冶金自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

何 寧

（江陰市澄種鋼鐵有限公司，江蘇 無錫 214400）

冶金產(chǎn)業(yè)是工業(yè)化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，冶金生產(chǎn)效率的提高能夠在工業(yè)化建設(shè)中發(fā)揮重要的積極作用。冶金自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展不僅是冶金行業(yè)自身發(fā)展的需求，也是我國工業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展的要求。冶金自動化技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而對傳統(tǒng)冶金生產(chǎn)技術(shù)的升級換代，在冶金自動化技術(shù)之下，無論是生產(chǎn)管理還是生產(chǎn)控制都得到了提升和整合。面對生產(chǎn)技術(shù)的快速迭代，冶金自動化技術(shù)既要做好實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用，又要把握好其發(fā)展趨勢，進(jìn)而充分發(fā)揮自動化技術(shù)對冶金生產(chǎn)的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)的健康發(fā)展。

1 冶金自動化系統(tǒng)

當(dāng)下被用于冶金生產(chǎn)的自動化技術(shù)主要是以PLC和DCS以及工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心技術(shù)內(nèi)容，同時在冶金生產(chǎn)模擬控制的過程中，對生產(chǎn)總線實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化管理。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動之下，目前的冶金自動化系統(tǒng)能夠用分布控制系統(tǒng)替代集中控制系統(tǒng)。

（1）在生產(chǎn)控制領(lǐng)域，在回路控制中，冶金自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電爐和電極的智能升降，并采取連鑄結(jié)晶液位控制的手段來確保技術(shù)的完整性。此外，在加熱爐燃燒、軋機(jī)力控制等方面，冶金自動化控制系統(tǒng)都已經(jīng)逐漸形成了較為成熟的應(yīng)用模式。（2）在生產(chǎn)管理領(lǐng)域，冶金自動化系統(tǒng)能夠?qū)毫?、溫度等各?xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時有效的監(jiān)測和管理，生產(chǎn)技術(shù)的執(zhí)行性得到了充分的保障。

2 冶金自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

文章從三個方面對冶金自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀展開分析，分別是在信息化系統(tǒng)方面的應(yīng)用、在過程控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用以及在生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用。

2.1 信息化系統(tǒng)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

在冶金自動化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的背景之下，冶金生產(chǎn)的信息化程度也不斷提高，信息化水平的提升又反向推動著冶金自動化生產(chǎn)水平的進(jìn)一步提高。有數(shù)據(jù)顯示，我國的大型冶金企業(yè)（以冶金產(chǎn)量≥500萬t為標(biāo)準(zhǔn)）已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了冶金自動化生產(chǎn)中的全面信息化；以冶金產(chǎn)量≥50萬t為標(biāo)準(zhǔn)劃分的中型冶金企業(yè)中約有80%實(shí)現(xiàn)了信息化系統(tǒng)的構(gòu)建。由此可見，冶金系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)是離不開信息化系統(tǒng)的。

冶金生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的建立是信息化系統(tǒng)中的重要部分，通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容的分析和深入挖掘，能夠?qū)崿F(xiàn)對冶金生產(chǎn)的改進(jìn)和優(yōu)化。

2.2 過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

過程控制系統(tǒng)是冶金自動化中十分重要的組成部分，過程控制系統(tǒng)的運(yùn)行直接影響著冶金自動化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，通過過程控制系統(tǒng)對生產(chǎn)過程和生產(chǎn)中的總體數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，進(jìn)而使得冶金自動化系統(tǒng)的作用能夠得到充分發(fā)揮?，F(xiàn)階段已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的冶金自動化配置率體系。需要注意的是，由于不同冶金企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況有所差異，因此面對不同設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自動化設(shè)計(jì)，應(yīng)該基于自身的特殊化需求有針對性地進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對過程控制系統(tǒng)的更高效利用。

此外，冶金生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)的復(fù)雜程度較高，雖然當(dāng)下我國冶金行業(yè)的自動化生產(chǎn)中的過程控制效率得到了提高，但是和世界先進(jìn)水平相比仍然有一定的差距，在自動化技術(shù)的具體應(yīng)用中還存在著一些問題，必須保持警惕。

2.3 生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，是整個生產(chǎn)過程的智能化管理系統(tǒng)，在冶金自動化系統(tǒng)之中，意味著更高層次的生產(chǎn)信息處理。生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)所涵蓋的工作范圍較廣，不僅包含了對冶金設(shè)備的控制，還包括了對生產(chǎn)資料、生產(chǎn)過程等領(lǐng)域的控制工作。除此之外，還涉及對日常生產(chǎn)工作的管理。生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的復(fù)雜性對相關(guān)技術(shù)手段提出了更高的要求，為了保證生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的高效運(yùn)作，還應(yīng)該提升對系統(tǒng)后期維護(hù)和更新的質(zhì)量。值得一提的是，目前在冶金自動化技術(shù)之中，生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)還尚未成熟，因此距生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)在冶金生產(chǎn)中的全面投入使用還有一定的距離。

3 當(dāng)下冶金自動化技術(shù)發(fā)展中存在的問題

一方面，我國的冶金自動化技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，冶金自動化生產(chǎn)的格局已經(jīng)基本成型，但另一方面，由于市場在需求和市場環(huán)境方面的升級變化、技術(shù)條件的改變，現(xiàn)階段冶金自動化技術(shù)在發(fā)展的過程中也遇到了一些問題。

3.1 生產(chǎn)成本較高

目前，冶金自動化生產(chǎn)之中，煉鐵系統(tǒng)的生產(chǎn)成本較高，尤其是在流程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，同時，煉鐵系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的殘?jiān)苋菀自斐缮鷳B(tài)環(huán)境的破壞。在當(dāng)下的冶金自動化技術(shù)水平條件下，煉鐵系統(tǒng)生產(chǎn)過程的可視化程度較低，無法對物料的持續(xù)投放、生產(chǎn)過程中的溫度等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效和實(shí)時的監(jiān)測與精準(zhǔn)控制，這在一定程度上導(dǎo)致了對產(chǎn)品質(zhì)量無法進(jìn)行有效控制，甚至?xí)斐筛叱杀镜堑唾|(zhì)量的情況。因此，為了提升冶金自動化的水平，應(yīng)該優(yōu)先解決煉鐵系統(tǒng)中存在的問題，尤其是對生產(chǎn)過程的信息化控制，如果沒有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的精確性和連續(xù)性，則很難提高冶金自動化技術(shù)的應(yīng)用水平，無法推動冶金生產(chǎn)的效率優(yōu)化。

3.2 應(yīng)用不全面

冶金自動化對冶金生產(chǎn)的促進(jìn)作用得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可，應(yīng)用范圍也較為廣泛，但一些企業(yè)在冶金生產(chǎn)中仍然使用人工控制煉鋼終點(diǎn)的方式，尤其是在小型冶金企業(yè)之中。人工控制煉鋼的方式意味著經(jīng)驗(yàn)主義在生產(chǎn)中的占比較高，而經(jīng)驗(yàn)主義會在一定程度上阻礙冶金生產(chǎn)的進(jìn)步，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）阻礙冶金生產(chǎn)效率的提升，這就導(dǎo)致了冶金企業(yè)難以滿足市場需求，企業(yè)的競爭力下降甚至是被市場淘汰；（2）在生產(chǎn)過程中人工因素占比較大，不利用對產(chǎn)品質(zhì)量的控制，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)；（3）將冶金自動化技術(shù)和人工控制煉鋼終點(diǎn)的策略相結(jié)合可能會導(dǎo)致生產(chǎn)成本的大幅提升，其成本費(fèi)用遠(yuǎn)高于單一策略的成本。綜上所述，自動化技術(shù)的不全面應(yīng)用會給冶金企業(yè)的生產(chǎn)帶來較大的危害，尤其是對小型冶金企業(yè)而言。

3.3 信息化建設(shè)的基礎(chǔ)不完善

冶金自動化技術(shù)實(shí)際上是多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，對包括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在內(nèi)的技術(shù)都有很高的依賴性，為此，冶金自動化技術(shù)的高效應(yīng)用離不開生產(chǎn)和管理的一體化建設(shè)，只有完善信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，提高信息的集成度，才能夠?qū)⒁苯鹱詣踊夹g(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。在對現(xiàn)階段的冶金自動化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，大部分冶金企業(yè)的信息化建設(shè)仍然存在著較大缺陷，在信息化建設(shè)過程中的管控一體化水平較低，甚至是存在著信息系統(tǒng)編碼不一致導(dǎo)致運(yùn)營管理的實(shí)時性和一體性程度較低，這種現(xiàn)象很容易導(dǎo)致管理過程中出現(xiàn)各種各樣的問題，進(jìn)而影響到整體生產(chǎn)的管理效率。

4 發(fā)展趨勢

冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢主要集中在信息和知識化領(lǐng)域，對冶金自動化技術(shù)發(fā)展趨勢的預(yù)估可以從四個方面進(jìn)行。

4.1 全面性的過程控制

全面性的過程控制是冶金自動化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一，過程控制的全面化意味著在冶金自動化生產(chǎn)中將新型傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)進(jìn)行綜合性的運(yùn)用，提高生產(chǎn)過程控制的全面性，過程控制的全面化能夠有效提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在過程控制的全面化趨勢之下，冶金企業(yè)還需要實(shí)現(xiàn)對物流環(huán)節(jié)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管環(huán)節(jié)、環(huán)境保護(hù)環(huán)節(jié)的有效控制，最終實(shí)現(xiàn)對冶金生產(chǎn)全過程的監(jiān)控，提高冶金企業(yè)的綜合競爭力，提升冶金企業(yè)的生產(chǎn)力。

4.2 更加細(xì)致的生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理的細(xì)致化主要從以下三個方面入手：（1）企業(yè)需要強(qiáng)化對生產(chǎn)管理過程的分析研究工作，得到科學(xué)精準(zhǔn)的分析結(jié)論，進(jìn)而為生產(chǎn)管理的改進(jìn)提供正確的參考和依據(jù)；（2）更加深入地利用信息技術(shù)和多媒體模擬技術(shù)，通過生產(chǎn)模型來實(shí)現(xiàn)對冶金生產(chǎn)全過程的模擬，幫助冶金企業(yè)能夠合理地進(jìn)行生產(chǎn)組織和流程設(shè)計(jì)的優(yōu)化；（3）提高事例推理的能力，通過事例推理來實(shí)現(xiàn)自身生產(chǎn)能力的提高，進(jìn)一步推動生產(chǎn)管理的細(xì)致化，并且做好對各環(huán)節(jié)參數(shù)的分析。

4.3 故障診斷能力的強(qiáng)化

冶金自動化技術(shù)的發(fā)展必然會出現(xiàn)故障診斷能力強(qiáng)化的趨勢。（1）冶金企業(yè)需要正確地選擇故障診斷和預(yù)報(bào)技術(shù)，通過合理的技術(shù)選擇提高故障診斷和預(yù)報(bào)的能力，從而保證能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面性和高效率的維護(hù)；（2）注重對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，積極采用先進(jìn)的故障診斷和預(yù)警技術(shù)，保證自身故障診斷和預(yù)警能力的與時俱進(jìn)，基于先進(jìn)的技術(shù)手段構(gòu)建動態(tài)的成本預(yù)測模型和成本管理模塊；（3）還應(yīng)該基于高科技服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用對原材料進(jìn)行優(yōu)化，不僅要注重自身的經(jīng)濟(jì)效益，還應(yīng)該注重社會效益，在提高企業(yè)盈利水平的同時保證企業(yè)的社會美譽(yù)度。

4.4 管理知識的科學(xué)化

管理知識科學(xué)化的發(fā)展趨勢要求企業(yè)應(yīng)用信息化技術(shù)展開對數(shù)據(jù)的分析和處理，進(jìn)而提高自身對信息數(shù)據(jù)的處理能力，能夠通過對信息數(shù)據(jù)的處理獲取到準(zhǔn)確可靠的決策參考依據(jù)。此外，冶金企業(yè)還應(yīng)該加強(qiáng)對科學(xué)管理知識的應(yīng)用，不僅要保證產(chǎn)品的產(chǎn)量，還應(yīng)該保證產(chǎn)品的質(zhì)量，將科學(xué)管理知識作為冶金企業(yè)健康發(fā)展的重要支撐，能夠有效提高企業(yè)的綜合競爭力，讓企業(yè)在激烈的市場競爭中獲取優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

冶金自動化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)發(fā)展的重要手段，雖然冶金自動化技術(shù)取得了快速發(fā)展，但是和世界先進(jìn)水平相比依然有一定的距離，在實(shí)際的發(fā)展過程中也出現(xiàn)了一些問題，為了推動冶金行業(yè)的健康發(fā)展，應(yīng)該把握冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，提高冶金自動化技術(shù)的應(yīng)用效率。