淺析冶金自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

李 娜 李 偉 許 超

河鋼樂亭鋼鐵有限公司，河北唐山 063000

冶金自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的生產(chǎn)控制、生產(chǎn)管理整合體，是傳統(tǒng)冶金生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)結(jié)果。就現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展特征而言，技術(shù)是日新月異的社會(huì)因素，同時(shí)也與人的參與、配合息息相關(guān)。因此，對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷的階段性回顧與分析，對(duì)技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí)與生產(chǎn)創(chuàng)新具有積極意義。

1 冶金自動(dòng)化技術(shù)及其現(xiàn)狀研究

一般來說，冶金自動(dòng)化技術(shù)主要包括信息系統(tǒng)的技術(shù)、過程控制系統(tǒng)的技術(shù)以及生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的技術(shù)，該三個(gè)系統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)則構(gòu)成了冶金自動(dòng)化的新發(fā)展。本研究主要從這三個(gè)方面的系統(tǒng)入手對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行回顧、總結(jié)。

1.1 信息化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

信息技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)各行各業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，在冶金企業(yè)的發(fā)展中也不例外。其中，冶金自動(dòng)化技術(shù)成為近年來提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)效益的關(guān)鍵要素。在冶金自動(dòng)化技術(shù)的任務(wù)執(zhí)行過程中，信息化系統(tǒng)的建設(shè)是維持技術(shù)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，報(bào)告《解讀鋼鐵企業(yè)信息化》也在其中強(qiáng)調(diào)了信息化系統(tǒng)在冶金自動(dòng)化技術(shù)中的作用和地位?！皥?bào)告”表示，就目前而言，我國(guó)大型冶金企業(yè)（冶金產(chǎn)量≥500萬t）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了冶金自動(dòng)化的全面信息化，中型冶金企業(yè)（冶金產(chǎn)量≥50萬t）也有80% 的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了信息化系統(tǒng)的建設(shè)?？梢?，冶金企業(yè)要達(dá)成現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型、升級(jí)，必須充分發(fā)展建立在信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上的冶金自動(dòng)化。

1.2 過程控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

過程控制系統(tǒng)是冶金自動(dòng)化技術(shù)的重要部分，其控制著自動(dòng)化執(zhí)行的工作質(zhì)量和效率，對(duì)總體數(shù)據(jù)、過程進(jìn)行全方位堅(jiān)實(shí)，是保證自動(dòng)化技術(shù)價(jià)值轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。就目前而言，冶金自動(dòng)化技術(shù)中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)冶金自動(dòng)化的配置率已經(jīng)形成較為穩(wěn)定的體系，例如，高爐配置率為57.54%，轉(zhuǎn)爐配置率為56.39%，電爐配置率為58.56%，軋機(jī)74.5%。但在不同冶金企業(yè)、不同設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，對(duì)于需求的特殊性應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，冶金自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)達(dá)到根據(jù)設(shè)備以及需求進(jìn)行最優(yōu)化數(shù)據(jù)調(diào)整，從而提高過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

1.3 生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)是針對(duì)冶金企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過程的一項(xiàng)智能化管理技術(shù)，是冶金自動(dòng)化技術(shù)更高層次的信息處理部分。生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的工作范圍既包括冶金設(shè)備的控制、冶金生產(chǎn)資料的控制、冶金生產(chǎn)過程的控制，也包括冶金生產(chǎn)日常工作的管理等各方面。從具體的技術(shù)要求來看，冶金自動(dòng)化技術(shù)中的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)對(duì)技術(shù)水平的要求更高，對(duì)系統(tǒng)后期維護(hù)與更新的要求也更高。并且，該項(xiàng)技術(shù)在目前階段尚未成熟，生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的全面投入使用仍任重道遠(yuǎn)。

2 冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展瓶頸

盡管目前我國(guó)的冶金行業(yè)已經(jīng)初步形成冶金自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)的局面，然而，在具體的自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用上，由于市場(chǎng)需求的升級(jí)、市場(chǎng)環(huán)境以及技術(shù)環(huán)境的改變，技術(shù)上仍然存在較多的發(fā)展瓶頸，不利于冶金企業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，筆者將其總結(jié)為以下三個(gè)較為突出的方面。

（1）目前冶金企業(yè)在自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)下，仍然存在較高的煉鐵系統(tǒng)（鐵、焦、燒）生產(chǎn)成本，并且其高成本主要體現(xiàn)在流程設(shè)計(jì)上；與此同時(shí)，煉鐵系統(tǒng)下冶金生產(chǎn)所形成的殘?jiān)偭枯^大，容易造成較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染。另一方面，冶金企業(yè)現(xiàn)階段的煉鐵系統(tǒng)所形成的生產(chǎn)過程的總體可視性水平低，在物料的持續(xù)投放、物料的生產(chǎn)溫度等方面的控制精度差，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成較大影響，最終導(dǎo)致高成本、低質(zhì)量的局面。因此，要優(yōu)化冶金企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)，首先應(yīng)該解決煉鐵生產(chǎn)過程的信息化控制技術(shù)問題；只有達(dá)到生產(chǎn)的精確化、連續(xù)化，才能真正提高冶金自動(dòng)化技術(shù)的總體生產(chǎn)效率和應(yīng)用價(jià)值。

（2）冶金自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用不全面。據(jù)有關(guān)資料顯示，至目前為止，仍然存在企業(yè)在冶金過程中采取人工控制煉鋼終點(diǎn)的策略，經(jīng)驗(yàn)主義對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步產(chǎn)生不同程度的阻礙。首先，人工經(jīng)驗(yàn)方式大大降低了冶金生產(chǎn)的效率，使得企業(yè)長(zhǎng)期無法適應(yīng)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，最終失去競(jìng)爭(zhēng)力。其次，在冶金自動(dòng)化中參雜過多的人工因素將降低生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，給后期產(chǎn)品質(zhì)量埋下隱患。另外，自動(dòng)化技術(shù)與人工策略相混合的生產(chǎn)方式所形成的成本將高于任何一種策略單用的成本?？梢?，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用不全面，給企業(yè)帶來更為嚴(yán)重的損害。

（3）冶金企業(yè)在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)過程中未做好信息化建設(shè)基礎(chǔ)。冶金自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的系統(tǒng)化技術(shù)，系統(tǒng)中對(duì)任何一個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)依賴都相對(duì)較高；而企業(yè)也只有實(shí)現(xiàn)冶金生產(chǎn)、管理的一體化，盡可能提高信息集成度，才能真正發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。但目前而言，我國(guó)大多數(shù)冶金企業(yè)的信息化建設(shè)仍不完善，管控一體化水平較低，且許多企業(yè)的信息系統(tǒng)編碼不統(tǒng)一，使得運(yùn)營(yíng)管理無法實(shí)時(shí)化、一體化，容易給管理過程造成各類問題，最終使得生產(chǎn)管理效率大幅下降。

綜上可見，盡管自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于冶金企業(yè)而言是新時(shí)期發(fā)展的主要方向，但其在發(fā)展過程中仍然具有較多阻礙，需要專家不斷研究、創(chuàng)新。

3 冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)探索

從上文論述可知，我國(guó)目前許多冶金企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展包括過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)及企業(yè)信息化系統(tǒng)在內(nèi)的三個(gè)主要系統(tǒng)都已經(jīng)形成較為穩(wěn)定的發(fā)展局面，但在執(zhí)行過程中仍然存在不同程度的問題。綜上，并結(jié)合當(dāng)下冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展情況，筆者對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

首先，過程控制系統(tǒng)方面。未來的冶金自動(dòng)化技術(shù)將更關(guān)注系統(tǒng)的檢測(cè)功能、監(jiān)控功能，從提高自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)時(shí)性、有效性入手進(jìn)行優(yōu)化。其中，為了提高冶金自動(dòng)化技術(shù)的準(zhǔn)確性，將進(jìn)一步采用當(dāng)下最新的傳感設(shè)備，并同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的配合下完成實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理，包括溫度、濕度、以及空氣質(zhì)量控制等。具體來說，在過程控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，所設(shè)計(jì)的控制技術(shù)又包括機(jī)理模型處理、統(tǒng)計(jì)分析以及模糊邏輯處理等，以提高在閉環(huán)控制狀態(tài)下冶金自動(dòng)化技術(shù)的綜合效率。

其次，在生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)方面。在不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)大環(huán)境下，冶金自動(dòng)化將進(jìn)入全程計(jì)算機(jī)模擬階段，并對(duì)生產(chǎn)管理進(jìn)行預(yù)處理，從而降低冶金自動(dòng)化在實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)水平。與此同時(shí)，促進(jìn)冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的優(yōu)化，將結(jié)合當(dāng)下熱門的智能化技術(shù)完成生產(chǎn)管理全過程的自動(dòng)化。冶金企業(yè)在參考數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)的對(duì)比以及處理基礎(chǔ)上，將對(duì)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行排列，使得生產(chǎn)管理系統(tǒng)能自動(dòng)解決數(shù)據(jù)故障，從而達(dá)到提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。總的來說，冶金自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展，是當(dāng)下行業(yè)內(nèi)的熱門研究方向。

另外，冶金企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)信息化系統(tǒng)的建立和完善。上文提到，信息化系統(tǒng)的完善是自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，甚至智能化處理都需要企業(yè)具備先進(jìn)、完善的信息化系統(tǒng)。因此，為了進(jìn)一步達(dá)成冶金企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的信息化系統(tǒng)也將得到完善，并逐漸發(fā)展成為冶金行業(yè)的專業(yè)系統(tǒng)，為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供更具有針對(duì)性的技術(shù)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，就目前而言，冶金自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為該行業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素，因此，針對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步與完善的研究將日益豐富，冶金生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化以及專業(yè)化將使得冶金企業(yè)獲得更優(yōu)質(zhì)的發(fā)展效益。我國(guó)正處于社會(huì)主義建設(shè)高峰階段，很多工業(yè)發(fā)展處于品質(zhì)提升及轉(zhuǎn)型階段，今后對(duì)高品質(zhì)鋼鐵的需求量會(huì)不斷增加。然而目前市場(chǎng)高品質(zhì)鋼鐵供應(yīng)不足，高端品質(zhì)種類較少，不能完全滿足市場(chǎng)需求。所以，冶金自動(dòng)化技術(shù)是推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量提高的主要渠道。