钢铁工业信息化自动化智能化探析
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摘要：钢铁工业是促进我国经济持续发展的支柱型行业，随着经济全球一体化不断深入，钢铁工业面临的市场竞争压力也逐渐由国内转向国际。为了实现稳定发展目标，全面提高自身核心竞争力，钢铁工业需要强化信息化建设水平，不断革新生产技术和检测技术，同时升级与优化生产设备和诊断设备，为工业发展开创新局面，为促进钢铁工业向信息化、自动化与智能化方向发展奠定良好基础。基于此，文章将结合钢铁工业发展现状进行分析，深入研究其自检测技术、仪表设备、设备诊断等方面取得的进步，希望能够为专业人士提供参考、借鉴。
关键词：钢铁工业；信息化；自动化；智能化；机电一体化
信息化时代背景下，信息技术成为工业发展变革的源泉和动力，用信息技术促进工业稳定发展，以工业发展推动我国经济建设，是提高国际竞争力，实现工业跨越式发展的根本途径。中国钢铁工业协会早在2002年，就认识到了钢铁企业信息化建设的重要性，并坚持“以信息带动工业”理念，创新生产技术，优化生产流程，致力于打造集科技水平高、经济效益好、环境污染低于一体的生产路线。这也促进我国钢铁工业在发展过程中不断突破自我，开创了钢铁工业生产新局面。尤其随着科学技术不断进步，虚拟化、网络化、智能化等先进技术应运而生，为钢铁工业向信息化、自动化、智能化方向发展指明了方向，为我国工业生产向国际市场进军奠定了良好基础。
1钢铁工业信息化、自动化及智能化发展现状
钢铁企业信息化发展，是借助各种先进科学技术，实现企业信息化经营与管理目标，以此来提高企业核心竞争力，为企业创造最大化经济效益。当前，钢铁企业信息化发展主要体现在三个方面，分别为内部信息化、外部相关部门信息化以及电子商务全球化。当前，钢铁工业在生产方面除了应用大型计算机组成的信息系统，还不断壮大了PC机、局域网、互联网等使用规模。实现了信息处理、自动化控制等一系列生产目标。与此同时，部分钢铁企业也利用局域网、工作站等构建了开放式企业信息系统，促进企业由以往单个车间逐渐向多个车间发展，同时充分发挥了互联网共享功能，对企业内部、外部信息进行有效利用，全面提高了企业生产效率和生产水平。
2钢铁工业在检测技术与仪表设备方面得到的进步
2.1虚拟化方向发展
随着科学技术不断进步，采用软件与硬件方式组成的各种虚拟仪器仪表应运而生，因其具备价格低廉、使用便捷、灵活高效等特点，被广泛应用到钢铁工业，与传统仪器仪表相比，虚拟化仪器仪表的优势体现在以下几个方面：第一，系统功能升级更新便捷，通过修改软件，可以任意增加或删减系统功能。第二，计算机是虚拟化仪器仪表的核心系统，因计算机具有通用性特点，所以可以与其他设备进行连接。第三，相关支持软件成本较低，并且可以重复使用。第四，通过软件集成技术将复杂算法简化，能够有效节省软件开发时间。第五，虚拟化仪器仪表以软件结构存在，无需硬件设施，所以维护便捷。当前，在钢铁工业，虚拟仪器仪表主要应用到软测量方面。例如：在钢铁冶炼过程测量高炉炉缸的渣铁液位、熔池钢水含碳量等方面。
2.2网络化方向发展
在科学技术推动下，越来越多的网络化检测技术与仪表设备应运而生，其优势概括为以下几点：第一，将钢铁工业中的大型、复杂仪器仪表与控制计算机联网，能够充分发挥协同作用，从而对各项资源进行合理配置。第二，数据共享是网络化发展的典型优势，有利于各部门及时收集各项数据。第三，可以实现钢铁生产远程监控目标，第四，为设备设施远距离诊断和维修创造有利条件，可以在一定程度上减少人力、财力支出。正是因为以上优势，使得钢铁工业中的许多仪器仪表都设置了通信接口，为个钢铁企业铁水预处理、钢水成分分析等各项工作向网络化趋势发展奠定基础。
2.3智能化方向发展
钢铁工业在智能化发展过程中，不仅使用计算机进行自诊断、自测试等各种运算，还充分利用了人工智能技术。例如：钢铁工业在生产过程中采用仿人智能技术、专家系统等，对检测技术和生产设备进行全面优化，不仅提高了设备精度和运行效率，还有效解决了传统生产中存在的各种难题。例如：钢铁工业在冷轧板生产过程中，可以利用逻辑树、BP神经源网络等智能化技术，对表面缺陷进行精准识别，有利于及时发现钢铁生产中存在的问题，并针对性采取措施解决，从而减少因产品生产质量不过关给企业造成的不必要损失。
2.4鲁棒化方向发展
航天工业在制造过程中，要求钢铁材料必须具备较高的精确度和良好的鲁棒性。这就需要钢铁工业在生产过程中，不仅要在外形结构方面采用加强型，还要保证钢材可以适应多种复杂环境。尤其要重视消除钢铁在动态和静态过程中受到的各种干扰和影响。传统钢铁生产过程中，由于材料存在摆动等动态情况，导致吊车秤无法精准测量相关参数，为了解决这一问题，可以采用跨车间天线传输中央数据采集技术，使吊车秤在全厂房测量或异厂房测量过程中，能够不受任何因素干扰，精准测量各项参数。与此同时，如果钢板、钢带在行走过程中表面存在粗糙问题，也可以采用全新测量方式，全面提高其鲁棒性。
2.5高精度化方向发展
钢铁工业在钢铁生产和产品测量过程中，通过传感器设备能够有效提高生产、测量精度。如某钢铁工业在钢铁冶炼过程中使用150t转炉，在添加铁水时，由于称量存在误差，导致铁水少于标准的1%，使出钢温度相差5℃。在添加石灰石，由于称量存在误差，导致石灰量少于标准的5%，使得出钢温度相差7℃。由此可见，保证称量精确度，是提高钢铁生产质量的关键前提。现阶段，钢铁工业仪表在开发制造方面，逐渐向高精度方向发展。例如：日本生产的EJA智能变送器就是建立在谐振梁原理基础上演变而来的，其精确度能够精确到±0.075%范围内。当前，这种仪表已经被广泛应用到钢铁工业，并取得了显著成绩。另外，高精度除了传感器与变送器以外，还受到外界环境和安装方法的影响。其中环境影响因素尤为重要，如果仪器仪表在使用过程中，环境温度超出允许范围，将会直接影响仪器仪表准确性。所以在未来发展过程中，专家和学者需要对仪器仪表冷却装置进行深入研究，有效扩大仪器仪表适用范围。2.6机电一体化方向发展钢铁生产和检测过程中，涉及到诸多化学、物理等方面的物质分析。通常需要经过取样、制样、测量、分析等方式得出各项数据。然而，新时期背景下，钢铁工业生产需求不断提高，并且自动化控制水平日渐强化，想要在高效化、无人化生产状态下提高生产质量和检测水平，就要通过机电一体化技术分析问题。所谓机电一体化技术，涉及到诸多学科和技术，包括计算机技术、图象处理技术、人工智能技术等。其能够对隐蔽性问题进行测量，是钢铁工业检测工艺中的一门新技术。
3钢铁工业在设备诊断方面得到的进步
3.1电脑化和大规模信息网络方面
在钢铁工业设备管理初期，大多采用简单工具进行诊断。随着科学技术不断发展，各种现代化频谱技术产生，在一定程度上提高了设备诊断效率和水平。发展至今，电脑化已经成为常态，利用便携式电脑诊断设备成为流行趋势。并且实现了设备在线管理目标，有利于及时发现设备中存在的故障问题。新时期背景下，大量钢铁工业大规模使用电脑化诊断设备［5］。例如：日本钢铁工业从加热炉到卷取过程，设置了多个设备诊断专用工作站，实现了全过程监督、管理、评价和分析目标，有利于及时发现其中存在的隐患，为提高钢铁生产质量和效率提供保障。
3.2通过模型进行故障诊断和预警
现阶段，常用的故障诊断方式，就是通过信号判断故障位置和故障类型。而最简单的故障诊断方式是在线监测和及时报警方式。此外，也有频谱分析等故障诊断方式。为了能够及时对潜在故障进行掌握，需要通过建立模型的方式来实现。具体来说有两类模型，一种是建立在解析方法基础上构建的模型。另一种是建立在知识方法基础上构建的模型，两种模型各自具备优势和特点，需要钢铁工业结合实际情况针对性选择。
3.3创新故障诊断技术
随着科学技术不断发展，越来越多的新型故障诊断技术应运而生。并且适用范围越来越广泛。例如，在轧钢过程中，如果尺寸存在误差，可能因为操作不当影响，也可能受到设备误差硬性。而通过故障诊断技术，能够对生产操作和生产设备进行全过程监督，从而提高生产规范性和标准性。
4结语
综上所述，全球一体化背景下，我国钢铁行业面临的市场压力与日俱增，推动钢铁行业向自动化、信息化、智能化方向发展已经成为未来发展的必然趋势，这不仅是实现钢铁行业稳定发展的有效措施，提高我国经济的必然需求，所以，为了创造最大化效益，需要提前做准备，研究现代化发展的相关对策。
参考文献
［1］付强，李博，胥磊.电气自动化在钢铁企业中的应用分析［J］.现代工业经济和信息化，2019，（5）：49-50.
［2］胡前勇.自动化网络控制技术在我国钢铁工业中的应用研究［J］.中国管理信息化，2018，（20）：38.
［3］马竹梧.信息化、自动化的进展与钢铁工业自动化［J］.冶金自动化，2018，（1）：5-16.
作者:时伟 单位:南京钢铁联合有限公司制氧厂
