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现代钢铁制造的全流程中，分成了许多工序，建立了许多自动化系统、计算机系统和信息化系统，配置了大量的计算机网络，需要使用很多交换机。工业交换机和办公自动化使用的交换机在性能要求方面有许多不同。作者根据工作中的实际情况，给出了几种适合钢铁工业使用的工业交换机。

关键词：工业交换机，钢铁工业，赫斯曼，西门子，菲尼克斯

工业交换机是钢铁工业信息化系统和自动化系统必*的网络设备。作者在工作中，对国外几种适合钢铁工业的工业交换机进行了比较，供国内技术人员在网络设备选型时参考。

1冶金工业是使用工业交换机的大用户

钢铁工业的生产流程是连续的，分成许多工序。每个工序都有相应的基础自动化系统（BasicAutomation）、过程控制系统（PCS）。每个工序或者几个工序有制造执行系统（MES）。MES上级有ERP、能源管理系统（EMS）及产销一体化管理系统等。所以钢铁工业全流程需要很多工业交换机，用于计算机之间或者系统之间的通信。图1给出了一个钢铁企业使用工业交换机的网络拓扑图。

2钢铁工业对交换机的特殊要求

2．1通用要求

钢铁工业中使用的网络交换机必须是工业级产品，对实时性、可靠性、稳定性、安全性以及环境适应性有更高的要求，工业交换机能够能在高温、强电磁干扰等恶劣环境条件下正常工作。

2．2其他要求

有的钢铁企业还对工业交换机提出如下要求：1）交换机支持模块化配置方式。端口模块支持带电热插拔，可在线更换设备部件，端口支持自适应、自动交叉、自动极性转换功能。支持模块化配置100M或1000M光口，不得使用光电转换装置；2）交换机支持多种网络拓扑结构和多重冗余方式。网络自愈时间小于500ms；3）支持端口安全策略，防止未经授权的访问威胁网络安全。对交换机的管理也要能够支持密码保护机制,4）支持工业网络时钟同步协议，能够支持SNTP（简单网络时钟协议）功能，SNTP可以通过Web或SNMP两种方式激活，时间分辨率达到100ns；5）可以采用网管软件（以SNMP简单网络管理协议为基础）、IE浏览器、超级终端等方式进行网络管理、诊断、监视和报警。支持OPC功能以将网络设备的监控集成到集中监控系统中。

2．3赫斯曼工业交换机与一般OA交换机的比较

下面以德国赫斯曼公司的工业交换机为例，与一般OA交换机进行对比，

3德国赫思曼公司的工业交换机

3．1赫斯曼工业交换机的技术参数

3．2应用业绩

赫斯曼工业交换机在国内许多钢铁公司都有应用，例如：宝钢梅山钢铁EMS（能源管理系统），马钢厂EMS，济钢EMS，唐山建龙EMS，鞍钢鲅鱼圈烧结控制系统，钢迁安炼钢转炉及连铸控制系统、2160热连轧控制系统，包钢铁集团CSP控制系统，本钢转炉控制系统、炉外精炼控制系统、加热炉区网络系统，济钢焦化控制系统、转炉控制系统，攀钢1450热连轧控制系统，日照1580热轧控制系统，宁波建龙1780热轧控制系统，天铁转炉控制系统、2160冷轧控制系统，酒钢料场、高炉、转炉控制系统，华菱湘钢高炉、转炉控制系统，安阳钢铁120T转炉控制系统，唐山港陆中厚板轧机控制系统，河北钢铁舞阳中厚板冷却控制系统，唐山中厚板厂剪切线控制系统，新疆八一钢铁轧钢控制系统等等。可见赫斯曼工业交换机几乎涵盖了钢铁生产的各个工序。

4西门子公司的工业交换机

西门子交换机环网技术采用西门子*的HSR环网冗余技术，与传统利用生成树协议或快速生成树协议搭建的环网相比，HSR协议占用网络资源很少，并且切换过程可在300ms内完成。

4．1西门子工业交换机的技术参数

给出了西门子公司工业交换机的技术参数。西门子工业交换机技术参数表（型号SCALANCEX414－3E）

4．2应用业绩

西门子工业交换机在国内许多钢铁公司都有应用，例如：鞍钢重轨生产线，宝钢转炉控制系统、三热轧煤气加压站EIC系统、钢管生产线，太钢高炉控制系统、炼钢连铸控制系统。钢4300中厚板加热炉控制系统、2160热轧加热炉控制系统，中国一重EMS，本溪钢厂LF精炼炉控制系统，安阳钢铁110万吨焦化项目，莱钢1500热轧控制系统、冷轧控制系统、120T转炉控制系统、大H型钢生产线，唐钢不锈钢550BF＆120吨转炉控制系统、唐钢3500中厚板控制系统，舞阳中厚板生产线，辽宁凌源钢铁中厚板生产线等。

随着控制技术的不断进步，越来越多的钢铁企业开始重视自动化控制技术的建设，经过多年的发展，目前钢铁自动化控制系统已经逐渐完善。文章研究的主要内容之一是对在钢铁工业领域被应用的CIMS技术、交流传动和现场总线及智能化控制等技术进行简要的介绍。

关键词：自动化网络控制技术；钢铁工业；应用

自动化控制技术涵盖了多种学科的内容，属于一种综合性的技术，涉及到的学科包括机械、自动化控制、传感测试、电子和接口、信号转换以及微电子等。是一种典型的三C技术，也就是将计算机、控制和通信技术这三种技术进行融合而形成的一种综合性技术。

1当前钢铁工业自动化发展现状

当前，为了提升生产效率，大多数钢铁企业开始加大引入的自动化控制装置，并对钢铁企业所有生产过程进行控制。此类控制系统不仅包括了单机操作系统，分布式系统同样也被包括其中。我国这些自动化控制技术虽然能够基本满足国内的生产需求，可是相对于水平还有不小差距。钢铁企业为了增强自身的技术水平，开始积极引入新技术，淘汰落后技术，并基本实现了分级管理。对于钢铁企业来说，实施的自动化控制系统主要有四层模块，也就是采集层、控制层和生产管控调度层以及信息管理层。这四级层次相互具有一定的独立性，同时也具有一定的影响性。其中采集层主要是完成无理数据的检测以及执行相关的命令。而控制层则重点对生产工艺过程进行集中控制，完成生产控制的优化。而生产管控调度层则主要是针对钢铁企业诸多的生产工序进行优化调度。而企业信息层则是对诸多不同的信息系统进行集中管理，进而提供网络化控制功能。通常，采集执行层主要基于的技术为传感装置，而其他相关层则建立在以太网环境中，不同层级之间的交互顺畅度还不够高，而这也是当前在钢铁企业中需要发展和解决的核心技术问题。只有将控制系统和管理系统进行有效集成，钢铁工业自动化控制才能够得到*体现，也只有这样才能够充分发挥自控系统的重要作用。

2自动化网络控制技术的具体应用分析

在钢铁企业应用自动化网络控制技术，能够对生产的全部工序进行实施监控，同时还能够对环境参数进行优化，完成自动生产线可能发生的故障，并根据故障信号来进行及时修复。因此，这项技术不仅可以提升钢铁企业生产管控效率，还能够促进钢铁企业经济效益的提升，进而有助于企业的信息化管理水平的提升。

2.1在基础自动化系统中的主要应用

在钢铁基础自动化系统中，PLC和DCS技术是目前为常见的一种控制技术。前者是针对生产装备进行控制，而后者则是针对钢铁企业的生产流程进行管控。其中PLC控制技术是基础自动化系统的核心，通过对生产设备的自动化控制，来实现自动化控制系统的诸多功能。而DSC则更多起到一种辅助控制作用，可对生产流程进行优化，进而促进钢铁企业经济效益的提升。

2.2在生产管理控制系统中的主要应用

为了提升企业的经济效益，让钢铁企业生产的纵横两个方向上的集成得以实现，就需要注重钢铁企业在生产过程中所产生的数据能够进行迅速的交换或者管理，进而为决策者的管理提供重要的数据依据。在生产管控系统中应用自动化网络控制技术，主要就是为了对生产过程加以协调，提升质量监控和检测力度，进而实现信息资源的实时共享及生产管理的控制。

2.3在生产过程控制系统中的应用分析

钢铁生产过程控制是自动化网络控制系统的核心内容，只有在这方面的控制能力较高，才能够真正实现生产的全自动化。对于生产过程的控制往往需要借助传感器以及中继器等设备，对生产过程进行监控和控制。例如RCS-9600CS装置就能够对自动化过程中相关的顺序、传动以及运动和过程进行控制。自动化网络控制技术将软测量、数据处理和光机电一体化技术综合成一体，进而起到能源控制、参数优化、物流实时跟踪以及质量检测等诸多作用。

2.4在企业信息化系统中的主要应用分析

为了促进企业的持续健康发展，增强企业信息处理能力和共享水平，通过对企业信息化系统的管理和实施进行实施监测，并利用信息化系统科学合理的调度生产，对降低企业运营生产成本起到重要的作用。另外还能够有助于钢铁企业对能源的高效管控，进而促进企业管理的创新。比如通过自动化网络控制系统对钢铁工业生产的流程进行模拟，并通过数学建模技术可实现故障的智能化分析，这无疑能够极大的提升企业的管理效率。

3钢铁自动化发展趋势

3.1低成本自动化（LCA）

实现低成本的自动化，并不是说需要将自动化简单化，而是通过运用合理的投资，采用的技术，进而达到低投入高收益、低风险的效果。此种LCA技术主要应用的领域在于中小企业的分级自动化过程控制以及监控。整个系统的开发采用了模块开发技术，系统开放度高，而且可进行灵活的配置，从而确保系统能够实现低成本。目前STD总线工控计算机是实现LCA技术的关键，目前在我国已经得到普遍的应用。IPC实际上就是工业计算机，这也是实现LCA技术的另一个重要产品。当前LCA技术发展的领域主要包括控制技术、IPC控制系统以及软测量技术。另外低成本自动化技术在过程工业自动化以及CIMS等应用领域也是重要的发展方向。

3.2控制策略

当前主要使用的控制方法为PID，不过优化控制及自适应控制和模型预测控制等技术也已经得到应用。只是某些控制过程具有模糊性，构建数学模型十分困难，再加上十分复杂，难以应用传统的控制理论，但是应用的智能控制技术却*。尤其是那些综合性的复杂性的控制系统，将其进行分解处理，应用递阶智能控制技术，能够起到良好的效益。也正是如此，智能控制将会成为重要的发展方向，应用前景广阔。

3.3EIC综合一体化系统

传统的电器、仪表以及计算机三者之间互联互通难度很大，而EIC一体化控制装置则能够*打破这三者之间的界限以及分工，进而可完成DCS和PLC等控制系统难以解决的问题，比如针对模拟量的控制就具有良好效果。能够将数据处理、顺序和模拟控制进行融合来对对象进行整体性的控制，从而有助于整个系统的实用性及可操作性。将三电统一之后，之前的分离式系统所对应的软硬件装置可以在系统中得到共享，进而有效降低系统建设的成本。由此可见，运用自动化技术能够显著提升系统的实用性以及可操作性，同时还可以将软硬件进行共享，不会浪费原先的投资。对于钢铁企业而言，为了有效提升自身的核心竞争力，就必须要加快自动化技术的发展，大力发展自动控制和人工智能技术，并由此对新设备、智能诊断以及检测技术的发展起到一并由此实现持续健康发展。

废水、废渣和废气是工业生产中的“三废”，对于人们的生活环境具有较大的破坏效果。在工业生产中必须加强科技建设和三废治理管理，减少经济建设给环境带来的负面影响。在钢铁工业中，三废的排放控制经常达不到要求，与《新环境保护法》中的排放标准具有较大的差距，文章针对具体的原因进行分析，提出钢铁工业的绿色转型建议，加强环境保护工作。

一、钢铁行业环境污染现状

钢铁工业是国民经济的支柱产业，同时也是污染物排放的重点行业。2013年钢铁行业的SO2、NOx和烟(粉)尘排放量分别为200万t，54.3万t和60.1万t，其中SO2排放量占到工业源总排放量的10.5%，仅次于火电行业的排放量。而烧结工序则是这些污染物产生的主要来源，其排放的SO2、NOx和颗粒物等废气污染物分别占到了钢铁企业排放总量的70%，40%和35%以上，也因此成为钢铁企业大气污染防治的一个重要环节。“十二五”以来，在工业行业中，钢铁工业废水和固体废弃物的占比大幅下降，取得了显著成效，给环境带来了正效应;但是，SO2、烟粉尘等大气污染物的占比却大幅上升，给环境带来了负效应。因此，在肯定并进一步治理钢铁工业废水、固体废弃物的同时，必须注意到钢铁工业企业在废气治理方面还需要大力加强。

二、实现钢铁工业绿色转型的具体措施

环境保护工作已经成为了*工作的重点，因此，我国近年来制定了严格的环境保护条例，并在相关管理部门的监督中，对社会中的工厂生产情况施行了监督管理。面对当今社会的发展形势，钢铁行业必须加快绿色转型，实现经济的可持续发展。

1、提高环保意识，环境与企业并存

面对日益激烈的国内外经济竞争，我国的很多地区以及企业进行了盲目的生产，只为了经济效益的提高而没有注重环境的保护工作。没有按照相关的环境保护管理制度执行生产工作，为了节约成本，没有建立完善的废水、废渣和废气等工业废物的治理装置，在节省企业环境投资建设的同时造成了社会责任感的缺失，造成了社会大众生活环境的污染。甚有些地方政府为了发展经济，包庇当地企业污染环境的行为，没有树立正确的政府管理职能。为了提高钢铁工业和地方政府的环境保护意识，必须加强政府部门的环境保护监督工作，对于没有按照规定施行生产的，应给予严厉的处罚，并追究相关责任人。从根本上确立环境保护工作的重要性。在宣传上，要对工作单位和政府管理部门进行多次讲座活动，论述企业经济与环境保护的利害关系，提高人们的环保意识，提倡人人有责的监督精神，共同促进企业与环境的长期共存。

2、循序渐进地展开环保技术生产

钢铁工业的生产厂区较大，工作环境与工作流程比较复杂，在工作原料中就涉及到了较多的矿石原料，在生产制造的多个环节中都会存在排污节点，若没有根据节点进行环境监督工作，就很难确定污染源和污染排放物的含量。因此，相关工作人员要针对钢铁工业的生产进行细致的排查和监督工作，测定每个排污节点进行工业三废的含量，审核排放物是否符合其排放标准，对于超标的再次进行治理工作。并根据实际情况总结工作经验，设计环境监督和检测方案，优化人员配置，提高环保工作职能。

3、针对工业三废进行具体治理

在钢铁工业生产中，主要的污染源是废水污染，硫化物和氮化物等气体污染，以及钢铁废渣等，针对具体的污染物化学组成，钢铁生产企业要掌握相应的工业治理办法，提高废弃物的治理技术，从根本上杜绝环境的污染。一是实现烧结烟气的综合治理。在脱硫的过程中，根据GB28662—2012对烧结机头烟气颗粒物、SO2、二恶英等多污染物的控制要求，采用多污染物协同减排技术，对烧结烟气进行深度综合治理。二是强化各工序烟粉尘的治理。采用高频软稳电源改造、脱硫后湿烟气湿式静电除尘器、电袋复合除尘器、覆膜滤料高效除尘器等高效除尘设施对烧结、焦化、炼铁、炼钢等各工序产尘点进行全面改造，确保颗粒物的排放满足新标准要求。三是加强水污染的治理。大力采用“三干”技术(干熄焦技术、转炉干法除尘、高炉干法除尘)，从源头减少废水的产生;对焦化工序产生的酚氰废水、冷轧废水等特种废水进行独立的处理，尽量不要进入全厂水处理系统;加大综合污水处理力度，建设深度处理设施，尽量减少外排污水量。

4、推进钢铁工业环境信息透明化，提高政府资金支持

钢铁工业的绿色转型要想进行顺利的发展，就必须将环境信息透明化，采用媒体监督和监督的形式促进企业环境治理工作。近年来，由于国家加强了环境保护的管理措施，鞍钢、宝钢等国家重点钢铁工业行业的发展，跑在了环境保护的前列，利用创新的环境保护监督举措，推动了钢铁工业绿色转型生产的发展进程。其中创新的监督措施为:在社会上发表环境保护工作报告，将环境保护的治理明细和治理情况公布于社会，形成透明化环境管理;利用新闻媒体等对企业的发展状况和环境治理状况进行播报，既宣传了企业文化，又形成了群众监督的效应，为未来的环境治理扩大监督范围，保证了钢铁行业绿色转型的顺利进行。近年来，由于钢铁行业过量的生产，导致了供过于求，不仅造成了资源的浪费，还影响了企业的经济效益，较多的钢铁企业在盲目的投资中没有正视钢铁行业的风险，造成了后期的生产资金不足，对于环境治理的投资更是少之又少。针对目前的形式，政府应该加大资金投入支持，放宽相应的管理政策，鼓励银行对相关单位提供资金的支持，对于环境治理工作有良好表现的企业进行资金的奖励，刺激企业的绿色转型发展。

5、推广合同环境服务，鼓励第三方经营

较多的钢铁工业在生产过程中，既要保证经济效益的提升，又要进行环境保护的资金投入和治理工作，不仅分散了企业的管理精力，也分散了财力的管理，较多的中小企业出现了混乱的管理现象。针对此类现状，应该鼓励第三方经营治理工作，共同推动钢铁企业的绿色转型。第三方经营模式具有较大的*性，不仅可以通过筹集资金的形式展开环境治理服务，而且由于第三方的治理设备与治理技术的化和统一化，对钢铁行业能形成规范的治理秩序，达到统一的治理标准，有利于政府监督工作高效的展开。另外，由于第三方有自己的团队建设，钢铁生产企业可以减少环境管理工作人员，可以专心的投入到钢铁建设中。

6、实施钢材产品的市场环保准入

在推动钢铁行业的绿色转型生产中，可以将钢铁的销售环节和环保标准相结合的方式，相关管理部门要制定统一的管理标准和管理制度，对于不符合新《环境保护法》制定标准的，相关钢铁企业不得将钢铁进入市场销售，钢铁无法销售也就影响了企业的经济效益和竞争力。因此，以企业的经济效益为出发点，制约钢铁工业的废弃物治理情况。充分发挥出市场的反作用力，将钢铁工业的绿色转型工作落实。结语绿色已经成为了当今生产生活中健康的代名词:绿色食品、绿色生产等时刻出现在我们的生活中，可见环境保护对于当代人的重要意义，以及实施环境保护的迫切性。钢铁工业生产一直以来都是影响我国环境污染的主要原因之一，针对经济和环境的可持续发展要求，必须进行绿色转型发展，在保证人们生活环境不遭到破坏的前提下，再提高企业的经济效益和经济建设。