冶金自动化技术应用现状和发展趋势

2020-03-08何宁

工程技术研究 2020年7期

何宁

（江阴市澄种钢铁有限公司，江苏无锡 214400）

冶金产业是工业化生产的重要基础，冶金生产效率的提高能够在工业化建设中发挥重要的积极作用。冶金自动化技术的应用和发展不仅是冶金行业自身发展的需求，也是我国工业化进一步发展的要求。冶金自动化技术是基于互联网技术和计算机技术而对传统冶金生产技术的升级换代，在冶金自动化技术之下，无论是生产管理还是生产控制都得到了提升和整合。面对生产技术的快速迭代，冶金自动化技术既要做好实际生产的应用，又要把握好其发展趋势，进而充分发挥自动化技术对冶金生产的促进作用，实现冶金行业的健康发展。

1 冶金自动化系统

当下被用于冶金生产的自动化技术主要是以PLC和DCS以及工业计算机技术为核心技术内容，同时在冶金生产模拟控制的过程中，对生产总线实现了系统优化管理。在网络技术的推动之下，目前的冶金自动化系统能够用分布控制系统替代集中控制系统。

（1）在生产控制领域，在回路控制中，冶金自动化系统能够实现对电炉和电极的智能升降，并采取连铸结晶液位控制的手段来确保技术的完整性。此外，在加热炉燃烧、轧机力控制等方面，冶金自动化控制系统都已经逐渐形成了较为成熟的应用模式。（2）在生产管理领域，冶金自动化系统能够对压力、温度等各项生产数据进行及时有效的监测和管理，生产技术的执行性得到了充分的保障。

2 冶金自动化技术应用现状

文章从三个方面对冶金自动化技术应用现状展开分析，分别是在信息化系统方面的应用、在过程控制系统方面的应用以及在生产管理控制系统方面的应用。

2.1 信息化系统方面的应用现状

在冶金自动化技术得到广泛应用的背景之下，冶金生产的信息化程度也不断提高，信息化水平的提升又反向推动着冶金自动化生产水平的进一步提高。有数据显示，我国的大型冶金企业（以冶金产量≥500万t为标准）已经基本实现了冶金自动化生产中的全面信息化；以冶金产量≥50万t为标准划分的中型冶金企业中约有80%实现了信息化系统的构建。由此可见，冶金系统的自动化生产是离不开信息化系统的。

冶金生产数据库的建立是信息化系统中的重要部分，通过对生产数据的收集形成生产数据库，对数据库中内容的分析和深入挖掘，能够实现对冶金生产的改进和优化。

2.2 过程控制系统的应用现状

过程控制系统是冶金自动化中十分重要的组成部分，过程控制系统的运行直接影响着冶金自动化生产的效率和质量，通过过程控制系统对生产过程和生产中的总体数据进行控制，进而使得冶金自动化系统的作用能够得到充分发挥。现阶段已经形成了较为稳定的冶金自动化配置率体系。需要注意的是，由于不同冶金企业的生产实际情况有所差异，因此面对不同设备的计算机系统的自动化设计，应该基于自身的特殊化需求有针对性地进行数据设计，进而实现对过程控制系统的更高效利用。

此外，冶金生产中各环节的复杂程度较高，虽然当下我国冶金行业的自动化生产中的过程控制效率得到了提高，但是和世界先进水平相比仍然有一定的差距，在自动化技术的具体应用中还存在着一些问题，必须保持警惕。

2.3 生产管理控制系统方面的应用现状

生产管理控制系统，是整个生产过程的智能化管理系统，在冶金自动化系统之中，意味着更高层次的生产信息处理。生产管理控制系统所涵盖的工作范围较广，不仅包含了对冶金设备的控制，还包括了对生产资料、生产过程等领域的控制工作。除此之外，还涉及对日常生产工作的管理。生产管理控制系统的复杂性对相关技术手段提出了更高的要求，为了保证生产管理控制系统的高效运作，还应该提升对系统后期维护和更新的质量。值得一提的是，目前在冶金自动化技术之中，生产管理控制系统的相关技术还尚未成熟，因此距生产管理控制系统在冶金生产中的全面投入使用还有一定的距离。

3 当下冶金自动化技术发展中存在的问题

一方面，我国的冶金自动化技术已经取得了长足的进步，冶金自动化生产的格局已经基本成型，但另一方面，由于市场在需求和市场环境方面的升级变化、技术条件的改变，现阶段冶金自动化技术在发展的过程中也遇到了一些问题。

3.1 生产成本较高

目前，冶金自动化生产之中，炼铁系统的生产成本较高，尤其是在流程设计环节，同时，炼铁系统会产生大量的残渣，很容易造成生态环境的破坏。在当下的冶金自动化技术水平条件下，炼铁系统生产过程的可视化程度较低，无法对物料的持续投放、生产过程中的温度等环节进行有效和实时的监测与精准控制，这在一定程度上导致了对产品质量无法进行有效控制，甚至会造成高成本但是低质量的情况。因此，为了提升冶金自动化的水平，应该优先解决炼铁系统中存在的问题，尤其是对生产过程的信息化控制，如果没有实现生产过程的精确性和连续性，则很难提高冶金自动化技术的应用水平，无法推动冶金生产的效率优化。

3.2 应用不全面

冶金自动化对冶金生产的促进作用得到了行业内的广泛认可，应用范围也较为广泛，但一些企业在冶金生产中仍然使用人工控制炼钢终点的方式，尤其是在小型冶金企业之中。人工控制炼钢的方式意味着经验主义在生产中的占比较高，而经验主义会在一定程度上阻碍冶金生产的进步，具体体现在以下几个方面：（1）阻碍冶金生产效率的提升，这就导致了冶金企业难以满足市场需求，企业的竞争力下降甚至是被市场淘汰；（2）在生产过程中人工因素占比较大，不利用对产品质量的控制，产品质量的稳定性受到挑战；（3）将冶金自动化技术和人工控制炼钢终点的策略相结合可能会导致生产成本的大幅提升，其成本费用远高于单一策略的成本。综上所述，自动化技术的不全面应用会给冶金企业的生产带来较大的危害，尤其是对小型冶金企业而言。

3.3 信息化建设的基础不完善

冶金自动化技术实际上是多项先进技术的综合应用，对包括了计算机技术、互联网技术等在内的技术都有很高的依赖性，为此，冶金自动化技术的高效应用离不开生产和管理的一体化建设，只有完善信息化建设的基础，提高信息的集成度，才能够将冶金自动化技术的优势充分发挥出来。在对现阶段的冶金自动化技术应用进行分析之后可以发现，大部分冶金企业的信息化建设仍然存在着较大缺陷，在信息化建设过程中的管控一体化水平较低，甚至是存在着信息系统编码不一致导致运营管理的实时性和一体性程度较低，这种现象很容易导致管理过程中出现各种各样的问题，进而影响到整体生产的管理效率。

4 发展趋势

冶金自动化技术的发展趋势主要集中在信息和知识化领域，对冶金自动化技术发展趋势的预估可以从四个方面进行。

4.1 全面性的过程控制

全面性的过程控制是冶金自动化技术的主要发展趋势之一，过程控制的全面化意味着在冶金自动化生产中将新型传感技术和数据融合与处理技术进行综合性的运用，提高生产过程控制的全面性，过程控制的全面化能够有效提高生产的效率和质量。在过程控制的全面化趋势之下，冶金企业还需要实现对物流环节、产品质量监管环节、环境保护环节的有效控制，最终实现对冶金生产全过程的监控，提高冶金企业的综合竞争力，提升冶金企业的生产力。

4.2 更加细致的生产管理

生产管理的细致化主要从以下三个方面入手：（1）企业需要强化对生产管理过程的分析研究工作，得到科学精准的分析结论，进而为生产管理的改进提供正确的参考和依据；（2）更加深入地利用信息技术和多媒体模拟技术，通过生产模型来实现对冶金生产全过程的模拟，帮助冶金企业能够合理地进行生产组织和流程设计的优化；（3）提高事例推理的能力，通过事例推理来实现自身生产能力的提高，进一步推动生产管理的细致化，并且做好对各环节参数的分析。

4.3 故障诊断能力的强化

冶金自动化技术的发展必然会出现故障诊断能力强化的趋势。（1）冶金企业需要正确地选择故障诊断和预报技术，通过合理的技术选择提高故障诊断和预报的能力，从而保证能够对生产机械设备进行全面性和高效率的维护；（2）注重对先进技术的应用，积极采用先进的故障诊断和预警技术，保证自身故障诊断和预警能力的与时俱进，基于先进的技术手段构建动态的成本预测模型和成本管理模块；（3）还应该基于高科技服务系统的应用对原材料进行优化，不仅要注重自身的经济效益，还应该注重社会效益，在提高企业盈利水平的同时保证企业的社会美誉度。

4.4 管理知识的科学化

管理知识科学化的发展趋势要求企业应用信息化技术展开对数据的分析和处理，进而提高自身对信息数据的处理能力，能够通过对信息数据的处理获取到准确可靠的决策参考依据。此外，冶金企业还应该加强对科学管理知识的应用，不仅要保证产品的产量，还应该保证产品的质量，将科学管理知识作为冶金企业健康发展的重要支撑，能够有效提高企业的综合竞争力，让企业在激烈的市场竞争中获取优势。