我國(guó)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)分析

時(shí)間： 2009-02-11 11:31:36 | 文章來(lái)源： 今日五金網(wǎng)

　　　　　一、我國(guó)冶金自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r
　　　　　(1)基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程控制系統(tǒng)
　　　　　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(lái)的現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動(dòng)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。
　　　　　在控制算法上，重要回路控制普遍采用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(cè)方面，與回路控制、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(hào)的檢測(cè)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(guò)程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續(xù)鑄鋼過(guò)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(cè)量技術(shù)取得了初步成果。
　　　　　在電氣傳動(dòng)方面，用于節(jié)能的交流變頻技術(shù)普遍采用；國(guó)產(chǎn)大功率交、直流傳動(dòng)裝置在軋線上得到成功應(yīng)用。
　　　　　在過(guò)程控制方面，計(jì)算機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)普及率有較大幅度提高，根據(jù)最近中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)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%的連鑄、74.5%的軋機(jī)采用計(jì)算機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)。把工藝知識(shí)、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)和智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過(guò)程模型和過(guò)程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過(guò)程優(yōu)化與智能控制系統(tǒng)、有副槍轉(zhuǎn)爐動(dòng)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(guò)程參數(shù)設(shè)定等等。
　　　　　(2)信息化
　　　　　根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)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(shí)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(cè)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(dòng)工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識(shí)，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(kāi)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(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告，“我國(guó)鋼年產(chǎn)量500萬(wàn)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(wàn)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(shí)的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和知識(shí)獲取方面走在了國(guó)內(nèi)同行的前列，開(kāi)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(cāng)庫(kù)的客戶服務(wù)知識(shí)庫(kù)，創(chuàng)建了智能質(zhì)量設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，取得了顯著的成果。
　　　　　冶金自動(dòng)化技術(shù)在信息化、自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)和冶金行業(yè)可持續(xù)發(fā)展需求的拉動(dòng)雙重機(jī)制作用下，必將取得更大進(jìn)展，主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下方面：
　　　　　1)基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程控制系統(tǒng)
　　　　　冶金流程在線連續(xù)檢測(cè)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(cè)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(shí)控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過(guò)程控制為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)冶金流程在線檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測(cè)和預(yù)報(bào)，鋼水純凈度檢測(cè)和預(yù)報(bào)，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數(shù)檢測(cè)和判斷，全線廢氣和煙塵的監(jiān)測(cè)等。
　　　　　冶金過(guò)程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制?；跈C(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)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)(SVM)等技術(shù)，以過(guò)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(cè)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(guò)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(dòng)。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動(dòng)、高中壓變頻傳動(dòng)和超大功率交交變頻傳動(dòng)。
　　　　　2)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(shí)，整合生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，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(gè)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(guò)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(guò)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(kāi)發(fā)優(yōu)化。