摘要：基于冶金控制自動化應用現(xiàn)狀，分析冶金控制自動化領域中需要解決的課題，并就冶金控制自動化的實施作出構想。對冶金控制自動化進行研究，對于鋼鐵企業(yè)的跨越式發(fā)展有著積極地現(xiàn)實意義。
　　關鍵詞：冶金控制自動化；結構；研究要點；建議；分析
　　中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791 （2010)10(c)-0000-00
　　冶金自動化技術是冶金行業(yè)中自動化的應用技術，其發(fā)展的軌跡既應遵循自動化學科的發(fā)展規(guī)律，又要同鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，包括制造裝備更迭、工藝路線演化、企業(yè)運行模式改革、生產(chǎn)流程與組織方式進步等有著密切的聯(lián)系。因此，對冶金控制自動化進行研究，明確自動化的實施構建十分必要。
　　1、冶金控制自動化應用現(xiàn)狀
　　在基礎控制層面上，基于計算機技術的計算機控制已將常規(guī)模擬控制取代，并已經(jīng)在冶金企業(yè)得到全面的普及；在控制算法層面上，普遍采用PID算法實施回路控制。先進控制、職能控制技術在連鑄結晶器液位位移、電爐電極升降控制、軋機軋制力控制、加熱爐燃燒控制等方面均有了初步的應用，效果反應尚佳；在檢測層面，同能源計量、安全生產(chǎn)、回路控制相關的重量、溫度、壓力、流量等信號的檢測儀表的配備較為齊全。高爐的爐缸渣鐵液位、軟熔點形狀與位移，煉鋼過程熔池的鋼水溫度和含碳量，機械性能和鋼鐵質(zhì)量預報等軟測量技術亦得到了初步的應用。在電氣傳動層面，交流變頻技術被普遍應用于生產(chǎn)節(jié)能。此外，在軋線上，國產(chǎn)大功率交、直流傳動裝置得到了成功的應用。
　　2、冶金控制自動化領域中需要解決的課題
　　2、1、建立燒結機控制模型
　　建立燒結機控制模型的目的在于對燒結機進行點火控制和溫度調(diào)整。依據(jù)入爐的水分、料位等檢測信息來對燒結機點火時間進行確定，從而實現(xiàn)對燒結溫度的控制。這一控制模型的建立保證了燒結的穩(wěn)定成團，進一步提高了出鐵率。
　　2、2、建立高爐專家控制系統(tǒng)
　　通過計算機系統(tǒng)對高爐運行情況進行分析，從而建立其高爐專家咨詢知識庫，提供供氣、上料、噴煤等的自動調(diào)控。這一系統(tǒng)的建立，保證了出鐵率，減少成本，降低能耗，實現(xiàn)了高爐的安全生產(chǎn)。
　　2、3、建立轉爐煉鋼數(shù)學模型
　　當前的煉鋼生產(chǎn)，是由化驗數(shù)據(jù)來決定鋼的品種和型號的。這一模型建立的目的是為了增加煉鋼生產(chǎn)的命中率和目的性，即依據(jù)鋼品種化學成分和型號組成的數(shù)學模型來對煉鋼工藝操作過程進行指導和控制。
　　2、4、建立閉環(huán)控制系統(tǒng)
　　在軋鋼過程與軋鋼加熱爐中建立閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而將加熱爐爐況與鋼坯檢測信息傳輸給軋機加以確認。隨后，再對軋制過程中的加熱爐的溫度、壓力及鋼坯溫度實施調(diào)控。
　　2、5、工業(yè)控制系統(tǒng)的屏蔽與安全
　　當前，工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)在冶金生產(chǎn)控制中得到普遍應用，但因環(huán)境惡劣，會經(jīng)常受到強電、磁場、噪音、震動、潮濕、高溫、堿化及粉塵的危害。故工業(yè)控制系統(tǒng)屏蔽與安全的實現(xiàn)是當前擺在冶金企業(yè)面前的重大技術難題。
　　2、6、危險環(huán)境中機器人的應用
　　冶金工業(yè)的生產(chǎn)過程中，如高爐出鐵、焦爐出焦、煉鋼連鑄、轉爐出鋼中等工作當中，燒傷、中毒、中電等傷亡事故時有發(fā)生，故在這些危險環(huán)境中強化機器人的應用，來替代人工操作，是減少事故，實現(xiàn)安全生產(chǎn)的必然要求。
　　2、7、建立與開發(fā)企業(yè)CIMS
　　所謂企業(yè)CIMS就是將企業(yè)生產(chǎn)過程中的人、經(jīng)營管理、技術三大要素及物流與信息有機集成，并加以優(yōu)化。在企業(yè)CIMS建立時，如何解決企業(yè)內(nèi)部應經(jīng)運行的WAN、LAN、MIS接口與標準化問題，正式建設企業(yè)CIMS的關鍵所在。
　　3、基于冶金控制自動化實施的構想
　　3、1、冶金流程的在線檢測與監(jiān)控
　　采用新型傳感器技術、軟測量技術、光機電一體化技術、冶金環(huán)境可靠性技術、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)融合技術，以關鍵工藝參數(shù)閉環(huán)控制、能源平衡控制、產(chǎn)品質(zhì)量全過程控制和環(huán)境排放實時控制為目標，實現(xiàn)冶金流程的在線檢測與監(jiān)控，包括鋼水、水、熔渣成分及溫度的檢測和預報，鋼材和鋼坯溫度、組織、尺寸、缺陷等參數(shù)的檢驗和判斷，鋼水純凈度的檢驗和預報，全線煙塵和廢棄的監(jiān)測等。
　　3、2、冶金關鍵變量的閉環(huán)控制
　　基于機理模型、預測控制、統(tǒng)計分析、模糊邏輯、專家系統(tǒng)、支撐矢量機、神經(jīng)元網(wǎng)絡等技術，以提高技術經(jīng)濟指標、穩(wěn)定過程為目標，在上述工藝參數(shù)連續(xù)在線檢測的基礎上，進行綜合模型的建立。采用自適應智能控制機制，從而實現(xiàn)對冶金關鍵變量的閉環(huán)控制。包括高爐順行閉環(huán)專家系統(tǒng)、鋼坯和組織性能的閉環(huán)控制、鋼水成分和溫度的閉環(huán)控制等。
　　3、3、冶金流程的信息集成
　　實施“鐵—鋼—軋”橫向數(shù)據(jù)的集成與相互傳遞，從而實現(xiàn)“管理—計劃—生產(chǎn)—控制”的縱向信息集成。同時，對關系數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行整合，形成數(shù)據(jù)倉庫，并采用數(shù)據(jù)挖掘技術來為生產(chǎn)管理控制提供決策支持。運用計算機進行全流程的模擬，實現(xiàn)基于科學技術的設計與制造。采用計算機技術、多媒體技術、計算機仿真技術，借鑒各種冶金模型，進行在線集成模擬和流程離線仿真，生成一個集成的、網(wǎng)絡化、分布式的“虛擬工廠”軟件系統(tǒng)環(huán)境，通過人機的協(xié)同和交互計算，來對鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程進行模擬。
　　3、4、企業(yè)信息向行業(yè)信息集成的轉變
　　以有效競爭為前提，在企業(yè)信息化編碼體系標準化的基礎上，進一步協(xié)作制造企業(yè)實現(xiàn)信息集成、信息調(diào)控宏觀系統(tǒng)及全行業(yè)信息網(wǎng)絡建設。實施管控一體化，對性能進行實時管理。對供產(chǎn)銷流程加以協(xié)調(diào)，實現(xiàn)從訂貨合同到生產(chǎn)計劃、作業(yè)指令、產(chǎn)品入庫出發(fā)的鏈條信息化。生產(chǎn)與銷售有機結合，計劃調(diào)度與生產(chǎn)控制合理銜接，質(zhì)量的設計參與到制造、質(zhì)量控制的全稱跟蹤當中。完善質(zhì)量循環(huán)體系，生產(chǎn)流程中由成本管理在線覆蓋，資金的控制實時參與到企業(yè)全部業(yè)務活動當中，通過預警、預算、預測等手段，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)成本的事前、事中控制。
　　4、總論
　　當前，我國冶金自動化技術取得了很大的進步，為鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻，鋼鐵工業(yè)在數(shù)量和質(zhì)量方面的發(fā)展為冶金控制自動化的發(fā)展既提供了機遇，也提出了新的挑戰(zhàn)。面對冶金企業(yè)花巨資大量引進的國外軟硬件產(chǎn)品、先進技術和自動化系統(tǒng)，我國冶金自動化工作者任重道遠。
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