出点数较多，控制系统投资较高。目前人们普遍认为非全PLC模式对投产前的调试更有利，但这只是一种过渡观点。

　　3钢铁行业电气传动系统的不足之处当代钢铁行业电气传动系统，虽然已做到了完全软逻辑，彻底柔性，但系统的信息通道仍然落后。

　　目前的通讯网络主要作为不同控制器之间、控制器与人一机接口之间和不同人一机接口之间的信息通道，这仅为电气传动系统信息通道的主干，还不是整个信息通道。本文前面列举的所有实际系统中，无论是全PLC模式，还是非全PLC模式，PLC系统的结构均为中央控制站加远程I/O站的模式，即系统的所有I/O模块均集中于主站和远程站的PLC柜中；这种模式必然存在分散于不同电气设备和现场各处的信号与集中的I/O模板之间的点对点连接问题，从而导致它们之间出现大量的长距离的传统控制电缆和电气连接点，见。

　　由于这些传统控制电缆和电气连接点的存在，让电气工程师们耗费了大量的时间和心血，埋头于一页页电气设备相互连接表或外部接线图的端子对应关系，埋头于一根根电缆长度统计和电缆路由编排，埋头于一系列与控制电缆相关的控制站负荷中心马达控制中心继电器柜电气施工图。这是电气工程的设计工作耗人耗时，容量出错且设计周期难以压缩之重重要原因。

　　由于这些传统控制电缆和电气连接点的存在，更使电气安装工人头顶烈日或身披雪花奋战在建设工地，一段段地安装桥架，一根根的拖放电缆，一芯芯地校验线号，一个个地连接端子。这也是电气工程的建设工作耗人耗时、容易出错且建设周期难以压缩之重要原因。

　　由于这些传统控制电缆和电气连接点的存在，还需电气维护工人对成千上万个电气连接点实施经常性的点检维护，并且，还难以及时发现问题、排除故障，导致系统运行效率下降。

　　由于这些传统控制电缆和电气连接点的存在，给系统的设计、施工、调试、运行和维护带来了一系列的麻烦。面临市场经济的挑战，处于技术发展日新月异的领域，作为站在技术前沿的工程师和设计师，有责任从技术的角度根除这一系列麻烦！那么，具体措施如何呢，4钢铁行业电气传动系统的改进措施实际上，当代新技术已经为我们指出了根除这一系列麻烦的方向，当今世界多家大公司推出的开放型现场总线（如Field-Block等）和智能化电气设备（如智能马达控制中心、智能现场操作盘、智能检测装置等）就是取代传统控制电缆、传统操作器具和操作方式、传统检测装置的现代产品。作为我国钢铁行业电气传动领域的业内人士，应该冲破思想的牢笼，摆脱传统观念的束缚，摈弃守旧意识的左右，努力了解、学习和掌握这些新技术和新产品，用这些现代技术和产品构造出具有真正现代意义的电气传动系统。

　　5钢铁行业电气传动系统的改进步骤事物的发展总有一个循序渐进的过程，钢铁行业电气传动系统的发展也是一样；今后系统信息通道的改进大体可分三步。

　　步，I/O模块分散化：即将现在集中于PLC主站和远程站的I/O模块分散到负荷中心、控制中心、操作台、现场控制箱和现场信号收集箱中。这里，现场信号收集箱是为现场小范围内相对分散的信号点而设置的；对一个大范围，只需若干个现场信号收集箱就可将所有分散的现场信号收集起来。然后，用一条或几条现场总线连接在PLC主机与负荷中心、控制中心、操作台、控制箱、信号收集箱等一系列电气设备之间，并通过该总线，实现PLC主机与各种电气设备、分散信号点之间的信息交换，见。

　　这样改进的结果，简化了PLC系统主站，取消了PLC系统远程I/O站，取消了独立的继电器柜，取消了PLC系统与负荷中心、控制中心、继电器柜、操作台、操作箱及现场信号点之间的传统控制电缆连接，还取消了继电器柜与其它电气设备之间的传统控制电缆连接；这样改进的结果，取消了成千上万的电气连接点；这样改进的结果，根据设计经验，估计可将现有传统控制电缆再减少90，剩下的10作为现场信号点至现场信号收集箱的连接电缆；这样改进的结果，削减了大约90的有关电气设备相互连接和控制电缆敷设的设计和施工工作量；这样改进的结果，也相应削减了约90的电气设备相互连接点的维护工作量。

　　步完成后，当代钢铁行业电气传动系统的信息通道将得以大大改善，系统可靠性和灵活性将得以进一步提高，电气工程的建设周期大致能缩短四分之一到三分之一。点检维护工作量也可大幅减少。

　　第二步，电气设备的智能化：即采用智能马达控制中心、智能现场操作盘、智能现场检测装置。第二步完成后，将彻底地清除传统控制电缆，让PLC主机作为系统的“大脑”，让控制总线和现场总线贯穿整个工厂，作为系统信息通道的全部，作为系统的“神经”网络。同时，由于设备本身的智能化，I/O模块数量也将大大地减少。

　　第三步，操作方式的现代化：即进一步更新人的观念，大大削减仅用于调试的现场操作器具，简化系统“神经”网络，增强现场检测装置的可靠性，进一步提高系统的自动化程度，进一步提高系统的运行管理水平。

　　三步中的关键是步，只有大胆而坚定地迈出广泛采用现场总线及其相关产品这具有决定意义的步，才会使钢铁行业各方人士感受到它的优越性，才能进一步提高钢铁工业的自动化程度，才能获得更大的效益。

　　6钢铁行业电气传动系统的发展阻力传统观念和守旧意识是任何事物发展的阻力，钢铁行业电气传动系统的发展也是一样，传统观念和守旧意识将成为其发展的阻力。人们通常还会找出各种各样的理由来掩饰自己的保守，如系统一次性投资太高、现场总线不适合钢铁行业的恶劣环境、以前在钢铁行业的系统中没有验证过现场总线系统的可靠性、工程项目不是科学实验、钢铁行业工艺流程的危险性大，等等。

　　诚然，现场总线及其相关设备目前投资较高，但是，传统控制电缆的大大节省，设计和施工人力、时间的大大节省，运行管理人力节省和水平大大提高难道不是效益吗，综合计算，笔者肯定，采用现场总线不仅不增加投资，反而是降低投资。

　　现场总线相关设备的防护等级目前已做到IP67，工作温度范围已做到一30*C70*C，还有什么不适合钢铁行业的恶劣环境呢，回顾一下PLC系统的应用历史，将会发现，PLC诞生之日，人们也是持怀疑态度。而今，使用PLC就像使用继电器一样，电气传动系统已离不开PLC了。可以预言，在35年之后，人们也会像今天离不开PLC―样，离不开现场总线。

　　在此，必须明确，现场总线系统已经是成熟产品。产品已花费了大量资金和人力，做了大量科学实验，终形成了这一标志人类文明进步的科技成果。对应用者而言，只须了解清楚产品各方面的技术性能，将其合理地应用于实际工厂中即可，根本谈不上是做实验。

　　总之，科技以人为本，要克服钢铁行业电气传动系统的发展阻力，首先，就要克服人们观念上的阻力。在此，用罗兰的话与有志推动技术进步的业内人士共勉：不会成功的事，假如你坚持地做下去，它就会成为它自己的一个证明。“”能够在遭遇质问或批评时，不动摇自己的信念，不是因为固执，而是因为自信。

　　充分的自信是由于有足够的准备、高超的见识、的能力。它不是盲目的刚愎自用，而是清楚的知道事情的必然的归趋。这种自信是知识、见识和力量所形成的。“7未来钢铁行业电气传动系统的展望一般地说，未来钢铁行业电气传动系统中，除动力负荷的配电柜外，基础自动化系统控制核心就是由PLC、DCS控制器或专用控制器构成，按不同原则进行功能分配的不同控制器之间通过控制总线相连，实现控制器之间的交换信息；控制器与人一机接口之间通过信息总线相连，实现控制器与人一机接口的信息交换；控制器与负荷中心、马达控制中心、交流变频调速系统、直流传动系统、现场智能操作器具和现场信号点之间通过极有限的几条现场总线相连，所有现场信号的收集和控制指令的发送均通过这几条现场总线完成，传统控制电缆彻底消失了，系统的硬件结构与现在相比，具有革命性的变化；另外，九十以上的操作均可点击鼠标完成，各设备的故障诊断报表清楚地显示在维护人员的CRT上，工厂的一切设备运转都在操作者和维护者的控制之下。

　　结束语本文旨在推动技术进步，提出了利用当代新产品来简化系统结构、提高效益的新思路。有的论点并非具有特色，但却是设计工作中的重要环节。文中根据笔者的工作经验和对现代技术的理解，从一个侧面描述了笔者想象的改进之后的电气传动系统，权且作为交流，不妥之处望广大读者与同行批评指正。