摘要：隨著企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動工業(yè)化在冶金企業(yè)成為共識，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，企業(yè)紛紛開始信息化規(guī)劃和建設(shè)，很多企業(yè)已經(jīng)構(gòu)造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：冶金業(yè),自動化技術(shù),發(fā)展

冶金自動化技術(shù)作為自動化在冶金行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)，其軌跡也與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，工藝路線演化、制造裝備的更迭、生產(chǎn)流程和組織方式、企業(yè)運(yùn)營模式的改革和進(jìn)步等密切關(guān)聯(lián)。雖然不少冶金企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化和過程自動化，但這些自動化系統(tǒng)都是以單元生產(chǎn)設(shè)備為核心進(jìn)行檢測與控制的。生產(chǎn)設(shè)備之間相互獨(dú)立，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。

一、我國冶金自動化技術(shù)的現(xiàn)狀

1、基礎(chǔ)自動化與過程控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

在基礎(chǔ)控制方面。以PLC、DCS、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為代表的計(jì)算機(jī)控制取代了常規(guī)模擬控制，在冶金企業(yè)全面普及。近年發(fā)展起來的現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動化系統(tǒng)中應(yīng)用，分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)替代集中控制成為主流。

在控制算法方面，重要同路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進(jìn)控制在電爐電極升降控制、連鑄結(jié)晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機(jī)軋制力控制等方面有了初步應(yīng)用．取得了一定成果。

在檢測方面，與同路控制、安全生產(chǎn)、能源計(jì)量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全,高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續(xù)鑄鋼過程的結(jié)晶器鋼坯拉漏預(yù)報(bào)、鋼材質(zhì)量和機(jī)械性能預(yù)報(bào)等軟測量技術(shù)取得了初步成果。

在電氣傳動方面，用于節(jié)能的交流變頻技術(shù)普遍采用：國產(chǎn)大功率交、直流傳動裝置在軋線上得到成功應(yīng)用。在過程控制方面．計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)普及牢有較大幅度提高。根據(jù)最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的調(diào)查結(jié)果。按冶金工序劃分，57.54％的高爐、56.39％的轉(zhuǎn)爐、58.56％的電爐、60.08連鑄、74.5％的軋機(jī)采用計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)。把工藝知識、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)和智能技術(shù)結(jié)合起來，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過程優(yōu)化與智能控制系統(tǒng)、有副槍轉(zhuǎn)爐動態(tài)數(shù)學(xué)模型、電爐供電曲線優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統(tǒng)、連鑄二冷水優(yōu)化設(shè)定、軋機(jī)智能過程參數(shù)設(shè)定等。

2、信息化現(xiàn)狀

根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的調(diào)查結(jié)果，10％左右的煉鐵工序、25％左右的煉鋼工序、50％左右的軋鋼工序采用了生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。冶金企業(yè)逐步認(rèn)識到MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))的重要性，在綜合應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)、專家系統(tǒng)和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)線各工序作業(yè)，進(jìn)行全線物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線控制，設(shè)備預(yù)測維護(hù)等方面取得了初步成果。

隨著企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動工業(yè)化在冶金企業(yè)成為共識，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，各企業(yè)紛紛開始信息化規(guī)劃和建設(shè)，很多企業(yè)已經(jīng)構(gòu)造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎(chǔ)。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會報(bào)告，“我國鋼年產(chǎn)量500萬噸以上的8家企業(yè)100％上了信息化的項(xiàng)目，鋼年產(chǎn)量50萬噸以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項(xiàng)目，占77．6％。寶鋼股份、武鋼、寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司等企業(yè)建成了主要生產(chǎn)線的MES和產(chǎn)銷一體化系統(tǒng)。寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司在鋼鐵企業(yè)率先建成了企業(yè)生產(chǎn)指揮駕駛艙。鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)倉庫和知識獲取方面走在了國內(nèi)同行的前列，開發(fā)了綜合數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數(shù)據(jù)倉庫的客戶服務(wù)知識庫，創(chuàng)建了智能質(zhì)量設(shè)計(jì)知識庫，取得了顯著的成果。

二、我國冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、基礎(chǔ)自動化和過程控制系統(tǒng)

冶金流程在線連續(xù)檢測和監(jiān)控系統(tǒng)。采用新型傳感器技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、軟測量技術(shù)、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)處理技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數(shù)閉環(huán)控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環(huán)境排放實(shí)時控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過程控制為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)冶金流程在線檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預(yù)報(bào)，鋼水純凈度檢測和預(yù)報(bào)，鋼坯和鋼材溫度，尺寸、組織、缺陷等參數(shù)檢測和判斷，全線廢氣和煙塵的監(jiān)測等。

冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。基于機(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)分析，預(yù)測控制、專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、支撐矢量機(jī)(SM)等技術(shù)，以過程穩(wěn)定、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目標(biāo)，在上述關(guān)鍵工藝參數(shù)在線連續(xù)檢測基礎(chǔ)上，建立綜合模型，采用自適應(yīng)智能控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。包括高爐順行閉環(huán)專家系統(tǒng)、鋼水成分和溫度閉環(huán)控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環(huán)控制等。

大功率高性能電氣傳動。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動、高中壓變頻傳動和超大功率交交變頻傳動。

2、實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化

冶金流程的全息集成。實(shí)現(xiàn)鐵——鋼——軋橫向數(shù)據(jù)集成和相互傳遞，實(shí)現(xiàn)管理——計(jì)劃——生產(chǎn)——控制縱向信息集成，同時，整合生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)倉庫．采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提供生產(chǎn)管理控制的決策支持。

計(jì)算機(jī)全流程模擬．實(shí)現(xiàn)以科學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和制造．采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算力學(xué)技術(shù)，基于各種冶金模型，進(jìn)行流程離線仿真和在線集成模擬，生成一個分布式、網(wǎng)絡(luò)化、集成的“虛擬工廠軟件系統(tǒng)環(huán)境，通過人機(jī)交互和協(xié)同計(jì)算，模擬鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程。支持生產(chǎn)組織優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、新生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品開發(fā)優(yōu)化。

提升鋼鐵生產(chǎn)制造智能。在生產(chǎn)組織管理方面，基于事例推理、專家知識的生產(chǎn)計(jì)劃與運(yùn)籌學(xué)中網(wǎng)絡(luò)規(guī)則技術(shù)，提供快速調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的手段和能力．以提高生產(chǎn)組織的柔性和敏捷化程度：根據(jù)各工序參數(shù)，自動計(jì)算各工序的生產(chǎn)順序計(jì)劃及各工序的生產(chǎn)時間和等待時間，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的全線跟蹤和控制，并能根據(jù)現(xiàn)場要求和專家知識．進(jìn)行靈活的調(diào)整,異常情況下的重組調(diào)度技術(shù)以及在多種工藝路線情況下．人機(jī)協(xié)同動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度．在質(zhì)量管理方面．基于數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)計(jì)算與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)．對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行預(yù)報(bào)、跟蹤和分析：根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)，判定在生產(chǎn)中發(fā)生的品質(zhì)異常。在設(shè)備管理方面．采用生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷．與預(yù)報(bào)技術(shù)．建立設(shè)備故障、壽命預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)測維護(hù)：在成本控制方面，采用數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)報(bào)技術(shù)，建立動態(tài)成本模型預(yù)測生產(chǎn)成本,利用動態(tài)跟蹤控制技術(shù)，優(yōu)化原材料的配比、能源介質(zhì)的供應(yīng)、生產(chǎn)線定期檢修制度、生產(chǎn)的調(diào)度管理，動態(tài)核算成本，以降低生產(chǎn)成本。

企業(yè)信息集成到行業(yè)信息集成，信息化的目的之一是實(shí)現(xiàn)信息共享，在有效競爭前提下趨利避害，在企業(yè)信息化編碼體系標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)／信息集成基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)作制造企業(yè)信息集成，全行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)．直至全球行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)。管控一體化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時性能管理。

總之，冶金自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)緊密關(guān)注冶金行業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)和企業(yè)需求，在保障功能的前提下注重提升性能，加強(qiáng)過程工藝、工裝設(shè)備、企業(yè)管理、生產(chǎn)組織、自動化等多專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，以提高冶金企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國冶金自動化軟硬件產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

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