淺析冶金自動化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

李 娜 李 偉 許 超

河鋼樂亭鋼鐵有限公司，河北唐山 063000

冶金自動化技術(shù)是以計算機技術(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)的升級結(jié)果。就現(xiàn)代化社會的發(fā)展特征而言，技術(shù)是日新月異的社會因素，同時也與人的參與、配合息息相關(guān)。因此，對冶金自動化技術(shù)進行不斷的階段性回顧與分析，對技術(shù)的進一步升級與生產(chǎn)創(chuàng)新具有積極意義。

1 冶金自動化技術(shù)及其現(xiàn)狀研究

一般來說，冶金自動化技術(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)，該三個系統(tǒng)技術(shù)的升級則構(gòu)成了冶金自動化的新發(fā)展。本研究主要從這三個方面的系統(tǒng)入手對冶金自動化技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀進行回顧、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)代社會各行各業(yè)發(fā)展的核心動力，在冶金企業(yè)的發(fā)展中也不例外。其中，冶金自動化技術(shù)成為近年來提升企業(yè)競爭力、生產(chǎn)效益的關(guān)鍵要素。在冶金自動化技術(shù)的任務執(zhí)行過程中，信息化系統(tǒng)的建設是維持技術(shù)運行的重要基礎，報告《解讀鋼鐵企業(yè)信息化》也在其中強調(diào)了信息化系統(tǒng)在冶金自動化技術(shù)中的作用和地位。“報告”表示，就目前而言，我國大型冶金企業(yè)（冶金產(chǎn)量≥500萬t）已經(jīng)實現(xiàn)了冶金自動化的全面信息化，中型冶金企業(yè)（冶金產(chǎn)量≥50萬t）也有80% 的企業(yè)實現(xiàn)了信息化系統(tǒng)的建設。可見，冶金企業(yè)要達成現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型、升級，必須充分發(fā)展建立在信息化系統(tǒng)基礎上的冶金自動化。

1.2 過程控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

過程控制系統(tǒng)是冶金自動化技術(shù)的重要部分，其控制著自動化執(zhí)行的工作質(zhì)量和效率，對總體數(shù)據(jù)、過程進行全方位堅實，是保證自動化技術(shù)價值轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。就目前而言，冶金自動化技術(shù)中計算機系統(tǒng)對冶金自動化的配置率已經(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74.5%。但在不同冶金企業(yè)、不同設備的計算機系統(tǒng)自動化設計中，對于需求的特殊性應進行針對性的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)設計，冶金自動化生產(chǎn)應達到根據(jù)設備以及需求進行最優(yōu)化數(shù)據(jù)調(diào)整，從而提高過程控制系統(tǒng)的應用價值。

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)是針對冶金企業(yè)整個生產(chǎn)過程的一項智能化管理技術(shù)，是冶金自動化技術(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，冶金自動化技術(shù)中的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)對技術(shù)水平的要求更高，對系統(tǒng)后期維護與更新的要求也更高。并且，該項技術(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。

2 冶金自動化技術(shù)的發(fā)展瓶頸

盡管目前我國的冶金行業(yè)已經(jīng)初步形成冶金自動化技術(shù)生產(chǎn)的局面，然而，在具體的自動化技術(shù)研發(fā)與應用上，由于市場需求的升級、市場環(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)的長期可持續(xù)發(fā)展。對此，筆者將其總結(jié)為以下三個較為突出的方面。

（1）目前冶金企業(yè)在自動化技術(shù)推動下，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)在流程設計上；與此同時，煉鐵系統(tǒng)下冶金生產(chǎn)所形成的殘渣總量較大，容易造成較為嚴重的生態(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，對產(chǎn)品的質(zhì)量造成較大影響，最終導致高成本、低質(zhì)量的局面。因此，要優(yōu)化冶金企業(yè)的自動化技術(shù)，首先應該解決煉鐵生產(chǎn)過程的信息化控制技術(shù)問題；只有達到生產(chǎn)的精確化、連續(xù)化，才能真正提高冶金自動化技術(shù)的總體生產(chǎn)效率和應用價值。

（2）冶金自動化技術(shù)應用不全面。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的策略，經(jīng)驗主義對冶金自動化技術(shù)的進步產(chǎn)生不同程度的阻礙。首先，人工經(jīng)驗方式大大降低了冶金生產(chǎn)的效率，使得企業(yè)長期無法適應日益增長的市場需求，最終失去競爭力。其次，在冶金自動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。可見，自動化技術(shù)應用不全面，給企業(yè)帶來更為嚴重的損害。

（3）冶金企業(yè)在應用自動化技術(shù)過程中未做好信息化建設基礎。冶金自動化技術(shù)是以計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的系統(tǒng)化技術(shù)，系統(tǒng)中對任何一個環(huán)節(jié)的技術(shù)依賴都相對較高；而企業(yè)也只有實現(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)揮自動化技術(shù)的優(yōu)勢。但目前而言，我國大多數(shù)冶金企業(yè)的信息化建設仍不完善，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，使得運營管理無法實時化、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，盡管自動化技術(shù)對于冶金企業(yè)而言是新時期發(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 冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢探索

從上文論述可知，我國目前許多冶金企業(yè)的自動化技術(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)合當下冶金自動化技術(shù)的發(fā)展情況，筆者對其未來的發(fā)展趨勢總結(jié)為以下幾個方面。

首先，過程控制系統(tǒng)方面。未來的冶金自動化技術(shù)將更關(guān)注系統(tǒng)的檢測功能、監(jiān)控功能，從提高自動化技術(shù)的實時性、有效性入手進行優(yōu)化。其中，為了提高冶金自動化技術(shù)的準確性，將進一步采用當下最新的傳感設備，并同時結(jié)合數(shù)據(jù)融合技術(shù)進行自動化技術(shù)的優(yōu)化，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的配合下完成實時監(jiān)控與檢測的數(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)的運行過程中，所設計的控制技術(shù)又包括機理模型處理、統(tǒng)計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)展的計算機技術(shù)大環(huán)境下，冶金自動化將進入全程計算機模擬階段，并對生產(chǎn)管理進行預處理，從而降低冶金自動化在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障的風險水平。與此同時，促進冶金自動化系統(tǒng)中的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的優(yōu)化，將結(jié)合當下熱門的智能化技術(shù)完成生產(chǎn)管理全過程的自動化。冶金企業(yè)在參考數(shù)據(jù)、實際數(shù)據(jù)的對比以及處理基礎上，將對可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤進行排列，使得生產(chǎn)管理系統(tǒng)能自動解決數(shù)據(jù)故障，從而達到提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。總的來說，冶金自動化技術(shù)的智能化發(fā)展，是當下行業(yè)內(nèi)的熱門研究方向。

另外，冶金企業(yè)的自動化系統(tǒng)將進一步促進企業(yè)信息化系統(tǒng)的建立和完善。上文提到，信息化系統(tǒng)的完善是自動化的重要基礎，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)進行處理，甚至智能化處理都需要企業(yè)具備先進、完善的信息化系統(tǒng)。因此，為了進一步達成冶金企業(yè)自動化技術(shù)的進步和發(fā)展，針對自動化技術(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性的技術(shù)環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，就目前而言，冶金自動化技術(shù)已經(jīng)成為該行業(yè)提高競爭力的主要因素，因此，針對冶金自動化技術(shù)進步與完善的研究將日益豐富，冶金生產(chǎn)的自動化、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。我國正處于社會主義建設高峰階段，很多工業(yè)發(fā)展處于品質(zhì)提升及轉(zhuǎn)型階段，今后對高品質(zhì)鋼鐵的需求量會不斷增加。然而目前市場高品質(zhì)鋼鐵供應不足，高端品質(zhì)種類較少，不能完全滿足市場需求。所以，冶金自動化技術(shù)是推動鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量提高的主要渠道。