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中图分类号:F426.4 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)004-037-02
1 引言
随着近十几年来我国经济的迅猛发展,作为我国国民经济支柱的冶金工业也取得了长足的进步,为我国社会主义建设提供了坚实的物质基础,一个国家的冶金工业的发展情况亦逐步成为衡量一个国家整体实力的重要指标,也正是在这种国际情形下,我国冶金人锐意进取,不断加强技术层面的研究,使得我国冶金机械领域不断进步以跟进国际的步伐,冶金机械自动化水平也有了巨大的提高。冶金机械及其自动化为冶金行业产品品质的提高立下了汗马功劳,冶金机械自动化也是解放劳动力,提高生产效率的发展趋势,结合我国具体国情,认识看清冶金机械及其自动化在我国目前冶金行业中的运行状态,探索其未来发展之趋势是当下我们所有冶金人必须重视的大事,要从思想认识上做到与时俱进。
2 冶金机械及自动化发展现状
国民经济各个行业的发展可以说都是以冶金工业为基础,冶金工业对于社会的稳定发展具有显要的战略意义。我国冶金工业起步晚,20世纪70年代才逐渐从国外引进相关的技术及设备,但从中通过一代又一代的技术人员钻研摸索,我国目前已经具有了相对独立自主的比较完备的冶金工业系统,这个系统的建立基础便是我国冶金机械相关技术的进步,我国冶金机械及其自动化已经逐渐接近综合化、大型化与集成化的国际标准,尤其是进入新世纪以来,随着计算机技术的兴起与信息技术的成熟,冶金机械自动化进程日新月异。
近年来,冶金机械的发展取得了一个个重大的成果,例如2008年我国建成2.15米热连轧机以及2.13米准予连轧机,这使得我国在相关技术方面摆脱了对国外的依赖,冷连轧机组的研发及常规冶金设备的国产化也标志着我国冶金机械正朝着自主研发的良好方向发展。同时,冶金机械自动化亦给冶金行业的发展提供了更广阔的平台,基本实现了焦化自动化和原料生产自动化,计算机技术和信息技术的引进也使得冶金机械自动化进一步提高了管理效率,在成本控制方面做到了精确把握,为冶金行业的整体可持续发展夯实了基础。
我国目前阶段冶金领域的技术发展中心逐步在转移到余能利用及环保设备方面,虽仍有许多不足,但也已经迈出了坚实的脚步。例如攀钢首先成功研发并投入使用了38CrMoAl高铝钢的转炉连铸技术,合格的38CrMoAl高铝钢方坯不仅仅使得攀钢的成品结构得到进一步的优化,更进一步说明我国冶金技术在国际上具有了一定的竞争力;再如中钢衡阳重机有限公司也通过自身的技术研究,攻克了大型转炉的制造难关,在试投入使用生产后产品质量及技术都符合设计要求,此外,我国多辊轧机方面亦取得了关键性突破,主要单体辅助设备如卷取机、推钢机、拉矫机等都取得可喜的进展。我国诸多大型冶金企业都在机械及自动化上逐渐注重技术的研发和自主设计,并得到了国家相关科技进步奖项的多次褒扬,例如荣获国家科学技术进步奖一等奖的《鞍钢1780毫米大型宽带钢冷连轧机生产线》及获得国家科学进步二等奖宝钢的《高强度全密封精整矫直机支承辊技术》、攀钢的《国产1450热连轧关键技术及设备研究与应用》等等,都表明我国冶金机械及其自动化的进步的一直受到国家的大力支持与重视。
早在2006年的时候,冶金自动化集成系统就涉及到了原料、焦化、烧结、高炉、转炉、加热炉、均热炉、连铸、轧机及铝电解等诸多环节,其中当属轧钢的自动化程度最高,包含了轧制控制模型、自动燃烧控制模型、精轧设定模型、精轧出口温度控制、卷曲设定模型及粗轧自动宽度控制模型等,冶金系统中的控制现基本以PLC为主流,做好其硬件及软件的控制对于整个流程自动化的应用都有着难以估量的价值,随着计算机技术的进步,新一代PCNC数控系统已经具有了闭环控制体系结构,这对于开发研究复杂制造过程的模型成为了可能,智能化的PCNC数控系统是伺服控制、自适应控制、计算机智能技术、CAD/CAM及动态仿真等一系列最新高科技技术的综合运用,不仅仅给冶金机械自动化发展带来了新的契机,也同时展现着我国冶金机械自动化的最新发展水平。
尽管我国冶金机械及自动化发展取得了如此多振奋人心的进步,但我们亦应看到同时拥有的不足。首先是产能上面,我国对于钢材产品的需求与我国日渐枯竭的矿产能源资源之间有着难以协调的矛盾,这方面主要是我国冶金设备在能源结构上还有所不足,导致二次能源利用率低,相对机械能耗高;其次我国冶金机械及自动化水平虽然接近国际化水平,但较领先技术还有不小的差距,我国三分之二以上的优质钢材不得不从国外进口,一些大型冶金机械也由于种种原因而还停留在在受外国限制的现状;最后是我国冶金机械在低耗高效、优质污染少上还有待提高,与国外一些发达国家绿色清洁型生产设备相比,这方面还有所不足,导致我国冶金行业长期受到国外个别媒体别有用心的抨击。
3 冶金机械及自动化的发展趋势
我国冶金机械大多来自对国外引进冶金设备的消化开发,这表明我国对于世界冶金机械领先技术目前还在模仿阶段,固然还有不小的差距但也说明我国冶金机械及其自动化仍然有巨大的发展空间,未来我国冶金机械的发展基本应朝着智能化、网络化及科技化方向努力,这一方面是对国际领先技术的追赶,另一方面也是由我国具体国情所决定。
(1)随着我国贸易目标的国际化,建筑行业、制造行业等一大批与钢材息息相关的领域逐渐走出国门,而这些行业的进军对于我国钢材的推广有着不言而喻的影响,重视高新科学技术的利用以提高冶金机械的质量及功能,是保证我国冶金行业占有不败之地的不二法宝,同时也应该从科学技术层面上的利用情况来清醒的认识到国内与国外的差距之所在,做到积极分析总结,理性发展良性竞争,弥补差距,结合我国实际国情制定一套适合我国冶金机械及其自动化发展的战略部署,这是我国冶金机械应在未来迈出的第一步。
(2)目前国外许多领先的大型冶金企业主要注重将仿真技术及数字模拟与自动化相结合,从而使冶金流程全部实现动态模拟,做到在模拟中分析评估及相关机械的设计,这一点很值得我国冶金机械人才去用心体会和钻研。此外,国际冶金机械及其自动化发展对于能耗物耗及环境指标等要素非常看重,在这些方面做到最优化无疑会改善我国冶金工业形象,增强国际竞争力,同时,采用全面闭环控制来保证生产流程中的运行指标、控制指标及产品指标也是国际领先技术的研究方向之所在,这也应该成为我国冶金机械及其自动化领域的未来发展趋势。
4 结语
我国冶金机械及自动化技术在这些年虽然为我国冶金工业的发展立下了不可磨灭的功劳,但我们的发展仍然是任重而道远,与国际领先水平相比仍有不小的差距,这也是我们在未来行业发展中应当认识并积极弥补的地方。我国经济的增长及社会主义的建设,一如既往对冶金行业的发展提供了最优厚的社会环境,我国的冶金机械道路必将走上自主研发为主的良性发展道路,同时我们也应增强科学意识,不单加强机械性能,更从企业管理、组织生产等各个领域联合研究出发,全面提高我国冶金工业的综合竞争力,提升各大冶金企业的国际知名度和竞争力,促进我国冶金工业早日达到国际领先水平。
参考文献:
[1]韩忠山.机械自动化技术发展趋势的分析[J].China's Foreign Trade,2010(14).
[关键词]自动化技术;冶金工业;应用
中图分类号:TF089;TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0059-01
前言
在冶金生成过程中,原料场生成、焦化生成、烧结生产、球团生产、石灰生产等生成过程的自动化技术应用是关键。各个生成过程中的自动化技术应用又各不相同,其涉及的内容和技术应用将直接影响着整个冶金工业的自动化技术发展。
一、基础自动化和过程控制系统
冶金流程在线连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术,以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标,实现冶金流程在线检测和监控系统,包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报,钢水纯净度检测和预报,钢坯和钢材温度,尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断,全线废气和烟尘的监测等。
冶金过程关键变量的高性能闭环控制。基于机理模型、统计分析,预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机(SVM)等技术,以过程稳定、提高技术经济指标为目标,在上述关键工艺参数在线连续检测基础上,建立综合模型,采用自适应智能控制机制,实现冶金过程关键变量的高性能闭环控制。包括高炉顺行闭环专家系统、钢水成分和温度闭环控制、铸坯和钢材尺寸和组织性能闭环控制等。
二、原料场生产自动化技术
现代冶金工业原料场的生产自动化主要有具有基础自动化和过程自动化并上联制造执行级的三级自动化系统、基础自动化系统两种。在基础自动化中有含有过程量的检测与控制,电器转动控制等内容。仪表和控制系统主要是原料输送系统和配料系统中的料槽的料粒计、称量装置等。电控设备中也有相应的仪表,但主要是对胶带机进行检测和对卸料机的定位控制等。
过程自动化计算机的应用则贯穿于整个冶金工业的生产过程,在原料场生产过程中的计算机软件Easy-Flo主要包含进程管理器、数据库管理器、设备管理器、输入管理器、与主PLC的通信驱动程序、位置管理器、操作管理器、报表管理器、混匀子系统等,其主要功能是实现生产过程的自动化控制。目前在原料场的生成过程中还在Easy-Flo的基础上运用了数字模型和人工智能系统。首先是混匀堆积智能模型的应用,该模型早为宝钢集团所开发,在混匀堆积智能模型中原料堆积经模糊推理方法进行分类、自动编制堆积计划,同时根据配槽品种而进行自动化的操作指示;堆积开始后,通过实时采集程序而给出新的槽切速度,达到总体控制目的。其次是编制工料计划的混合式模型处理,在该模型中,先将矿石的可利用时间区域和目标进行界定,再将“满装可用的时间区域”变为“窄以满足输送时间”输送原料量;在确定了输送路线的基础上,利用∑(Xi-Aopi)来确定模型。在整理模糊控制系统中,主要是按电流值和电力值来实现基础逻辑控制。
三、焦化生产自动化技术
在焦化生产自动化过程中,多用L2级小型计算机为过程计算机实现对生产过程的自动化控制,但也采用多台控机为过程计算机的方式。其中可分为生产基础自动化和生产过程自动化。
首先,生产基础自动化是对备煤配煤、干馏、焦炭处理等生产过程进行检测和控制,这些生产过程一般以常规检测仪器和传感器即可完成。其次是生产过程自动化,计算机主要是实现计划输入、料仓控制、系统运转控制等功能,而数字模型及人工智能则对加热、配煤优化、配煤过程、干熄焦(CDQ)最优等进行控制。
四、烧结生产自动化技术
烧结的目的是为了让烧结过程中为融化的烧结颗粒粘结为多空质块矿。烧结生产自动化包括基础自动化和过程自动化两个内容。
在基础自动化过程中,主要是对仪表的检测和控制,对电气转动的控制和人机接口的控制。如在仪表检测和控制中主要是溶剂和燃料及成品矿仓的检测和控制,对配料的检测和控制,对抽风机、电除尘器的检测和控制等内容。在烧结生产过程的自动化过程中,计算机要对配料槽槽位进行掌控,对配料混合和返矿料粒槽位进行控制,对混合料水分、烧结台车料层厚度等进行控制。数字模型及人工智能则实现配料模型和质量预测、烧结矿优化配料、烧结OGS操作制导、烧结机机速过程控制等模型的系统控制。当然,人工智能的应用还涵盖了烧结性能指标预测神经网络模型和生产专家指导等系统的模型控制等。
五、球团生产自动化技术
在球团生成中一般按三个步骤进行:首先是进行原料(如细磨精矿粉、溶剂、燃料和粘合剂等)的配料与混合。其次是在造球机上加入适量的水而滚成10~15mm的矿石生球,最后将生球在高温焙烧激上高温焙烧,然后再冷却、破碎,最终筛分而成为成品球团矿。
球团生产的基础自动化涵有仪表检测和控制,电力传动控制和监测控制三个内容。最为复杂的莫过于仪表检测和控制系统,其中对带式焙烧机的球团自动化系统,链算机―― 回转窑的球团厂自动化系统、带有竖炉的球团厂自动化系统的检测和控制。在电力传动控制和监测控制中因电动机的形式和型号的多样化而造成了启动和控制方式的不同,对大功率的主抽风机同步电机一般采用自耦变压器降压启动或采用全数字变频启动。交流低压电动机一般有电动机控制中心进行监测和控制,控制柜多采用单元组合方式进行。250kW以上的感应电动机则采用电抗为器自耦变压器等降压。
在生产过程自动化中,计算机要进行作业计划输入、配料槽粒为掌控、高级控制和设定控制等功能,其中也包含了数据显示和数据通讯等功能的控制。而数字模型和人工智能则主要有竖炉焙烧过程焙烧温度数学模型;造球过程模糊-PID复合控制。
六、石灰生产自动化技术
相对于冶金工业中的其他生产过程而言,石灰生产在价格和控制精度上的要求都相对降低,因此其自动化控制程度一般也较低。在冶金工业的石灰生产自动化控制中主要为模拟式仪表和硬线逻辑电控设备组成的自动化控制;IPC工控机进行自动化系统;使用PLC和IPC-610工控机组成自动化系统但只是基础自动化。
首先就石灰竖窑自动化控制而言,在当前的石灰窑控制系统中,多采用PLC进行控制,一般不会设上位机或工作站进行检测和监控。计算机自动化系统主要有配料系统、上料系统、出灰系统、鼓风量控制系统、数据采集系统,竖窑人加工参数检测等系统控制。其次是石灰回转窑自动化。在石灰回窑自动化中,主要是完成检测和控制、数据显示、数据记录、数据通信等功能。自动化系统可分为电器逻辑控制系统和仪表调节回路。具体可包括预热机供料系统、大布袋除尘系统、预热机下输送系统、小布袋除尘系统、成品搬出系统、煤气流量调节回路、空气调节回路等。
结语
钢铁需求的快速增加为冶金工业的发展提供了调节,自动化技术在冶金工业中的发展和应用为冶金工业的发展提供了技术支撑。在冶金工业中,上述的几个自动化技术只是框架式的系统,其中还包括多个子系统,对各个系统及子系统的自动化研究是冶金工业发展中不可或缺的部分,这还需结合生产实践和自动化技术发展而进行。
参考文献
1.郑华栋.冶金工业自动化技术发展[J].城市建设理论研究
关键词:冶金行业、电气自动化、控制
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
进入二十一世纪以后,我国冶金电气自动化技术应用取得了显著的成效,其发展和应用前景,将更趋向于信息技术的持续创新应用,进一步提高冶金生产集成控制水平,提升生产自动化程度、信息化和工业化深度融合,向智能化方向发展。
二、冶金电气自动化技术的基本特点
冶金电气自动化技术的特点主要表现在:
1、适应冶金企业生产需要,技术涵盖面很大
冶金企业的生产基本属于流程型,生产过程工艺环节多、连续性强,而且包含有复杂的物理和化学过程,生产流程存在着各种突变和不确定因素,包括原燃料成分和生产技术条件等都经常发生波动。为确保冶金生产的顺利进行,生产人员需要根据生产工艺要求对物料、能量、质量等,制定最优的生产作业计划,并进行动态的调整。为提高产量、质量和效益,就必须在生产过程中,推行自动化管理,在方方面面引入电气控制设备,全方位的应用电气自动化控制技术,才能满足生产控制和管理需要。
2、技术程度高,应用复杂
冶金电气自动化技术应用比较复杂,既有软件,又需要有硬件,而且不同的环节、细节,要用到不同的技术控制方案,这样才能适应冶金生产设备种类多、工艺过程长、产品质量要求高等状况,真正提高工作效率。这样,就需要工作人员熟悉这些技术,有宽广的知识面和娴熟的技术技巧。
3、对电子技术依赖性强
冶金生产的电气自动控制系统,整个过程都需要用到电子技术,否则无法提升其自动化程度。从采集信号的传感器,到信号处理运算的控制器,从监控运算,到结果执行,都与电子技术紧密相关。每个环节都不能离开电子技术的进步。
基于这些特点,冶金电气自动化技术的应用,特别强调与时俱进,既要加强冶金企业的基本建设,引入高新技术,又要加大人力资源管理,提升员工技能水平,才能真正驾驭这些高新技术,提高冶金生产绩效。
三、冶金电气自动化技术的重要作用
冶金电气自动化技术在生产过程中发挥着越来越重要的作用,至少表现在下述几个方面。
1、大幅度降低人工操作故障率
冶金生产应用电气自动化技术以后,可以在很多环节和细节,变人工操作为自动化操作,使所用相关设备按照程序逻辑,按部就班的进行。这样可以大幅度地减少人力,从而不但有效节约生产成本,而且能减少人为操作失误对机械设备的影响,保证设备正常运转,提高工作效率。还能增强管理的科学和规范程度,综合性地提高冶金生产的现代化水平。此外,应用高新自动化技术,还能为员工提供良好的工作环境。
2、有效提升设备运行效率
冶金生产的电气自动化技术应用,主要引入电子计算机技术,利用电子计算机的功能,实现了对冶金生产设备及其各项控制的自动化操作,从而使主要的生产过程实现自动化,这就极大地节约人力资源,减低生产成本,提高生产流程及其各个环节的工作效率。电子自动化技术,既能直接干预生产操作,实现无人操作,还能对整个工作系统进行局部和综合监控,实施定位分析,得出生产的电能负荷、机械负荷、过程规范程度、原材料数量和质量控制等方面的监测数据,提供报警和故障信号,或者自动实施相关调整,以保证设备和过程都能在最佳状态下运行,这样就可以大幅度提升设备运作效率,提高产品质量。
3、推进冶金生产的规模化和现代化
冶金生产过程包括了复杂的工艺流程和生产技术,只有借助电气自动化技术,才能促进生产过程实现自动化。随着冶金生产的改革和发展,生产人员对工艺设备及其控制提出了越来越多的方案,对工艺控制的要求也越来越细致。所有这些都需要引入高新技术,才能推进提高其电气自动化水平,满足生产的需要。例如,在某轧钢厂高线生产车间,光纤环网通讯技术,现场总线控制技术,生产现场在线监控系统,电机测温在线巡检等都得到了很好的应用,其他冶金生产环节也应用到了大量的继电保护技术、传感器技术、PLC技术、DCS系统集成技术等。
四、冶金自动化控制系统的未来发展趋势
虽然我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展,但是受到很多因素的影响,我国各地的冶金技术水平还存在很大的不平衡,而这种不平衡是未来亟待解决的问题。自主研发创新已经成为未来发展的趋势。
1、提高并改善自主集成数字化控制系统的水平。很多的冶金企业都有过做自动化集成项目的经历,但是笔者阐述的集成系统与一般集成项目是有一定不同的。
(1)自主集成要以‘我’为本
以我为本就要求核心技术是自己创造的。虽然会在创新的路上经历一些磨难挫折,但是也要先人一步早行动,笨鸟先飞,坚持不懈,创造出属于自己的技术。首钢创造出的数字化炼钢就是一个很好的例子,数字化炼钢在坚持原有钢铁工艺流程的基础上,对生产过程进行改善,改进控制系统的同时,也提高了生产效率。控制系统有很强的仿真能力,保持其他生产过程不变,对历史生产过程调整模拟,然后通过仿真计算,得到调整后的最优效果。同时也可以在脱离冶炼过程下改变参数与模型,调整到最好然后进行上线冶金。
(2)整套系统要实现实时控制
该技术必须拥有超强的实时性,不但在数据采集方面利用最新的,而且要对数据进行分析处理并且实时对其控制。如果对产品的要求不是很高,则对实时性没有太高要求,如果要生产高端钢铁产品,必须提高其快速判断、诊断并迅速处理的实时能力。
(3)数据挖掘与应用
通过改善自动化控制系统的水平,生产出优质的钢铁产品,是提高行业竞争力的关键。在钢铁自动化控制系统中,对生产过程的实时数据进行收集整合,并通过数学模型的优化,而达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。在当代的冶金技术中,对数据的挖掘与应用也来越完善,而现在技术中的数学模型,控制算法等也广泛应用于自动化控制系统。
2、冶金自动化控制系统优秀的服务
自动化控制系统的服务已经由原来的被动服务向主动服务转变,对服务的质量要求与日俱增。第一,现在冶金企业都在追求一种零故障的目标,这就要求除了设备本身的检修外,不能由于自动化控制系统出问题而影响钢铁正常生产过程。第二,自动化控制系统必须具有优秀的应对突发事故的能力,这就要求系统本身的性能必须优秀。第三,必须提供标准化的服务。为了提高服务的水平与内容,提高标准化服务是必要的措施,只有这样才能精细管理,提高自动化的优化。
3、冶金自动化控制系统要不断开拓创新
自动化控制系统要想长期生存并保持旺盛的生命力,必须不断开拓创新。在未来一些新技术比如物联网、云计算以及大数据概念有可能会融入到自动化控制系统中。而在将来。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术,将测量精度大大的提高。
五、结语
综上所述,冶金自动化控制技术的好坏直接影响着我国冶金行业发展的速度和质量。在高新科技迅速发展的今天,城市化进程的逐步加快,这使得当前冶金的电气自动化控制技术的程序和手段还需要进一步的提高,加大创新意识,走自主研发道路,借以促成冶金生产的电气自动化技术及其应用的更新和发展,实现冶金工业的健康、和谐和可持续发展。
参考文献:
[1] 郭雨春:《钢铁业信息化的未来》,《中国计算机用户》,2003年47期
[2] 周传典:《我国钢铁工业转向品种质量为主时期》,《科学中国人》,1995年02期
关键词:冶金自动化技术;技术现状;发展趋势;产业结构;钢铁冶炼 文献标识码:A
中图分类号:TP273 文章编号:1009-2374(2016)34-0095-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.047
1 我国冶金自动化技术的现状分析
目前,我国已是国际上首屈一指的钢铁冶炼大国,连续多年世界钢铁产量第一,出口大量优质钢铁,为有效实现冶金的品种与结构多样化,冶金行业在生产过程中积极应用自动化技术,并取得一定成就。为充分发挥冶金自动化技术在冶金生产中的积极作用,近年来,冶金企业大力发展冶金自动化技术,积极培养优秀的冶金自动化技术人员,同时引进专业的冶金技术人员来突破冶金自动化技术的生产难题。冶金自动化技术是促进我国工业快速发展的重要技术,在其应用的过程中,必须严格遵循科学发展观,同时要与冶金行业的生产发展模式相适应,积极推动我国冶金行业朝着可持续方向蓬勃发展。
2 我国冶金自动化技术的系统分析
就目前而言,我国冶金行业中常见的冶金自动化技术可分成三个系统结构层次,即过程控制系统、生产管理系统和企业信息化系统。下面对这三个系统进行分析:
2.1 过程控制系统
冶金自动化技术是一个全面化的控制系统,过程控制在这其中发挥着重要作用。每个自动化系统的控制者都是计算机,所有系统程序都必须由电脑配制而成。利用计算机编辑制定冶金自动化操作系统,不仅可以有效提高冶金生产效率,还有利于获取精确的自动化控制分析数据,彻底打破传统冶金过程复杂且数据记录不全面的局限,全面提高冶金自动化系统的控制准确性,便于人员在冶金作业过程中清楚观察到全部生产流程,准备分类记录每一生产过程的数据。
我国冶金生产过程中应用过程控制系统,能精确计算高炉、电炉、轧机、转炉等运行状态参数,但事实上我国的冶金行业数据库仍存在适应性差的问题,无法达到预计的目的,尽管有些企业已经积极引进国外先进的技术设备,但仍难以充分发挥冶金过程控制系统的作用。
2.2 生产管理控制系统
随着我国冶金行业的不断发展,我国冶金企业充分认识到生产管理的重要性,积极构建良好的生产管理控制系统,全面管理冶金生产流程,切实提升冶金生产质量。目前,我国绝大多数冶金项目都会应用生产管理控制系统,对冶金生产的信息进行收集,对冶金生产的日常事务进行管理,在冶金生产过程中综合应用统筹分析学、专家系统化、仿真生产等新技术,全面协调冶金生产线的各个环节,取得一定成效。但事实上,由于冶金自动化技术人员的操作技术尚未成熟,生产管理控制系统尚未完善,导致在实际的冶金自动化生产管理过程中还难以充分发挥其积极作用,生产管理控制系统的应用也与企业实际的生产发展不太适应,无法很好地提高生产效率,影响冶金生产工作的正常开展。
2.3 企业信息化系统
21世纪是信息科技发展时代,受计算机互联网的影响,冶金行业的生产、经营、管理过程也朝着信息化方向发展。我国绝大部分冶金企业都会结合自身发展需求在冶金生产实际中应用信息化管理系统,通过建立完善的企业信息数据库,提高企业内部管理水平,促进整个冶金行业信息化管理水平的提升。
例如,我国著名的宝钢集团有限公司积极落实企业信息化管理,大力建设冶金生产经营数据库,及时收集、记录和分享冶金生产数据信息,同时积极研发应用综合数据挖掘系统、冶金数据质量分析技术等智能化信息数据系统,取得良好的企业信息化管理成效,为我国其他冶金行业提供了良好的参考。
3 我国冶金自动化技术的发展趋势分析
总之,冶金自动化技术在促进我国冶金行业发展中发挥着重要作用,为更好地满足冶金行业的技术需求,必须采取有效措施推动冶金自动化技术的发展。针对我国冶金自动化技术的应用现状,下文将深入探究我国冶金自动化技术的发展趋势。
3.1 全面完善冶金过程控制系统
我国越来越多冶金企业采用过程控制系统监管冶金生产的全过程,但我国当前应用的过程控制系统仍是试验品,与国外先进的冶金自动化系统相比仍存在一定差距。为更好地促进我国冶金自动化技术的发展,我国冶金自动化系统必将全面应用传感技术、光感一体化技术、数据融合技术等先进的新型技术,在冶金生产过程中推广在线连续监测与监控系统,切实做好产品物流跟踪、产品质量监督、环境保护监控等工作,保证冶金企业的生产目标顺利达成,切实执行冶金企业生产的全过程监控管理,综合分析冶金生产过程中的原材料、残渣成分,有效监控冶金生产的温度、湿度,全面监督控制钢材质量,及时检测冶金生产过程中产生的废弃物及烟尘。
3.2 优化冶金生产管理控制系统
在冶金自动化生产中应用模拟化方法对冶金生产管理进行全过程研究分析是冶金自动化技术的发展趋势之一,通过模拟化控制管理,能有效提升冶金生产和管理过程中的科学性。合理运用计算机互联网技术和多媒体模拟技术,在现有的冶金生产模型上全面模拟冶金生产流程,优化冶金行业的生产管理,提高冶金生产组织的科学性,为冶金新产品的开发提供良好的条件。
另外,冶金行业要通过各种途径提升冶金行业的生产智能化。首先,在冶金生产管理过程中要从实例借鉴、推理应用、专家分析策略、网络规划技术等方面来逐步提升冶金行业自动化技术水平,提高冶金生产效率和质量,从而增强冶金企业的生产能力;其次,利用冶金行业中各个生产流程所提供的参考数据,科学分析冶金生产过程中出现的异常情况,采取合理措施及时处理生产异常问题。此外,在冶金生产机械设备的管理上,应采用故障诊断与预报相结合的新型技术,真正实现对冶金机械设备故障问题的预报诊断模拟处理,并将试验结果应用到生产实际中,科学维护冶金生产机械设备。对于冶金企业的成本管理,应积极建立成本动态管理模型,全过程监控成本管理质量,提升成本管理成效;最后,在冶金生产实际中要采用先进的高科技跟踪服务系统,不断优化原材料的配比和使用,有效降低冶金生产的成本费用,提高冶金企业生产效益。
3.3 健全企业信息化系统数据库
3.3.1 行业信息集成化。冶金行业信息化建设的最终目的是实现企业间的信息资源共享,在有效竞争的市场环境下趋利避害,因此冶金企业应积极建设系统化、标准化的信息化编码管理系统,不仅进一步推广冶金行业信息化基础管理系统的应用,还能加快整个冶金行业信息化管理系统的信息集成,加快建设冶金行业中的信息数据库,为冶金企业提高精确的信息数据资料,提高冶金生产质量。
3.3.2 监管控制一体化。冶金企业信息化系统监管控制一体化的发展,能实现企业信息化系统的实时性能管理,协调企业产品供销流程,真正实现从企业订单合同到生产规划、生产作业指令、产品入库、产品出厂发运的信息化管理,使冶金生产与销售形成一个有机整体,实现生产计划调度和生产控制的协调衔接;同时,实现产品质量设计到生产制造的质量跟踪与控制,逐步构建完善的PDCA质量循环体系。此外,冶金生产的成本管理应在线覆盖整个生产流程,使资金控制实时贯穿企业生产的所有业务活动,采用预算、预警、预测等手段做好冶金生产的事前控制和事中控制工作。
3.3.3 知识管理和商业智能化。冶金企业信息化管理系统朝着知识管理和商业智能化方向发展,能充分利用企业信息化系统收集积累的大量信息数据,根据企业各类决策主题分别构建不同的信息数据库,然后通过信息在线分析和数据挖掘,有效实现关于市场环境、企业成本、产品质量等多方面的“数据―信息―知识”的递进发展,同时将企业多年的管理经验和集体智慧成果统一结合起来,促进企业生产技术、经营管理的创新发展,推动企业朝着可持续方向健康发展。
4 结语
钢铁工业是我国经济发展的重要基础行业,与社会各行各业的正常生产运营息息相关,由于我国正处于社会主义经济转型的重要发展阶段,各行各业对高品质的钢铁需求日益增加。冶金自动化技术的应用能有效提高钢铁冶炼产量和质量,满足人们对高品质钢铁的使用需求。最近几年,我国冶金自动化技术水平不断提高,但与发达工业国家相比仍存在着一定差距。针对于此,我国冶金企业必须充分借鉴国外优秀的冶金自动化技术研究成果,采取有效措施积极优化冶金生产技术,有效提高冶金生产效率,从根本上推动我国冶金行业自动化技术的长远发展,切实提高我国工业化发展水平。
参考文献
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当前国际主流自动化控制技术厂商生产的控制器都提供以太网TCP/IP接口,这是因为以太网TCP/IP技术以及协议是完全公开的,并且已经成为网络互连的重要标准。因此,以太网控制技术在产品设计、材质选用、产品强度、可互操作性、可靠性等方面能够满足冶金工业的生产需要。
(1)数据传输率高。
数据传输率高的特点为以太网控制技术在冶金工业中的运用奠定了重要基础,通信速率的提高不仅可以减轻网络负荷,而且可以显著提高时间确定性。一般来说,10Mb/s的以太网传送1518字节需要用1.2s,而1000Mb/s的以太网仅需要12μs,而随着百兆网、千兆网的广泛使用和万兆网的出现,冶金工业中以太网控制技术的数据传输率将会更快。
(2)交互式和开放的数据存取技术。
由于具有开放式和交互式数据提取及存储技术,以太网控制系统的终端设备以及交换机端口之间可以采用全双工通信线路,在交换机内部多对端口之间采用并行交换,这样不仅有助于消除以太网用于工业控制时所受到的制约,满足生产过程中实时控制的要求,而且可以支持虚拟局域网,降低组网成木,提高网络控制的灵活性。
(3)性能可靠,维护方便。
由于以太网有统一的标准以及相同的通信协议,Ethernet和TCP/IP很容易集成到信息系统。所以在设置、诊断以及维护等方面的技术比较成熟,并且已经被广大技术人员所接受和熟练掌握。因此,以太网控制技术就为冶金工业建立公共网络平台奠定了基础,并可以构成各种网络拓扑结构,为冶金工业自动化网络控制技术的运行提供可靠保障。例如,在网络拓扑结构上,采用星形连接及交换式Hub,可以提供数据缓冲以及具有确定接收数据的网段智能,降低数据冲撞及重发机会。总之,以太网技术具有高传输速率、高传输安全性和可靠性等优势,为解决冶金工业的控制、管理以及系统集成等问题提供了强大的技术支撑。例如,ODVA(DeviceNet供应商协会)就已经了在工厂基层使用以太网服务的工业标准。可见,以太网进入工业自动化控制领域已经成为社会发展的必然趋势。把以太网控制技术与现场总线结合起来,使冶金工业生产各环节集中到统一的自动化网络架构中,这样就可以显著提高冶金工业的生产效能。
2自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用
自动化网络控制技术在冶金工业的应用,不仅可以对各生产环节进行监控、调整和检测,及时发现故障并发出指示信号,而且可以根据要求进行自动化工作。以以太网为基础的自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的广泛应用,不仅可以解决冶金工业生产中的系统控制等问题,而且可以有效提高冶金工业的生产效益。
(1)构建冶金基础自动化系统。
在冶金工业中,以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制,是对冶金生产现场级设备的控制,构成了冶金基础自动化系统。在这一系统中,PLC控制占据主导地位,是最基础的自动化控制系统,其作用的发挥将会对冶金工业综合控制系统产生直接影响。在冶金基础自动化系统中,PLC发挥着回路控制的功能,DCS主要是用于改善顺序控制功能,它们与工业控制计算机等设备构成了冶金工业生产过程中重要的基本控制系统,发挥着极其重要的作用。
(2)构建冶金生产管理控制系统。
在冶金工业过程中,借助于生产管理控制系统,可以实现对冶金生产流程进行集成控制,使其在协调工序、质量监控以及在线监测等方面发挥积极作用。这是冶金工业自动化综合控制系统的重要组成部分。因此,必须构建冶金生产管理控制系统,促进冶金生产横向数据的集成与相互传递,同时推动计划—生产—控制等纵向的信息集成。在此基础上,整合冶金生产中的实时数据和关系数据库,为冶金生产管理控制提供决策支持。
(3)构建过程控制系统。
在冶金工业生产中,采用光机电一体化、软测量以及数据融合数据处理等技术,以关键工艺参数控制、物流跟踪、能源控制以及产品质量全过程控制为目标,实现对冶金工业流程的在线监控。通过构建过程控制系统,借助于继电器、传感器等设备的应用,不仅可对冶金工业进行自动检测和控制,而且可充分实现对冶金自动化的顺序控制、过程控制、传动控制以及运动控制,有效改进冶金工业自动化系统的效能。例如,采用RCS-9600CS系列装置来保护测控产品,具有较高的灵活度,可有效对冶金工业生产进行自动检测和自动控制。
(4)构建企业信息化系统。
建立企业信息化系统的目的在于实现信息共享,不断提升冶金工业的制造智能,以有效实施质量管控、实时监测、生产调度等的动态管理,这样不仅可以降低冶金工业的生产成本,而且可以做到对能源的有效管控与性能管理,为冶金工业的健康可持续发展以及冶金工业的生产和经营管理等的创新奠定坚实的信息基础。例如,利用计算机仿真技术及其他技术实现对冶金工业生产流程的模拟,可以实现对故障分析、在线监测等多方面的智能管理,降低冶金工业的生产成本,提高企业利润。
3结语