芻議冶金機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

楊 磊

（黑龍江省中小企業(yè)服務(wù)中心，黑龍江 哈爾濱 150009）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，金屬冶煉工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占的地位也越來(lái)越重要，為其它行業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和不斷的成熟，在冶金工業(yè)中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要。冶金機(jī)械的自動(dòng)化極大的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 冶金機(jī)械及自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都離不開冶金工業(yè)的支撐，冶金工業(yè)對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。我國(guó)的現(xiàn)代化的冶金工業(yè)起步相對(duì)較晚，從上個(gè)世紀(jì)的七十年代開始，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)和設(shè)備，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行消化和吸收，我國(guó)的冶金工業(yè)取得極大的成就，逐步建立起了獨(dú)立自主的、相對(duì)比較完備的冶金工業(yè)體系，對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開展具有十分重要的意義。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)于冶金機(jī)械和設(shè)備的研究也不斷的取得進(jìn)步，隨著我國(guó)冶金工業(yè)的發(fā)展和壯大，我國(guó)的冶金機(jī)械設(shè)備的水平以及自動(dòng)化的程度有了很大程度的提高，已經(jīng)逐漸朝著大型化、綜合化以及集成化的方向發(fā)展。進(jìn)步新世紀(jì)以來(lái)，隨著以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心信息技術(shù)的發(fā)展和不斷的成熟，我國(guó)的冶金工業(yè)的自動(dòng)化程度又獲得了一次巨大的跨越式的發(fā)展。

近年來(lái)，我國(guó)的冶金機(jī)械的研究和開發(fā)取得了豐碩的成果，2008年鞍鋼建成2.15米熱連軋機(jī)以及2.13米準(zhǔn)予連軋機(jī)，并投入使用，我國(guó)的冶金機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)取得了不小的成就，擺脫了對(duì)于國(guó)外設(shè)備的以來(lái)，尤其是大型寬厚板軋機(jī)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。當(dāng)前我國(guó)的冶金設(shè)備的研究逐漸朝著自主研究的方向發(fā)展，冷連軋機(jī)組的研發(fā)取得了突破性的進(jìn)展，常規(guī)冶金設(shè)備已經(jīng)基本上可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。隨著我國(guó)冶金機(jī)械設(shè)備的快速發(fā)展，給冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，基本上實(shí)現(xiàn)了原料生產(chǎn)、焦化生產(chǎn)的自動(dòng)化，這極大的促進(jìn)了我國(guó)冶金工業(yè)的發(fā)展。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛使用，我國(guó)的冶金自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中也大量的引進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高了管理效率、降低了成本、提高了冶金工業(yè)的整體發(fā)展水平，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定快速的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

早在2006年,冶金行業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)集成項(xiàng)目就以控制（大型PLC為主）和傳動(dòng)為主。在原料、燒結(jié)、焦化、高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐（煉鋼）、精煉爐、連鑄、軋機(jī)、加熱爐、均熱爐、鐵合金電爐、鋁電解等環(huán)節(jié)均涉及自動(dòng)化系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。其中PLC已經(jīng)尤為冶金行業(yè)的主流控制系統(tǒng)。在冶金行業(yè)中,軋鋼的自動(dòng)化程度很高,它包含了自動(dòng)燃燒控制模型、軋制節(jié)奏控制模型、粗軋自動(dòng)寬度控制模型、精軋?jiān)O(shè)定模型、板形設(shè)定和控制模型、精軋出口溫度控制模型、卷取溫度控制模型、卷取設(shè)定模型等,做好軋鋼自動(dòng)化,PLC硬件、軟件控制都很重要,為冶金自動(dòng)化的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化發(fā)生了質(zhì)的飛躍,當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能,智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)以贏利為目刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。這種新技術(shù)應(yīng)用于冶金機(jī)械制造將會(huì)給冶金工業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。

2 冶金機(jī)械及自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

以計(jì)算機(jī)技術(shù)以及人工智能技術(shù)和核心的信息化技術(shù)的發(fā)展，給冶金機(jī)械的發(fā)展帶來(lái)了一種新的發(fā)展空間。在冶金機(jī)械設(shè)備中越來(lái)越多的集成了可編程的控制系統(tǒng)，大量傳感器的使用極大的提高了信息收集的效率與準(zhǔn)確性，這些都推動(dòng)了冶金工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展速度，提高了冶金機(jī)械的工作效率，降低了設(shè)備的損耗，擴(kuò)展了設(shè)備的功能，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

"十一五"期間,我國(guó)冶金工業(yè)中的煉鐵設(shè)備。煉鋼設(shè)備、連鑄設(shè)備、軋制設(shè)備（板帶鋼軋制設(shè)備、型線棒管軋制設(shè)備、熱軋鋼材控冷設(shè)備）等都有新的突破,為冶金工業(yè)的發(fā)展補(bǔ)充了硬件設(shè)施。未來(lái)國(guó)際冶金自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)如下。

(1)基于數(shù)字模擬和仿真技術(shù)的研發(fā),實(shí)現(xiàn)冶金全流程動(dòng)態(tài)分析、評(píng)估和精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

(2)綜合考慮生產(chǎn)效率、能耗物耗和環(huán)境指標(biāo)的多目標(biāo)實(shí)時(shí)優(yōu)化。

(3)產(chǎn)品指標(biāo)、運(yùn)行指標(biāo)和控制指標(biāo)協(xié)同的全面閉環(huán)控制。

(4)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的復(fù)雜過(guò)程建模和先進(jìn)過(guò)程控制。

(5)先進(jìn)傳感技術(shù)和軟測(cè)量結(jié)合的關(guān)鍵工藝參數(shù)的在線連貫測(cè)量。

(6)結(jié)合考慮物質(zhì)流、能量流優(yōu)化的先進(jìn)能源管理和控制。

針對(duì)國(guó)際冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),我國(guó)冶金自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展。采用先進(jìn)的電子數(shù)控技術(shù)和新型傳感器技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、軟測(cè)量技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)冶金流程在線檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)。

(2)冶金技術(shù)信息化發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)控制中,網(wǎng)絡(luò)就是中樞神經(jīng),以工業(yè)生產(chǎn)起到控制作用。在冶金工業(yè)中,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為先鋒的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算力學(xué)技術(shù)等在冶金流程中實(shí)現(xiàn)集成模擬系統(tǒng),通過(guò)人機(jī)交流,模擬鋼鐵生產(chǎn)全過(guò)程,進(jìn)而推進(jìn)冶金工業(yè)生產(chǎn)制造的智能化。

(3)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的發(fā)展。冶金工業(yè)的自動(dòng)化不僅僅的包括機(jī)械的自動(dòng)化，也包括管理的自動(dòng)化，主要包括地生產(chǎn)進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)、對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)、對(duì)企業(yè)的資源以及能源的使用進(jìn)行優(yōu)化配置，提高能源的使用效率。通過(guò)管理的自動(dòng)化，將企業(yè)的生產(chǎn)人員以及冶金機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)合，使其有效地進(jìn)行運(yùn)作，從而保證整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)有條不紊的進(jìn)行，提高人力資源、能源的使用效率，降低成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。

結(jié)語(yǔ)

隨著信息時(shí)代的到來(lái)以及我國(guó)鋼鐵工業(yè)在數(shù)量和質(zhì)量方面的發(fā)展為冶金機(jī)械及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展即提供了機(jī)遇,也提出了新的挑戰(zhàn)。面對(duì)冶金企業(yè)花巨資大量引進(jìn)的國(guó)外軟硬件產(chǎn)品、先進(jìn)技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng),我國(guó)冶金機(jī)械研制及自動(dòng)化開發(fā)工作者仍然任重道遠(yuǎn)。冶金機(jī)械的自主研制及冶金自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展,必須注重將高科技融入其中,注重提升性能,加強(qiáng)過(guò)程工藝、工裝設(shè)備、企業(yè)管理、生產(chǎn)組織、自動(dòng)化等多專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),全面提高我國(guó)冶金工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和綜合競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)冶金自動(dòng)化軟硬件產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

[1] 我國(guó)冶金自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)分析[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2009，(02).

[2] 孫彥廣.我國(guó)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].自動(dòng)化博覽，2008，(Z1).

[3] 孫彥廣.支撐鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的冶金自動(dòng)化技術(shù)[J].冶金自動(dòng)化，2006，(02).