冶金自動(dòng)化發(fā)展狀況

    (1)基礎自動(dòng)化和過(guò)程控制系統

　　在基礎控制方面，以PLC、DCS、工業(yè)控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制，在冶金企業(yè)全面普及。近年發(fā)展起來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動(dòng)化系統中應用，分布控制系統結構替代集中控制成為主流。

　　在控制算法上，重要回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進(jìn)控制在電爐電極升降控制、連鑄結晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機軋制力控制等方面有了初步應用，取得了一定成果。

　　在檢測方面，與回路控制、安全生產(chǎn)、能源計量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過(guò)程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續鑄鋼過(guò)程的結晶器鋼坯拉漏預報、鋼材質(zhì)量和機械性能預報等軟測量技術(shù)取得了初步成果。

　　在電氣傳動(dòng)方面，用于節能的交流變頻技術(shù)普遍采用；國產(chǎn)大功率交、直流傳動(dòng)裝置在軋線(xiàn)上得到成功應用。

　　在過(guò)程控制方面，計算機過(guò)程控制系統普及率有較大幅度提高，根據最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )的調查結果，按冶金工序劃分，57.54%的高爐、56.39%的轉爐、58.56%的電爐、60.08%的連鑄、74.5%的軋機采用計算機過(guò)程控制系統。把工藝知識、數學(xué)模型、專(zhuān)家經(jīng)驗和智能技術(shù)結合起來(lái)，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過(guò)程模型和過(guò)程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過(guò)程優(yōu)化與智能控制系統、有副槍轉爐動(dòng)態(tài)數學(xué)模型、電爐供電曲線(xiàn)優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統、連鑄二冷水優(yōu)化設定、軋機智能過(guò)程參數設定等等。

    (2)信息化

　　根據中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )的調查結果，10%左右的煉鐵工序、25%左右的煉鋼工序、50%左右的軋鋼工序采用了生產(chǎn)管理計算機系統。冶金企業(yè)逐步認識到MES(制造執行系統)的重要性，在綜合應用運籌學(xué)、專(zhuān)家系統和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調生產(chǎn)線(xiàn)各工序作業(yè)，進(jìn)行全線(xiàn)物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線(xiàn)控制、設備預測維護等方面取得了初步成果。

　　隨著(zhù)企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導高度重視，各企業(yè)紛紛開(kāi)始信息化規劃和建設，很多企業(yè)已經(jīng)構造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎。根據中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )報告，“我國鋼年產(chǎn)量500萬(wàn)噸以上的8家企業(yè)100%上了信息化的項目，鋼年產(chǎn)量50萬(wàn)噸以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項目，占77.6%”。

　　寶鋼股份、武鋼、寶鋼集團不銹鋼分公司等企業(yè)建成了主要產(chǎn)線(xiàn)的MES和產(chǎn)銷(xiāo)一體化系統。寶鋼集團不銹鋼分公司在鋼鐵企業(yè)率先建成了企業(yè)生產(chǎn)指揮駕駛艙。鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數據倉庫和知識獲取方面走在了國內同行的前列，開(kāi)發(fā)了綜合數據挖掘系統、基于數據挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數據倉庫的客戶(hù)服務(wù)知識庫，創(chuàng )建了智能質(zhì)量設計知識庫，取得了顯著(zhù)的成果。

　　冶金自動(dòng)化技術(shù)在信息化、自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)和冶金行業(yè)可持續發(fā)展需求的拉動(dòng)雙重機制作用下，必將取得更大進(jìn)展，主要發(fā)展趨勢體現在以下方面：

    1)基礎自動(dòng)化和過(guò)程控制系統

　　冶金流程在線(xiàn)連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術(shù)、光機電一體化技術(shù)、軟測量技術(shù)、數據融合和數據處理技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數閉環(huán)控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環(huán)境排放實(shí)時(shí)控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過(guò)程控制為目標，實(shí)現冶金流程在線(xiàn)檢測和監控系統，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預報，鋼水純凈度檢測和預報，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷，全線(xiàn)廢氣和煙塵的監測等。

　　冶金過(guò)程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制?；跈C理模型、統計分析、預測控制、專(zhuān)家系統、模糊邏輯、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )、支撐矢量機(SVM)等技術(shù)，以過(guò)程穩定、提高技術(shù)經(jīng)濟指標為目標，在上述關(guān)鍵工藝參數在線(xiàn)連續檢測基礎上，建立綜合模型，采用自適應智能控制機制，實(shí)現冶金過(guò)程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。包括高爐順行閉環(huán)專(zhuān)家系統、鋼水成分和溫度閉環(huán)控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環(huán)控制等。

　　大功率高性能電氣傳動(dòng)。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動(dòng)、高中壓變頻傳動(dòng)和超大功率交交變頻傳動(dòng)。

    2)企業(yè)信息化

　　冶金流程的全息集成。實(shí)現鐵-鋼-軋橫向數據集成和相互傳遞，實(shí)現管理-計劃-生產(chǎn)-控制縱向信息集成，同時(shí)，整合生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據和關(guān)系數據庫為數據倉庫，采用數據挖掘技術(shù)提供生產(chǎn)管理控制的決策支持。

　　計算機全流程模擬，實(shí)現以科學(xué)為基礎的設計和制造。采用計算機仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和計算力學(xué)技術(shù)，基于各種冶金模型，進(jìn)行流程離線(xiàn)仿真和在線(xiàn)集成模擬，生成一個(gè)分布式、網(wǎng)絡(luò )化、集成的“虛擬工廠(chǎng)”軟件系統環(huán)境，通過(guò)人機交互和協(xié)同計算，模擬鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程。支持生產(chǎn)組織優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、新生產(chǎn)流程設計和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)優(yōu)化。