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時間：2023-11-24 10:32:38
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鋼鐵行業(yè)如何脫胎換骨，轉(zhuǎn)型升級？帶著這樣的疑問，本刊記者采訪了中國鋼研科技集團有限公司黨委書記、董事長才讓。
中國進入了后鋼鐵時代
從19 87年入行，才讓，這個藏族的第一個MBA，見證了鋼鐵行業(yè)的多次起伏發(fā)展。不過這次“去產(chǎn)能”，他認為是“大勢所趨”的歷史階段，中國進入了后鋼鐵時代。
才讓介紹說，鋼鐵行業(yè)最早繁榮在英國，與第一次工業(yè)革命的發(fā)展相伴而生；之后隨著制造業(yè)的崛起，特別是美國汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，全球鋼鐵制造重心挪到了美國，成為美國經(jīng)濟三大支柱之一；二戰(zhàn)后，鋼鐵制造中心逐漸從美國轉(zhuǎn)到了亞洲的日本、韓國。從20世紀末到現(xiàn)在，主要產(chǎn)能又聚集在中國。下一步，中國的過剩產(chǎn)能，除了壓縮一部分，另一部分將沿著“一帶一路”輸出出去。
“鋼鐵行業(yè)制造中心的轉(zhuǎn)移過程，體現(xiàn)了整個產(chǎn)業(yè)的生命周期，是地域遞次發(fā)展的傳遞過程，是工業(yè)發(fā)展的必然規(guī)律。”才讓說。
如何消減產(chǎn)能？才讓認為不能簡單地關(guān)停并轉(zhuǎn)，要采用市場化的手法公平處理。如嚴格執(zhí)法，從環(huán)境保護、能源消耗以及工業(yè)廢棄物排放等下手；稅收金融也要一碗水端平、不能厚此薄彼保護落后；以工藝技術(shù)是否先進，裝備是否優(yōu)化，效益高低的角度進行優(yōu)勝劣汰；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不符合市場需求的也應自然出局。
此外，才讓認為“去產(chǎn)能”的過程不僅是企業(yè)的責任，也是全社會的責任?！皯云髽I(yè)為主，政府統(tǒng)籌協(xié)同，員工配合，重點是做好員工的轉(zhuǎn)產(chǎn)、轉(zhuǎn)移、職業(yè)再培訓、再就業(yè)，下崗人員的妥善安置和社會補救工作?！边@一點，在2016年的政府工作報告中已經(jīng)體現(xiàn)：“十三五”期間，安排1000億元人民幣用于安置冶金和煤炭行業(yè)的下崗職工。
即便如此，目前還有很多地方政府顧及稅收和社會穩(wěn)定，保護“僵尸企業(yè)”。才讓勸誡“這大可不必”。他列舉了幾個值得借鑒的國外發(fā)達國家走過的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型之路。比如美國的匹茲堡，曾經(jīng)是狼煙四起的鋼鐵城市，如今已成為了教育之城、文化之城、學術(shù)之城。20世紀80年代在英國鋼城謝菲爾德的超級Mall，就是歐洲共同體、英國政府和企業(yè)共同在三座鋼廠基礎(chǔ)上徹底轉(zhuǎn)化而成的。
“2016年初，國務(wù)院總理在太原親自主持了‘去產(chǎn)能’的會議，由此可見中國政府的改革決心。鋼鐵行業(yè)肯定還會存在，如中國的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化還有很大的空間，但不會是12億噸。很不幸的現(xiàn)實是有一批企業(yè)必須轉(zhuǎn)移或消亡，我們要理性面對現(xiàn)實，不能心存僥幸，否則會死得更慘。”才讓說。
對于那些可以繼續(xù)生存的優(yōu)勢企業(yè)，也必須面臨轉(zhuǎn)變模式、升級換代的必然選擇。才讓介紹說這一過程不但包含優(yōu)化工藝技術(shù)、優(yōu)化裝備、提高效率、豐富產(chǎn)品，以及降低成本；還包括要向節(jié)能降耗、綠色環(huán)保方向發(fā)展；對國家稀缺的高端制品進行技術(shù)攻關(guān)；同時，經(jīng)營模式也要相應轉(zhuǎn)換。
擁抱“中國制造2025”
談到“中國制造2025”會給鋼鐵行業(yè)帶來發(fā)展機遇，才讓說鋼鐵工業(yè)在“去產(chǎn)能”轉(zhuǎn)型升級的過程中只有兩條路子可走，一是綠色制造，另一個就是智能制造。
才讓認為“中國制造2025”和美國重返制造業(yè)、德國工業(yè)4.0有異曲同工之處，但又不完全相同。美國在很長一段時間重點在以信息化、互聯(lián)網(wǎng)搭建新的平臺。現(xiàn)在重返制造業(yè)不是簡單的重復，而是在互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)思維基礎(chǔ)之上的一種新進入，可以稱之為“互聯(lián)網(wǎng)+”。德國在制造體系一直鍥而不舍，工業(yè)4.0是在原來加工制造基礎(chǔ)之上加上互聯(lián)網(wǎng)的手段，可以稱之為“+互聯(lián)網(wǎng)”。中國的鋼鐵企業(yè)在信息化上也已經(jīng)有很多嘗試，比如能源的消耗轉(zhuǎn)化、環(huán)境保護檢測，還有整個信息化產(chǎn)品的跟蹤等，但比較分散，沒有形成一個大的網(wǎng)絡(luò)。所以，他認為中國新興的高端制造業(yè)企業(yè)可以用“互聯(lián)網(wǎng)+”的形式，傳統(tǒng)領(lǐng)域可以用“+互聯(lián)網(wǎng)”的形式。
面對行業(yè)發(fā)展趨勢，作為一家歷史悠久的國有企業(yè)，中國鋼研科技集團也作出積極姿態(tài)，擁抱“中國制造2025”。
以中國鋼研科技集團旗下子公司冶金研究院為例，才讓說以前是簡單的放量生產(chǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)到節(jié)能降耗、環(huán)境友好的綠色制造方向；以前是一般的自動化控制，現(xiàn)在的努力方向是全面“兩化融合”的智能制造?！半y度雖然很大，但以后市場空間也很大。2015年，冶金研究院科研立項，其中多個大項目都與智能制造有關(guān)，如3D打印金屬粉末，環(huán)保減排技術(shù)研發(fā)，從源頭策劃就利用智能手段研發(fā)功能材料等等?！?/p>
此外，中國鋼研科技集團還設(shè)立了5000萬人民幣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金，設(shè)計了一個相當于項目分紅權(quán)的結(jié)構(gòu)，鼓勵扶持創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新。這一嘗試相當于扔了一個小原子彈，在集團上下引起了不小的變化，無論是從鼓勵年輕人的創(chuàng)新熱情，還是關(guān)注新領(lǐng)域，實現(xiàn)從傳統(tǒng)到綠色制造、智能制造的轉(zhuǎn)移，都產(chǎn)生了很好的效果。
“‘中國制造2025’就是數(shù)據(jù)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，最后達到智能制造的高度。我相信學起來還是會很快的，只要瞄準方向，堅持不懈，趕的速度和超的可能都是有的。當然，這是理想的狀態(tài)，具體還需要一步一個腳印地踏實去做?！辈抛屨f。
中國冶金研發(fā)能力直逼世界最高端水平
不久后，才讓將赴德國參加一個國際粉末冶金工業(yè)的巡回交流活動。他告訴記者2018年這個國際會議將會到中國來舉辦。
“在冶金行業(yè)，我們一直保持與國際同行的密切交流，但過去主要是我們向別人學習，現(xiàn)在的變化顯示已經(jīng)不再是單向主導，而是互有長短，各領(lǐng)，是在這個前提下繼續(xù)進行深度合作?！辈抛屨f。
以冶金化學分析為例。中國鋼研科技集團王海舟院士連續(xù)兩屆出任全球冶金化學分析中心主席，換屆選舉后他已不再擔任主席，但全球冶金分析協(xié)會的秘書處永久地放在了中國。究其原因，才讓認為這與中國市場大、工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、技術(shù)研發(fā)能力突飛猛進有著密切聯(lián)系。
此外，國際合作也已從單純的學術(shù)交流向國際商務(wù)合作方向發(fā)展。中國鋼研科技集團旗下子公司安泰科技年產(chǎn)值40個億，其中將近1/3用于出口，與多國結(jié)成了戰(zhàn)略合作伙伴、經(jīng)銷商、主要客戶的商務(wù)關(guān)系。
引言
伴隨我國改革開放的不斷深入，冶金工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展越來越成熟。面對冶金工業(yè)如此龐大的生產(chǎn)體系，技術(shù)可以說是相當重要的。工業(yè)自動化技術(shù)在冶金行業(yè)的運用可以使生產(chǎn)過程變得更加高效，產(chǎn)品質(zhì)量也會更高。一些冶金企業(yè)越來越追求高回報低消耗的發(fā)展目標，所以生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排成為冶金行業(yè)需要重點關(guān)注的焦點?？梢哉f，冶金工業(yè)自動化的發(fā)展前途決定了冶金行業(yè)的未來發(fā)展前景。
一、冶金工業(yè)自動化技術(shù)的分析
1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與冶金工業(yè)自動化
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息時代的產(chǎn)物，在第三次科技革命中孕育而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有很大的發(fā)展空間，它實現(xiàn)了信息的快速傳播和高效利用，為冶金工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展提供了保障?？墒钱斍皩ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的探究也只是出于概念階段。許多企業(yè)甚至沒有物聯(lián)網(wǎng)的概念。隨著技術(shù)的不斷更新，雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在冶金工業(yè)自動化中的應用越來越廣泛，但是也出現(xiàn)了較多的問題，主要表現(xiàn)為以下兩個方面：一個是工業(yè)傳感器的研制與生產(chǎn)。所謂工業(yè)傳感器是指可以對物體的狀態(tài)和轉(zhuǎn)變進行感知，并且將得到的感知轉(zhuǎn)變成計算機可以讀懂的電子信號。研制與生產(chǎn)工業(yè)傳感器要以工業(yè)自動管理與自動控制為前提，才可以保證工業(yè)設(shè)備和機器的正常運行，同時使產(chǎn)品獲得最好的質(zhì)量。工業(yè)傳感器就是對不同參數(shù)進行查看和管理。因此，生產(chǎn)物美價廉的工業(yè)傳感器有利于現(xiàn)代化冶金工業(yè)的發(fā)展。另一個是構(gòu)建工廠傳感網(wǎng)。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將傳感器技術(shù)、現(xiàn)代化的無線網(wǎng)絡(luò)通信手段、嵌入式的計算技術(shù)以及分布式的信息處理技術(shù)有機的結(jié)合起來。工廠傳感器網(wǎng)是由很多隨機分布的、能夠進行實時感應和自動組織能力的傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在冶金工業(yè)領(lǐng)域中的運用是現(xiàn)代化工業(yè)的一大突破，能夠?qū)⒐I(yè)領(lǐng)域的檢測費用降到很低，同時又可以使工業(yè)領(lǐng)域的運用范圍得到最大程度地擴大?？梢哉f，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域非常重視的技術(shù)。
2、數(shù)學模型與冶金工業(yè)自動化
要知道，冶金自動化的快速發(fā)展狀況與過程數(shù)學模型的運用程度有很大的聯(lián)系。要是能夠把數(shù)學模型這個技術(shù)運用得很熟練，那么就可以增加工業(yè)實現(xiàn)高度自動化的可能性。所以，為了可以滿足我們國家對鋼鐵產(chǎn)品的需要，提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)水平，務(wù)必要提高冶金工業(yè)自動化的水平。我們知道，一些歐美國家冶金工業(yè)的自動化水平很高，可是由于某些原因，他們不愿意或是不肯將這種自動化技術(shù)與其他國家分享，他們與其他國家進行的技術(shù)轉(zhuǎn)讓的產(chǎn)品大部分是落后的或是有較大缺陷的產(chǎn)品。不過如今，我們國家的自動化水平已經(jīng)發(fā)展到較高的領(lǐng)域，實現(xiàn)冶金高度自動化數(shù)學模型的創(chuàng)新具有較為成熟的條件，可以較為廣泛地滿足社會發(fā)展的需要。還有就是，我們國家已經(jīng)建立一個富有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的組織，從而為過程控制數(shù)學模型的自主創(chuàng)新提供了智力支持。要將數(shù)學模型與現(xiàn)代化信息技術(shù)、工藝水平以及自動化技術(shù)進行緊密結(jié)合，才能夠充分地發(fā)揮數(shù)學模型的優(yōu)勢之處?？梢钥闯?，數(shù)學模型是自動化技術(shù)和信息化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。我們國家鋼鐵企業(yè)為了可以生產(chǎn)出市場所需要的鋼鐵材料與品種，就構(gòu)建了實用性和準確性很高的數(shù)學模型。實用性和準確性很高的數(shù)學模型可以從本質(zhì)上保證鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)約能源的效果，從而推進鋼鐵產(chǎn)品的長久性發(fā)展。
3、過程控制系統(tǒng)與冶金工業(yè)自動化
對于冶金自動化來說，對于其生產(chǎn)過程中的檢測與控制是相當重要的。在實際應用中，新型傳感器的應用，結(jié)合軟測量技術(shù)的數(shù)據(jù)處理，對于其中的關(guān)鍵性工藝參數(shù)的掌握是相當有效的。其中，物流跟蹤技術(shù)，對于能源的平衡控制，在冶金環(huán)境下進行有效的環(huán)境排放實時監(jiān)測技術(shù)等，都是立足于對冶金產(chǎn)品的全生產(chǎn)過程控制目標，進行有自動化應用與實踐。特別是對于冶金過程中的檢測與在線監(jiān)控技術(shù)，對于冶煉中的鐵水、鋼水、溶渣進行實時的溫度與元素檢測，通過進行鋼水的純凈度監(jiān)測，達到提前預知預控生產(chǎn)的目標。而對于鋼材產(chǎn)品的溫度、尺寸、元素值范圍、組織缺陷等相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)進行的檢測與分析，也是貫穿于整個冶金生產(chǎn)全過程中的。而在對廢氣、煙塵也有著全線的監(jiān)控，為了提高整個自動化控制的閉環(huán)控制度，冶金自動化技術(shù)在發(fā)展中已經(jīng)形成了基于機理模型、專家系統(tǒng)、神經(jīng)元系統(tǒng)、統(tǒng)計分析、支撐矢量機等技術(shù)于一體的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。為了提高整個過程控制的有效性，自適應智能控制的應用對于提高對冶煉過程中關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制作用明顯。而整個過程控制技術(shù)都是立足于采用新型電力電子元件，通過交直變頻、高中壓變頻、與交交變頻進行傳動。如有副槍轉(zhuǎn)爐動態(tài)數(shù)學模型、連鑄二冷水優(yōu)化設(shè)定、軋機智能過程參數(shù)設(shè)定、電爐供電曲線優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統(tǒng)、高爐煉鐵過程優(yōu)化與智能控制系統(tǒng)等等。
4、信息化系統(tǒng)與冶金工業(yè)自動化
信息化系統(tǒng)的目的是通過信息共享與數(shù)據(jù)采集，把冶金流程中的所有信息進行集成處理，從煉鐵、煉鋼到軋鋼進行全面的信息收集與傳達。在這一過程中，也就是一個橫向的信息集成與整合過程。通過建立以計算機為基礎(chǔ)的全流程模擬信息化系統(tǒng)，對各種冶金模型進行流程性離線仿真系統(tǒng)設(shè)計，把其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的所有信息進行全面的收集與及時的上傳，并納入仿真系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中去，通過人機交互達到對于數(shù)據(jù)的監(jiān)測與生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控目的。而協(xié)同計算的參與，對于優(yōu)化冶金過程組織安排，強化生產(chǎn)智能與人工監(jiān)控有著重要意義。而信息化系統(tǒng)對于鋼鐵產(chǎn)品的流程設(shè)計與新產(chǎn)品開發(fā)上，具有著無可比擬的虛擬集成優(yōu)勢。不僅可以提高整個鋼鐵生產(chǎn)的智能化，同時還可以利用專家系統(tǒng)中的理論與案例知識，對生產(chǎn)組織與管理進行設(shè)計與優(yōu)化。
信息化作為冶金自動化的重要組成部分，不僅可以根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)對生產(chǎn)作業(yè)安排作出最快速的調(diào)整，同時還可以提高整個冶金生產(chǎn)過程中的智能化程度。通過信息化系統(tǒng)，可以對冶金各工序進行參數(shù)臨近，對各工序的參與順序與計劃作業(yè)方面進行自動計算與安排，進而自動調(diào)整各工序間的作業(yè)時間與等待時間。而當出現(xiàn)不可抗力影響時，冶金自動化中的信息化系統(tǒng)可以在最快的反應時間內(nèi)進行調(diào)度與技術(shù)工藝重組。通過人機協(xié)同動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度，及時判定生產(chǎn)故障與生產(chǎn)過程中發(fā)生的品質(zhì)異常情況。其中，在設(shè)備故障方面，不僅可以進行設(shè)備壽命預報，還可以進行自動計算與安排維護時間的工作。在冶金成本信息化方面，動態(tài)成本控制系統(tǒng)可以對整個原材料與能源介質(zhì)進行動態(tài)全程跟蹤，通過對產(chǎn)線進行自動化檢修與定修、對生產(chǎn)調(diào)度情況進行以生產(chǎn)情況為核心的動態(tài)調(diào)整與安排，達到優(yōu)化原材料配比，降低冶金生產(chǎn)成本的目的。
二、冶金工業(yè)自動化發(fā)展分析
1、自動化控制方面
目前來說，我國應正視與提高自身對于高端控制設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)，多進行自主知識創(chuàng)新，對智能控制與高性能控制器的設(shè)計與開發(fā)進行進一步的實踐與生產(chǎn)?？紤]到冶金現(xiàn)場的環(huán)境情況，對檢測儀表的應用上還多進行加強，提高檢測儀表的數(shù)據(jù)真實性，提高檢測儀表壽命，進一步對其在測量與預報方面進行技術(shù)探索。對于冶金來說，自動化技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)學模型的適用性，為了提高其適應性，我國應多考慮把工藝與數(shù)學模式，把專家經(jīng)驗與新時期的冶金自動化技術(shù)發(fā)展進行有效結(jié)合，把煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程進行有效優(yōu)化。
2、信息化應用方面
信息化的有效應用取決于其長期的落實與實踐，就這一點來說，在應用中，冶金企業(yè)應多立足于現(xiàn)有基礎(chǔ)，對自身已有的基礎(chǔ)自動化進行優(yōu)化，逐步進行信息化與基礎(chǔ)自動化的銜接。重視對整個生產(chǎn)流程的工序梳理與優(yōu)化，信息化應用的帶頭人應重視對信息化使用者的培訓與有效溝通，確保在生產(chǎn)中，信息化應用發(fā)揮其應有作用。
三、結(jié)束語
總而言之，冶金自動化的技術(shù)對于以往手工系統(tǒng)與現(xiàn)場監(jiān)控來說，擁有著更高的智能性與預知性。作為耗能大戶，冶金工業(yè)自動化發(fā)展趨勢受限于其成本因素與人力管理壓力，自動化技術(shù)會從以往的粗放型向精細化轉(zhuǎn)型。通過對耗能的全過程控制與計算，達到對于產(chǎn)能的預估與預控。通過自動化技術(shù)的發(fā)展與革新，對實現(xiàn)冶金工業(yè)的節(jié)能減排，降低其生產(chǎn)成本，最終達到增加冶金工業(yè)生產(chǎn)效率，建設(shè)綠色工廠的目標。
參考文獻：
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中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0303-01
1 我國鋼鐵廠的現(xiàn)狀
目前我國的鋼鐵廠正處在一個嶄新的戰(zhàn)略發(fā)展拐點上，在這個關(guān)鍵時期，通過轉(zhuǎn)型發(fā)展，創(chuàng)新驅(qū)動，才能夠找到超越自我的新措施、抓手和思路，使得我國現(xiàn)有的鋼鐵廠來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。這是一場深層次的變革，其本質(zhì)是信息化、自動化的技術(shù)正在逐步演變成為冶金工藝過程中的重要組成。這就為在鋼鐵廠中實現(xiàn)自動化控制提供了新的發(fā)展空間和機遇，同時也提出了新的和更艱難的挑戰(zhàn)。
2 在冶金行業(yè)中自動化控制的應用
研發(fā)和推動需更加適應我國發(fā)展需求的新一代的鋼鐵工藝流程，更好的解決能源、環(huán)境、資源和種類質(zhì)量等多個方面的束縛，來實現(xiàn)鋼鐵業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是目前冶金自動化所關(guān)注的重點所在。
2.1 冶金自動化工藝的流程
新一代的鋼鐵工藝流程具有三項主要功能，即能源的轉(zhuǎn)換功能（構(gòu)建能量流的網(wǎng)絡(luò)體系、使能源效率提高和得到更加充分的利用）、大宗廢棄物的消納處理和回收再利用（力爭實現(xiàn)零排放）、鋼鐵制品的生產(chǎn)制造功能（構(gòu)建低成本、高效率和潔凈的鋼鐵生產(chǎn)體系），其主要的內(nèi)容中包括：鋼鐵在液態(tài)過程中的高效與連續(xù)，原材料的動態(tài)配置優(yōu)化，特別是連鑄――熱軋的界面技術(shù)和煉鋼、煉鐵的界面技術(shù)，相變、形變相結(jié)合的控冷控軋的技術(shù)。從綠色工廠的角度出發(fā)，是構(gòu)建再生資源的利用和廢棄物的綜合處理體系，在新一代的鋼鐵廠體系中，關(guān)于能源方面，所構(gòu)建的是能量流得網(wǎng)絡(luò)體系，可這三個體系的建立，都是少不了自動化技術(shù)的保證與支持的。
2.2 冶金自動化工藝的特征
（1）新一代的鋼鐵工藝的流程主要源于動態(tài)――準確精細的設(shè)計方法創(chuàng)新和理念研究，從而能夠達到生產(chǎn)出低成本、高效率的潔凈鋼的目的。
（2）新一代的鋼鐵工藝的流程的運行和研發(fā)，要落實到優(yōu)化和構(gòu)建運行能源調(diào)構(gòu)中心，低成本、高效率的潔凈鋼的制造和生產(chǎn)體系的運行和構(gòu)建。
（3）新一代的鋼鐵工藝的流程將會推動冶金行業(yè)向著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，并且能夠推動冶金行業(yè)，實現(xiàn)低碳、環(huán)保、綠色的生產(chǎn)目的進而發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。
（4）新一代的鋼鐵工藝的流程不僅僅只適用在高端的鋼鐵制品的生產(chǎn)需求，同樣的也能夠滿足長才、特殊鋼等的生產(chǎn)需求。
2.3 冶金自動化的發(fā)展優(yōu)勢
新一代的鋼鐵工藝的流程的發(fā)展必然離不開的是冶金自動化的支持與保證，許多創(chuàng)新的制造工藝只有由自動化手段才能夠?qū)崿F(xiàn)，冶金自動化已成為了新一代的鋼鐵工藝流程中的不可或缺的重要組成部分。其次，新一代得鋼鐵工藝的流程想要實現(xiàn)“決勝千里之外，運籌帷幄之中”，如果要是沒有了自動化技術(shù)的保證與支撐，是根本不可能實現(xiàn)的。還有重要的一點就是，新一代的鋼鐵工藝的流程需要實現(xiàn)精細化的管理，都需要靠數(shù)據(jù)來得以實現(xiàn)。可數(shù)據(jù)的挖掘、采集、存儲、優(yōu)化以及分析等等都是少不了自動化技術(shù)平臺保證的。進入二十一世紀以來，衡量我國鋼鐵業(yè)技術(shù)水平的標準已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，不僅僅是要看它的機械化水平，更是要看它的自動化水平。冶金業(yè)自動化將開始參與進而主導鋼鐵業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的最終方向，從而使鋼鐵業(yè)朝著綠色產(chǎn)業(yè)、高附加值產(chǎn)業(yè)的方向迅猛發(fā)展。
3 冶金自動化在軋鋼生產(chǎn)中的應用
3.1 自動化軋鋼的概念
由于社會發(fā)展的需求和生產(chǎn)量的需求，所需要的鋼鐵制品的數(shù)量和種類也在隨之而增長，傳統(tǒng)的軋鋼技術(shù)自然不能夠滿足現(xiàn)在的需求。自動化軋鋼控制技術(shù)的完備是在最近幾年才逐步發(fā)展起來的。控制預定位置就是其中的一部分，由于連軋機的生產(chǎn)效率特別的高，并且便于控制，能夠帶來異常顯著的經(jīng)濟效益。所以世界各地的鋼鐵業(yè)都力爭應用這套連軋的工藝過程，進而極大的促進了自動化軋鋼控制技術(shù)的發(fā)展。這也就是我們所說的自動化軋鋼。
3.2 自動化軋鋼的應用
3.2.1 原材料的跟蹤應用。
在跟蹤的過程中，通過數(shù)據(jù)庫和檢測元器件的配合，從而能夠根據(jù)實際的程序步驟來進行更為有效的跟蹤。由于軋件的位置被時時的跟蹤，所以可以由此來判斷軋制的過程中所出現(xiàn)的堆鋼等一系列的故障，當判斷出可能有堆鋼故障后可手動或自動起動故障點前的碎斷剪、飛剪對軋件進行處理。
3.2.2 數(shù)據(jù)的應用。
在PLC/DCS系統(tǒng)上加裝網(wǎng)卡的服務(wù)，然后連接數(shù)據(jù)采集網(wǎng)。下一步是設(shè)定一個IP地址同中心機房的網(wǎng)絡(luò)連接，從而能夠正常運行實時數(shù)據(jù)庫的通訊，使采集數(shù)據(jù)完成。
3.2.3 模擬軋鋼生產(chǎn)。
由自動化軋鋼系統(tǒng)中的監(jiān)控級HMI發(fā)出模擬軋鋼的信號和其所需要的數(shù)據(jù)，全線模擬軋鋼生產(chǎn)，來檢查全線的設(shè)備是否正常工作。
3.2.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應用。
把柳鋼棒線型材廠的11條生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)匯集到一個調(diào)度室中，形成一個調(diào)度中心。和中心機房能夠?qū)崿F(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)連接，并且每一個生產(chǎn)線之間又都有一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的來往。
3.3 自動化軋鋼的優(yōu)勢
自動化軋鋼的控制技術(shù)最新的發(fā)展成就是――將人工智能運用在軋鋼過程中。這樣的一套人工智能系統(tǒng)應具備：邏輯順序的準確、專家級的系統(tǒng)、控制性能的準確和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要像神經(jīng)一樣，該項技術(shù)目前已經(jīng)被成功運用在控制圓鋼的形狀、分析正負偏差、預測性能，一直到成品的打包和轉(zhuǎn)移的管理等多個方面的問題。隨著我國科技的進步，人工智能軋鋼的技術(shù)必將日漸成熟起來，而這項技術(shù)的未來發(fā)展優(yōu)勢就在于：能夠取代更為廣大的軋鋼線操作人員，從而使程序能夠更加系統(tǒng)更加科學，甚至可以取代了一部分的腦力勞動，使軋鋼的過程在計算機人工智能系統(tǒng)的控制體系下，讓整個軋鋼過程相比較傳統(tǒng)的軋鋼技術(shù)，更加完美、更為精確，能力和技術(shù)也不斷的全面和完善。
4 在鋼鐵廠中自動化控制的發(fā)展方向
第一，來提供更加優(yōu)質(zhì)的自動化服務(wù)。（1）提供標準的自動化的專業(yè)服務(wù)（2）倡導“零故障”服務(wù)（3）對應突發(fā)事件有手段和能力。第二，提高大型集成自主數(shù)字化控制系統(tǒng)的水平和能力。很多冶金行業(yè)的內(nèi)部自動化部門、單位或者技術(shù)團隊，都曾做過不少的自動化集成項目，但是我們所說的大型集成自主數(shù)字化控制系統(tǒng)應該具有如下特色：（1）集成自主必須是以“我”為中心；（2）數(shù)據(jù)應用和挖掘；（3）整套系統(tǒng)中要實現(xiàn)實時的控制。
結(jié)語
鋼鐵工廠自動化的發(fā)展方向，本質(zhì)上代表的是整個鋼鐵行業(yè)的未來發(fā)展方向，如果沒有了自動化技術(shù)的支持，就無法再煉鋼。一句通俗的話，卻能夠比較深刻的反映自動化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的地位與作用，珍惜已經(jīng)得到了的成果，再深刻的反省過去所犯的錯誤，科學判斷未來的行業(yè)走向，自動化冶金的明天將會更加輝煌燦爛。
參考文獻
中圖分類號：TF345 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）13-0064-01
冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是一個復雜的多相物理化學反應過程，環(huán)境惡劣、過程復雜，期間難以準確地進行連續(xù)不斷的測量，因而無法采用常規(guī)過程控制的方法對其進行控制。但僅憑人工經(jīng)驗控制煉鋼終點又難以保證鋼材產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、操作穩(wěn)定和低能耗，因此，必須對煉鋼生產(chǎn)進行精準的自動化控制，以提高鋼鐵質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，節(jié)省能源，降低成本。
一、冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)
轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是指以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，靠鐵水的熱量以及廢鋼、鐵合金在高溫下發(fā)生化學反應產(chǎn)生的熱量相結(jié)合，在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼的過程。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在計算機信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)以及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，控制變量繁雜且要求精度很高，是煉鋼過程中最重要的一個環(huán)節(jié)。以下是針對轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)中幾個關(guān)鍵技術(shù)的分析。
1.冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)很難適應現(xiàn)代社會的生產(chǎn)要求， 尤其是隨著檢測技術(shù)，計算機技術(shù)和自動化技術(shù)的飛速發(fā)展， 轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動化技術(shù)也隨之改進。目前，用于轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)主要分為廢氣分析檢測技術(shù)和副槍監(jiān)測技術(shù)兩部分。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，它們主要通過檢測儀表對熔鋼溫度、液面高度、熔鋼成分等參數(shù)的記錄，并進行及時分析，為煉鋼過程中的溫度控制、添加原料等提供有利的數(shù)據(jù)支持。具體檢測技術(shù)包括：
（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼副槍檢測技術(shù)
轉(zhuǎn)爐煉鋼副槍自動化的使用是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)先進性的標志和發(fā)展趨勢。國際上大部分鋼鐵企業(yè)在轉(zhuǎn)爐上都配有副槍。副槍檢測方法不但可以保持對鋼水較高的碳含量和溫度的控制，同時減少了石灰、鐵合金等原料的消耗，無需鋼水的補吹，且爐襯浸蝕明顯降低，實現(xiàn)了完全的自動化，大大提高了轉(zhuǎn)爐煉鋼的產(chǎn)量。
（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼廢氣分析檢測技術(shù)
轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在煉鋼過程中主要產(chǎn)生的廢氣有一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣、氧氣等。轉(zhuǎn)爐煉鋼廢氣檢測主要使用爐氣定碳法和副槍技術(shù)相結(jié)合，以副槍測定為主，結(jié)合廢氣分析計算脫碳速度，通過煉鋼過程中排除的廢氣成分和流量，為計算轉(zhuǎn)爐內(nèi)瞬時鋼液殘留碳的含量提供信息，從而確定轉(zhuǎn)爐中的含碳量。此外，轉(zhuǎn)爐氣副槍法的實施，不僅使轉(zhuǎn)爐內(nèi)含碳量的測量精度大大提高，而且為自動化檢測技術(shù)提供了有利的數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)人工工作模式，提高了工作效率和產(chǎn)出鋼的質(zhì)量。
2.冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)
轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)主要包括控制技術(shù)、人工智能技術(shù)以及對煉鋼模型的研究。它們主要是指轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中以計算機技術(shù)為媒介對檢測技術(shù)所顯示煉鋼生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)爐內(nèi)原料不足、廢氣過多、溫度不準等原因進行自動化調(diào)整。
（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼的控制技術(shù)模型
轉(zhuǎn)爐煉鋼的控制技術(shù)包括動態(tài)控制模型和反饋計算模型，主要是根據(jù)控制系統(tǒng)對吹煉終點和含碳量的檢測數(shù)據(jù)進行控制的。動態(tài)控制模型主要是對煉鋼過程中氧氣的需求量和冷卻劑量進行檢測，并根據(jù)所測得含碳量、溫度以及氧氣量的數(shù)值計算出鋼水實際溫度以及鋼水的實際含碳量，方便鋼水溫度和含碳量的調(diào)整；反饋計算模型主要是針對動態(tài)模型所測量數(shù)據(jù)進行重新計算，按誤差大小調(diào)整規(guī)劃，補充轉(zhuǎn)爐內(nèi)的原料所需。
（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼中人工智能技術(shù)的應用
人工智能技術(shù)是基于計算機科學技術(shù)通過模擬、延伸和擴展人的智能方法的一門新的技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中人工智能主要是針對煉鋼過程中需要人為處理的工作，通過計算機科學技術(shù)模擬進行，從而減少勞動力，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)智能化的進程。
（3）轉(zhuǎn)爐煉鋼中的模型研究
在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，無論是人工智能技術(shù)還是控制技術(shù)都是以模型為基礎(chǔ)的。目前，所使用的人工智能技術(shù)主要是以計算機科學技術(shù)為基礎(chǔ)，以人為模型進行模擬工作；而控制技術(shù)中動態(tài)控制模型，也是根據(jù)熱平衡原理和化學反應為基礎(chǔ)的。所以模型研究在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中必不可少，不但可以提高鋼材質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時可以針對鋼鐵企業(yè)存在問題科學、合理的進行解決規(guī)劃。
二、冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)的功能及應用價值
自動化系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐煉鋼的應用中主要可以對廢鋼、鐵水的質(zhì)量進行稱量、對電氣控制進行指示以及對儀表監(jiān)視控制作用等。以下是對轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化系統(tǒng)功能的簡要分析。
1.冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)的功能
（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化系統(tǒng)對廢鋼、鐵水質(zhì)量的稱量
由轉(zhuǎn)爐煉鋼工作環(huán)境惡劣，廢鋼、鐵水的稱重必須由天車主鉤吊裝廢鋼料槽和鐵水爐缸進行裝料。裝料過程主要通過多個壓式重量傳感器讀出廢鋼或者鐵水的重量，并由補償接線盒顯示重量數(shù)據(jù)，并及時進行記錄。
（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化系統(tǒng)對電氣控制的指示
在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中考慮到有些電氣操作是應急處理操作，關(guān)系到自動化系統(tǒng)的安全性和可靠性，因此，電氣控制指示必須獨立構(gòu)成。自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼共有六個散裝料料倉，主要是鐵礦石、白云石、白石灰以及鐵皮球料倉。在散料質(zhì)量測量中，主要通過料倉四角處的壓式稱重傳感器通過監(jiān)測畫面在儀表器中顯示。
（3）轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)對儀表監(jiān)視的控制
在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，儀表監(jiān)視控制部分是通過計算機技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和主機相連，監(jiān)測儀表PLC的工作。計算機主機和從機相互合作，一旦有異常情況發(fā)生，做到主從機可相互代替工作的目的。這樣可確保系統(tǒng)能夠有一個相對完整的數(shù)據(jù)庫，增加了系統(tǒng)的可靠性，便于系統(tǒng)的維護工作。
計算機的監(jiān)測畫面是儀表部分的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，通過適配器從儀表中讀取監(jiān)測廢鋼、鐵水等原料的使用數(shù)據(jù)；同時，監(jiān)測畫面還能實時的顯示氧氣、氮氣以及冷卻水的壓力和流量，給操作人員提供有利的數(shù)據(jù)，供其對氮氣、氧氣、冷卻水進行調(diào)整；同時，對鋼水溫度的監(jiān)控中，采用熱電偶探頭深入轉(zhuǎn)爐內(nèi)取出鋼水的溫度，并利用監(jiān)控系統(tǒng)從儀表器中顯示。
2.冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的應用價值
我國轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的目標是：在提高鋼鐵的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下，最大限度的降低成本、節(jié)約能源、科學環(huán)保，使我國鋼鐵市場在國際鋼鐵市場競爭中利于不敗之地。在自動化控制技術(shù)的前提下提高煉鋼的終點命中率、改善鋼水質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和提高能源利用率，從而提高鋼鐵的生產(chǎn)效率和鋼材質(zhì)量。
自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)采用動態(tài)控制轉(zhuǎn)爐氣體連續(xù)分析系統(tǒng)和副槍測溫系統(tǒng)相互結(jié)合，增加了轉(zhuǎn)爐氣體和溫度達到終點的幾率，從而大幅度的提高終點控制命中效率。為了提高鋼水質(zhì)量，在氣體補吹過程中應盡量減少氧氣含量，避免鋼水氧化，提高鋼的純度。通過提高終點命中率和降低補吹率，從而縮短了冶煉時間，增加了鋼液溫度和成分的穩(wěn)定性，為連續(xù)鑄鋼創(chuàng)造了條件；同時，在自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的支持下，取消了一次性副槍確定氧含量及定碳頭的能源消耗，降低鋼中的含氧量，減少了爐渣中鐵合金的含量，從而提高了原料的利用率，降低了煉鋼生產(chǎn)成本。
總之，面對國際鋼材市場近年來對鋼材產(chǎn)品質(zhì)量越來越高的要求，我國鋼鐵企業(yè)必須盡快改革冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，大力發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)，從而提高生產(chǎn)效率，在加強鋼產(chǎn)質(zhì)量的同時，降低能源消耗，與國際鋼鐵行業(yè)接軌，促進我國鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
引言
隨著電子信息技術(shù)及智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，近年來，冶金電氣自動化技術(shù)取得了很大進步，推動了鋼鐵、冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實現(xiàn)冶金行業(yè)的現(xiàn)代化，發(fā)揮了有效的促進作用。把握當前冶金電氣自動化技術(shù)的發(fā)展形勢，全面分析其發(fā)展現(xiàn)狀，掌握其發(fā)展趨勢，對于解決行業(yè)問題，推動我國冶金電氣自動化技術(shù)的應用與發(fā)展，有著重要的現(xiàn)實意義。
一、自動化技術(shù)在冶金行業(yè)的發(fā)展
80年代左右，我國鋼鐵冶金行業(yè)還普遍采用單回路控制，一般控制設(shè)備都為常規(guī)儀表，控制水平簡單。而在90年代以后，自動化技術(shù)開始在我國冶金行業(yè)中普及，大部分企業(yè)的控制裝備方面都以PLC、DCS、FCS為主，控制水平可以達到準無人化水平。最近這幾年，冶金行業(yè)自動化技術(shù)再一次升級，部分鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了全廠信息化，控制系統(tǒng)也更加優(yōu)化了，出現(xiàn)了BPS/MES/PCS三級結(jié)構(gòu)。自從我國加入WTO后，再加上金融危機的影響以及國際鋼鐵市場的持續(xù)低迷，鋼鐵冶金企業(yè)現(xiàn)今正面臨著嚴峻的考驗，所以為了適應全球冶金行業(yè)的大環(huán)境，為了我國冶金行業(yè)更好的發(fā)展，提升我國鋼鐵行業(yè)自動化技術(shù)的水平勢在必行。
二、我國冶金工業(yè)的自動化現(xiàn)狀
1.冶金工業(yè)的生產(chǎn)控制體系
在冶金工業(yè)的生產(chǎn)過程中，主要是由四大分級結(jié)構(gòu)控制體系完成的，它們分別為:①O級是采集執(zhí)行層，也就是傳感器和執(zhí)行器，主要是完成物理量的測量、執(zhí)行控制命令②1級是基礎(chǔ)自動化，集中控制生產(chǎn)工藝的過程。③2級是過程自動化，控制生產(chǎn)的優(yōu)化④管理自動化，調(diào)節(jié)個程序之間的工作，使其分工合作。
2.我國冶金自動化技術(shù)的現(xiàn)狀
隨著21世紀的發(fā)展，我國的冶金自動化的程度得到了很大的提高，從冶金生產(chǎn)的各個工序現(xiàn)場可以隨處可見自動化的設(shè)備，不僅有比較先進的單機操作系統(tǒng)，還有完善的集散式分布系統(tǒng)。目前我國的大型冶金企業(yè)都從國外引進了先進的自動化控制系統(tǒng)和設(shè)備，然后應用這些設(shè)備和技術(shù)，進行消化吸收和自我創(chuàng)新，改造出適合我國冶金企業(yè)的生產(chǎn)實際情況的設(shè)備，使我國的自動化水平己經(jīng)趕上了國際的水平。但是發(fā)展是不斷的，所以對我國的冶金工業(yè)的要求會越來越高，使得一些落后的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備被淘汰，配備了很多新的自動化系統(tǒng)和單機自動化系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備。
三、有色冶金行業(yè)未來發(fā)展及制約因素
我國雖然是目前世界上最大的有色金屬產(chǎn)品生產(chǎn)國，但是國內(nèi)有色金屬礦產(chǎn)資源保證程度比較低，同時我國有色金屬深加工產(chǎn)品和新材料開發(fā)水平與發(fā)達國家差距較大，短時期內(nèi)難以實現(xiàn)大量出口，有色金屬產(chǎn)品進出口貿(mào)易長期存在巨額逆差。來自中國有色金屬協(xié)會的數(shù)據(jù)：2011年我國有色金屬進出口貿(mào)易總額創(chuàng)歷史新高，達到1607億美元，同比增長28%，增幅比,十一五-期間的平均增幅高7.3%，全年進出口貿(mào)易逆差額為744億美元，同比增長8%；2013年我國有色金屬行業(yè)運行情況仍為不振，而影響行業(yè)的主要問題還是下游需求不旺，產(chǎn)能過剩，有色金屬行業(yè)銷售收入利潤僅為3.56%，同比下滑了0.36%。有色行業(yè)未來在種類和質(zhì)量兩方面的發(fā)展都存在著很多制約因素。在產(chǎn)能增加方面，首先是資源缺乏的矛盾日益突出，例如按目前的消耗水平，現(xiàn)有冶金礦產(chǎn)資源將很難保證本世紀內(nèi)生產(chǎn)的需求；其次，能源結(jié)構(gòu)不合理，二次能源利用還很不充分，能耗高；第三，推行高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、污染少的綠色清潔生產(chǎn)雖已有了初步成效，但從總體上看還處于初始階段。在品種質(zhì)量方面，首先是淘汰落后工藝裝備的任務(wù)還未完成，流程的全面優(yōu)化和工藝裝備的進一步優(yōu)化還受各種條件的制約，大型設(shè)備依賴進口。其次在新品種開發(fā)方面原創(chuàng)性自主創(chuàng)新不多，產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)保障體系尚需完善。
四、冶金自動化發(fā)展趨勢
（一）過程控制系統(tǒng)的完善
雖然很多企業(yè)已經(jīng)進行了過程系統(tǒng)控制,但是和世界先進技術(shù)水平相比,我國的冶金控制系統(tǒng)應用并不全面。冶金工程的工作流程已經(jīng)可以采用比較新型的傳感技術(shù)、光機電一體化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合以及數(shù)據(jù)處理技術(shù),除此之外,還有一些關(guān)鍵工藝技術(shù),例如參數(shù)閉環(huán)控制、產(chǎn)品物流跟蹤、能源的平衡控制以及環(huán)境控制和產(chǎn)品質(zhì)量控制。實現(xiàn)冶金流程在線檢測和監(jiān)控系統(tǒng),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(shù)檢測和判斷,全線廢氣和煙塵的監(jiān)測等。
（二）信息技術(shù)進一步得到發(fā)展應用
受市場影響，我國冶金產(chǎn)業(yè)面臨著激烈的競爭，因此需要通過降低成本、提高質(zhì)量，以獲得競爭優(yōu)勢，提升核心競爭力。所以，信息技術(shù)必然會得到進一步地重視和加強，新技術(shù)的創(chuàng)新和應用愈加突出。在冶金企業(yè)的生產(chǎn)控制方面，為增強生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，智能儀表、模型技術(shù)、高性能控制器和集中管控將得到更加廣泛應用?？梢灶A見，在MES、ERP等系統(tǒng)繼續(xù)應用的基礎(chǔ)上，物流管理、商務(wù)智能、客戶關(guān)系管理、供應鏈管理、電子商務(wù)等信息系統(tǒng)，未來將全面鋪展，獲得廣泛應用。信息技術(shù)將變得無所不在。未來，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化等技術(shù)的創(chuàng)新和應用，將為冶金企業(yè)信息和智能化管理提供有力的技術(shù)支撐。
（三）進一步提高智能化程度
在過去，電氣自動化受限于電子化和機械化，新世紀以來計算機技術(shù)才被慢慢引入電氣自動化程序并發(fā)展成為主導的。信息化和工業(yè)化的融合，還有待加強。這是節(jié)省勞動力，提高生產(chǎn)效率的需要。生產(chǎn)過程的信息化主導，有利于實現(xiàn)自動化和機械化，從而改善生產(chǎn)模式，提高生產(chǎn)質(zhì)量。把電氣自動化技術(shù)與計算機技術(shù)兩者相融合，將進一步促進冶金生產(chǎn)過程自動化和機械化。特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展對于促進電氣自動化的進一步發(fā)展發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用。我國冶金電氣自動化技術(shù)發(fā)展，漸趨于將信息化和工業(yè)化相互深度融合，逐步淘汰落后生產(chǎn)方式，加強兼并重組，使得產(chǎn)業(yè)集中化提高，產(chǎn)業(yè)鏈游資源得到整合，工藝及管理水平不斷提升，冶金企業(yè)向精細、集約化管理轉(zhuǎn)變。
（四）能源管理控制一體化的構(gòu)建
我們知道，冶金行業(yè)是一個耗費資源和能源較多的行業(yè)，耗費的這些能源和資源會嚴重阻礙到冶金工業(yè)的不斷發(fā)展。當前，我們國家的冶金工業(yè)逐漸從粗放型的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為精細型的生產(chǎn)模式，用耗費的能源和資源作為核定產(chǎn)能的標準在未來可能成為現(xiàn)實。因此，能源的節(jié)約與利用對冶金工業(yè)的發(fā)展有相當重要的意義。其中自動化技術(shù)在冶金工業(yè)中的廣泛運用，可以為節(jié)能減耗、低碳減排做出很大的貢獻。冶金行業(yè)的能源管理控制一體化的構(gòu)建，要是只處于數(shù)據(jù)采集階段的話，那么作用并不大，但這也是目前普遍存在的現(xiàn)象。根據(jù)冶金工業(yè)在能源管理控制方面的特點，也就是耗費大量的能源與資源以及在冶金生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的氣體，我們將能源控制與管理的重點放在了建設(shè)能源控制與管理中心。能源控制與管理中心主要是以控制模型與管理模型的建立為基礎(chǔ)。可以看出，能源控制與管理的工作重點是能源運用的合理化、二次能源運用得合理化、多種能源介質(zhì)共同運行、轉(zhuǎn)變過去的能源計算方式以及能源安全警告等內(nèi)容。
結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展,冶金自動化技術(shù)不斷提高,但是和發(fā)達工業(yè)國家相比,在技術(shù)方面還存在很大差距,我國企業(yè)需要不斷改進生產(chǎn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,積極促進冶金自動化技術(shù)的發(fā)展。鋼鐵工業(yè)是我國的基礎(chǔ)工業(yè),關(guān)系到各行各業(yè)的生產(chǎn),尤其是工業(yè)和建筑產(chǎn)業(yè),沒有鋼鐵就無法進行下一步具體工作。我國正處于社會主義建設(shè)高峰階段,很多工業(yè)發(fā)展處于品質(zhì)提升及轉(zhuǎn)型階段,今后對高品質(zhì)鋼鐵的需求量會不斷增加。然而目前市場高品質(zhì)鋼鐵供應不足,高端品質(zhì)種類較少,不能完全滿足市場需求。所以,冶金自動化技術(shù)是推動鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量提高的主要渠道。我國冶金行業(yè)在今后的發(fā)展當中要不斷吸收借鑒國外冶金自動化技術(shù)的發(fā)展,制定適合我國冶金自動化發(fā)展的目標,不斷拓展我國工業(yè)的發(fā)展。
參考文獻：
中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2016）34-0095-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.047
1 我國冶金自動化技術(shù)的現(xiàn)狀分析
目前，我國已是國際上首屈一指的鋼鐵冶煉大國，連續(xù)多年世界鋼鐵產(chǎn)量第一，出口大量優(yōu)質(zhì)鋼鐵，為有效實現(xiàn)冶金的品種與結(jié)構(gòu)多樣化，冶金行業(yè)在生產(chǎn)過程中積極應用自動化技術(shù)，并取得一定成就。為充分發(fā)揮冶金自動化技術(shù)在冶金生產(chǎn)中的積極作用，近年來，冶金企業(yè)大力發(fā)展冶金自動化技術(shù)，積極培養(yǎng)優(yōu)秀的冶金自動化技術(shù)人員，同時引進專業(yè)的冶金技術(shù)人員來突破冶金自動化技術(shù)的生產(chǎn)難題。冶金自動化技術(shù)是促進我國工業(yè)快速發(fā)展的重要技術(shù)，在其應用的過程中，必須嚴格遵循科學發(fā)展觀，同時要與冶金行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展模式相適應，積極推動我國冶金行業(yè)朝著可持續(xù)方向蓬勃發(fā)展。
2 我國冶金自動化技術(shù)的系統(tǒng)分析
就目前而言，我國冶金行業(yè)中常見的冶金自動化技術(shù)可分成三個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次，即過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和企業(yè)信息化系統(tǒng)。下面對這三個系統(tǒng)進行分析：
2.1 過程控制系統(tǒng)
冶金自動化技術(shù)是一個全面化的控制系統(tǒng)，過程控制在這其中發(fā)揮著重要作用。每個自動化系統(tǒng)的控制者都是計算機，所有系統(tǒng)程序都必須由電腦配制而成。利用計算機編輯制定冶金自動化操作系統(tǒng)，不僅可以有效提高冶金生產(chǎn)效率，還有利于獲取精確的自動化控制分析數(shù)據(jù)，徹底打破傳統(tǒng)冶金過程復雜且數(shù)據(jù)記錄不全面的局限，全面提高冶金自動化系統(tǒng)的控制準確性，便于人員在冶金作業(yè)過程中清楚觀察到全部生產(chǎn)流程，準備分類記錄每一生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)。
我國冶金生產(chǎn)過程中應用過程控制系統(tǒng)，能精確計算高爐、電爐、軋機、轉(zhuǎn)爐等運行狀態(tài)參數(shù)，但事實上我國的冶金行業(yè)數(shù)據(jù)庫仍存在適應性差的問題，無法達到預計的目的，盡管有些企業(yè)已經(jīng)積極引進國外先進的技術(shù)設(shè)備，但仍難以充分發(fā)揮冶金過程控制系統(tǒng)的作用。
2.2 生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)
隨著我國冶金行業(yè)的不斷發(fā)展，我國冶金企業(yè)充分認識到生產(chǎn)管理的重要性，積極構(gòu)建良好的生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，全面管理冶金生產(chǎn)流程，切實提升冶金生產(chǎn)質(zhì)量。目前，我國絕大多數(shù)冶金項目都會應用生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，對冶金生產(chǎn)的信息進行收集，對冶金生產(chǎn)的日常事務(wù)進行管理，在冶金生產(chǎn)過程中綜合應用統(tǒng)籌分析學、專家系統(tǒng)化、仿真生產(chǎn)等新技術(shù)，全面協(xié)調(diào)冶金生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)，取得一定成效。但事實上，由于冶金自動化技術(shù)人員的操作技術(shù)尚未成熟，生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)尚未完善，導致在實際的冶金自動化生產(chǎn)管理過程中還難以充分發(fā)揮其積極作用，生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)的應用也與企業(yè)實際的生產(chǎn)發(fā)展不太適應，無法很好地提高生產(chǎn)效率，影響冶金生產(chǎn)工作的正常開展。
2.3 企業(yè)信息化系統(tǒng)
21世紀是信息科技發(fā)展時代，受計算機互聯(lián)網(wǎng)的影響，冶金行業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理過程也朝著信息化方向發(fā)展。我國絕大部分冶金企業(yè)都會結(jié)合自身發(fā)展需求在冶金生產(chǎn)實際中應用信息化管理系統(tǒng)，通過建立完善的企業(yè)信息數(shù)據(jù)庫，提高企業(yè)內(nèi)部管理水平，促進整個冶金行業(yè)信息化管理水平的提升。
例如，我國著名的寶鋼集團有限公司積極落實企業(yè)信息化管理，大力建設(shè)冶金生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)庫，及時收集、記錄和分享冶金生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，同時積極研發(fā)應用綜合數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、冶金數(shù)據(jù)質(zhì)量分析技術(shù)等智能化信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，取得良好的企業(yè)信息化管理成效，為我國其他冶金行業(yè)提供了良好的參考。
3 我國冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢分析
總之，冶金自動化技術(shù)在促進我國冶金行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，為更好地滿足冶金行業(yè)的技術(shù)需求，必須采取有效措施推動冶金自動化技術(shù)的發(fā)展。針對我國冶金自動化技術(shù)的應用現(xiàn)狀，下文將深入探究我國冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
3.1 全面完善冶金過程控制系統(tǒng)
我國越來越多冶金企業(yè)采用過程控制系統(tǒng)監(jiān)管冶金生產(chǎn)的全過程，但我國當前應用的過程控制系統(tǒng)仍是試驗品，與國外先進的冶金自動化系統(tǒng)相比仍存在一定差距。為更好地促進我國冶金自動化技術(shù)的發(fā)展，我國冶金自動化系統(tǒng)必將全面應用傳感技術(shù)、光感一體化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)等先進的新型技術(shù)，在冶金生產(chǎn)過程中推廣在線連續(xù)監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)，切實做好產(chǎn)品物流跟蹤、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護監(jiān)控等工作，保證冶金企業(yè)的生產(chǎn)目標順利達成，切實執(zhí)行冶金企業(yè)生產(chǎn)的全過程監(jiān)控管理，綜合分析冶金生產(chǎn)過程中的原材料、殘渣成分，有效監(jiān)控冶金生產(chǎn)的溫度、濕度，全面監(jiān)督控制鋼材質(zhì)量，及時檢測冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物及煙塵。
3.2 優(yōu)化冶金生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)
在冶金自動化生產(chǎn)中應用模擬化方法對冶金生產(chǎn)管理進行全過程研究分析是冶金自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢之一，通過模擬化控制管理，能有效提升冶金生產(chǎn)和管理過程中的科學性。合理運用計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體模擬技術(shù)，在現(xiàn)有的冶金生產(chǎn)模型上全面模擬冶金生產(chǎn)流程，優(yōu)化冶金行業(yè)的生產(chǎn)管理，提高冶金生產(chǎn)組織的科學性，為冶金新產(chǎn)品的開發(fā)提供良好的條件。
另外，冶金行業(yè)要通過各種途徑提升冶金行業(yè)的生產(chǎn)智能化。首先，在冶金生產(chǎn)管理過程中要從實例借鑒、推理應用、專家分析策略、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)等方面來逐步提升冶金行業(yè)自動化技術(shù)水平，提高冶金生產(chǎn)效率和質(zhì)量，從而增強冶金企業(yè)的生產(chǎn)能力；其次，利用冶金行業(yè)中各個生產(chǎn)流程所提供的參考數(shù)據(jù)，科學分析冶金生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常情況，采取合理措施及時處理生產(chǎn)異常問題。此外，在冶金生產(chǎn)機械設(shè)備的管理上，應采用故障診斷與預報相結(jié)合的新型技術(shù)，真正實現(xiàn)對冶金機械設(shè)備故障問題的預報診斷模擬處理，并將試驗結(jié)果應用到生產(chǎn)實際中，科學維護冶金生產(chǎn)機械設(shè)備。對于冶金企業(yè)的成本管理，應積極建立成本動態(tài)管理模型，全過程監(jiān)控成本管理質(zhì)量，提升成本管理成效；最后，在冶金生產(chǎn)實際中要采用先進的高科技跟蹤服務(wù)系統(tǒng)，不斷優(yōu)化原材料的配比和使用，有效降低冶金生產(chǎn)的成本費用，提高冶金企業(yè)生產(chǎn)效益。
3.3 健全企業(yè)信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫
3.3.1 行業(yè)信息集成化。冶金行業(yè)信息化建設(shè)的最終目的是實現(xiàn)企業(yè)間的信息資源共享，在有效競爭的市場環(huán)境下趨利避害，因此冶金企業(yè)應積極建設(shè)系統(tǒng)化、標準化的信息化編碼管理系統(tǒng)，不僅進一步推廣冶金行業(yè)信息化基礎(chǔ)管理系統(tǒng)的應用，還能加快整個冶金行業(yè)信息化管理系統(tǒng)的信息集成，加快建設(shè)冶金行業(yè)中的信息數(shù)據(jù)庫，為冶金企業(yè)提高精確的信息數(shù)據(jù)資料，提高冶金生產(chǎn)質(zhì)量。
3.3.2 監(jiān)管控制一體化。冶金企業(yè)信息化系統(tǒng)監(jiān)管控制一體化的發(fā)展，能實現(xiàn)企業(yè)信息化系統(tǒng)的實時性能管理，協(xié)調(diào)企業(yè)產(chǎn)品供銷流程，真正實現(xiàn)從企業(yè)訂單合同到生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)作業(yè)指令、產(chǎn)品入庫、產(chǎn)品出廠發(fā)運的信息化管理，使冶金生產(chǎn)與銷售形成一個有機整體，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃調(diào)度和生產(chǎn)控制的協(xié)調(diào)銜接；同時，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計到生產(chǎn)制造的質(zhì)量跟蹤與控制，逐步構(gòu)建完善的PDCA質(zhì)量循環(huán)體系。此外，冶金生產(chǎn)的成本管理應在線覆蓋整個生產(chǎn)流程，使資金控制實時貫穿企業(yè)生產(chǎn)的所有業(yè)務(wù)活動，采用預算、預警、預測等手段做好冶金生產(chǎn)的事前控制和事中控制工作。
3.3.3 知識管理和商業(yè)智能化。冶金企業(yè)信息化管理系統(tǒng)朝著知識管理和商業(yè)智能化方向發(fā)展，能充分利用企業(yè)信息化系統(tǒng)收集積累的大量信息數(shù)據(jù)，根據(jù)企業(yè)各類決策主題分別構(gòu)建不同的信息數(shù)據(jù)庫，然后通過信息在線分析和數(shù)據(jù)挖掘，有效實現(xiàn)關(guān)于市場環(huán)境、企業(yè)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等多方面的“數(shù)據(jù)―信息―知識”的遞進發(fā)展，同時將企業(yè)多年的管理經(jīng)驗和集體智慧成果統(tǒng)一結(jié)合起來，促進企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營管理的創(chuàng)新發(fā)展，推動企業(yè)朝著可持續(xù)方向健康發(fā)展。
4 結(jié)語
鋼鐵工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè)，與社會各行各業(yè)的正常生產(chǎn)運營息息相關(guān)，由于我國正處于社會主義經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展階段，各行各業(yè)對高品質(zhì)的鋼鐵需求日益增加。冶金自動化技術(shù)的應用能有效提高鋼鐵冶煉產(chǎn)量和質(zhì)量，滿足人們對高品質(zhì)鋼鐵的使用需求。最近幾年，我國冶金自動化技術(shù)水平不斷提高，但與發(fā)達工業(yè)國家相比仍存在著一定差距。針對于此，我國冶金企業(yè)必須充分借鑒國外優(yōu)秀的冶金自動化技術(shù)研究成果，采取有效措施積極優(yōu)化冶金生產(chǎn)技術(shù)，有效提高冶金生產(chǎn)效率，從根本上推動我國冶金行業(yè)自動化技術(shù)的長遠發(fā)展，切實提高我國工業(yè)化發(fā)展水平。
參考文獻
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一、電氣成套設(shè)備的現(xiàn)狀
隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電力能源投入的發(fā)展，我國電氣成套設(shè)備需求量逐年增加，產(chǎn)品升級換代速度加快，型號增多，技術(shù)性能有了明顯的提高，生產(chǎn)設(shè)備及加工工藝有了明顯改進。憑借比國外同類產(chǎn)品更高的性價比和服務(wù)優(yōu)勢，國產(chǎn)品牌已經(jīng)在國內(nèi)市場競爭中占據(jù)主導地位。
二、電氣成套設(shè)備的市場需求
電氣成套設(shè)備的一個主要應用是對電力系統(tǒng)的控制和保護，因此電力行業(yè)是電氣成套設(shè)備的直接消費行業(yè)，電力行業(yè)的投資和發(fā)展直接影響電氣成套設(shè)備行業(yè)的市場需求情況。近幾年，我國政府加大了對電網(wǎng)的技改投入，特別是智能電網(wǎng)、西電東送、全國聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造以及城市化發(fā)展所涉及的城網(wǎng)改造對電氣成套設(shè)備制造業(yè)起到了積極的促進作用。此外，隨著我國工業(yè)化進程的加快，也必將推動電氣成套設(shè)備的需求增長，特別是石油石化、鋼鐵冶金等國民經(jīng)濟支柱工業(yè)。
1.“十二五”期間電力投資大幅增加，電氣成套設(shè)備需求空間廣闊
隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進，電力工業(yè)需求將保持持續(xù)增長。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會在《電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃研究報告》上披露的數(shù)據(jù)，未來10年，我國電力投資總額將高達11.1萬億元，其中“十二五”期間，全國電力工業(yè)投資將達到5.3萬億元，比“十一五”增長68%。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)：2010年我國電力規(guī)模繼續(xù)擴大，發(fā)電裝機容量達到9.66億千瓦，同比增長10.56%。而目前我國的人均裝機容量僅0.6-0.7kW，與發(fā)達國家人均1-3kW還有一定距離。我國擬在2020年達到總裝機容量18.78億以上，因此我國還將新增加裝機9億kW以上。
2.工業(yè)企業(yè)持續(xù)高速增長，極大地刺激了電氣成套設(shè)備的需求空間
我國目前依然是發(fā)展中國家，工業(yè)發(fā)展依然是我國經(jīng)濟增長的主要動力和發(fā)展的重點領(lǐng)域，預計在未來相當長時間仍將持續(xù)增長，這無疑給電氣成套設(shè)備的持續(xù)增長提供保障。
2011年5月27日公布的《石油和化工行業(yè)“十二五”發(fā)展指南》稱，“十二五”期間，行業(yè)年均增長速度將保持在10%以上，到2015年，行業(yè)總產(chǎn)值達到16萬億元，將極大地帶動智能電氣成套設(shè)備的高速增長，主要體現(xiàn)為：一是新增產(chǎn)能提供需求空間持續(xù)增加;二是由于總產(chǎn)能增加，為設(shè)備定期更換提供的空間持續(xù)增加。
三、電氣成套設(shè)備的智能化發(fā)展趨勢
“十二五”期間，配合堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展，建設(shè)堅強智能電網(wǎng)要求設(shè)備具有數(shù)字化、信息化和在線檢測等功能，電氣成套設(shè)備的智能化發(fā)展將是重點。近年來，隨著計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、通信和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、電力電子技術(shù)等的發(fā)展及各學科間的融合，電氣成套設(shè)備的智能化逐步成為行業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。智能化成套設(shè)備使整個輸配電系統(tǒng)的保護、控制、監(jiān)控、測量等集中起來，實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)自動化，為廣域監(jiān)測和診斷系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行。
1.配電網(wǎng)智能化更新改造，極大地增加了電氣成套設(shè)備智能化升級改造
目前在國內(nèi)各級電網(wǎng)中，配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)最為薄弱。由于配電網(wǎng)投資不足，設(shè)備老化和技術(shù)性能低劣，高耗能設(shè)備多，電能損耗率高，一般地區(qū)配電網(wǎng)損耗在l5%～20%，個別地區(qū)達到30%，造成能源大量浪費和環(huán)境污染，尤其是農(nóng)村電網(wǎng)問題表現(xiàn)更為突出。
針對上述情況，國家專門出臺部分政策予以引導，目前，該政策主要集中于農(nóng)村電網(wǎng)改造。2011年國家發(fā)改委公布了《關(guān)于實施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程的意見》和國家能源局頒布的《農(nóng)村電網(wǎng)改造升級技術(shù)原則》等政策分別指出，“十二五”期間，新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級工程是“智能化的升級”，重點是開展新能源分散接入、配電自動化、智能配電臺區(qū)、農(nóng)村農(nóng)電信息采集等試點建設(shè)。
2.工業(yè)企業(yè)的信息化建設(shè)全面展開，加深電氣成套設(shè)備的智能化升級改造
中國的信息化建設(shè)正逐步走向成熟，應用從原來以石油石化、鋼鐵等高端市場為主朝著多元化的方向發(fā)展，在煙草、制藥、造紙及食品等行業(yè)都有十分廣泛的應用前景。而信息化建設(shè)將帶動電氣成套設(shè)備智能化的升級替代需求。
以冶金行業(yè)為例，《工業(yè)和信息化部關(guān)于鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》中強調(diào)：“2011年前重點支持300萬噸以上鋼鐵企業(yè)新建或改造能源管理中心，支持鋼鐵企業(yè)數(shù)字化測量儀器儀表的推廣使用，積極應用電子信息技術(shù)，對能源輸配和消耗情況實施動態(tài)監(jiān)測、控制和優(yōu)化管理，不斷加強能源的平衡、調(diào)度、分析和預測，實現(xiàn)系統(tǒng)性節(jié)能降耗”。隨著國家在冶金行業(yè)逐步淘汰質(zhì)量差、能耗高的設(shè)備，大力推廣節(jié)能高效、數(shù)字化設(shè)備，未來冶金電氣設(shè)備將向智能化、自動化、節(jié)能化等方向發(fā)展，因而也將促進電氣成套設(shè)備的升級改造。
四、電氣成套設(shè)備與智能化電氣成套設(shè)備的市場容量
1.電氣成套設(shè)備的市場容量
以近年來中國電氣成套設(shè)備的市場增長情況與未來電氣成套設(shè)備需求空間的發(fā)展趨勢來看，“十二五”期間我國的電氣成套設(shè)備依然將持續(xù)高速增長。本文主要通過2001年至2010年的復合增長率來預測“十二五”期間電氣成套設(shè)備各電壓等級的產(chǎn)量。
（1）40.5KV電氣成套設(shè)備的市場容量
通過2001年至2010年40.5KV電氣成套設(shè)備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得出我國40.5KV電氣成套設(shè)備的復合增長率達22%，并由此推測未來的市場需求情況。
（2）12KV電氣成套設(shè)備的市場容量
通過2001年至2010年12KV電氣成套設(shè)備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得出我國12KV電氣成套設(shè)備的近年來的復合增長率15%。
（3）0.4KV電氣成套設(shè)備的市場容量
隨著自動化技術(shù)得到廣泛應用，將會不斷推動我國鋼鐵工業(yè)不斷向前發(fā)展。實踐表明，鋼鐵自動化的應用能起到降低生產(chǎn)成本、幫助節(jié)約能源，從而提高生產(chǎn)產(chǎn)量和工作效率的作用，對于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展能起到很好的促進作用。
1.計算機集成制造體系內(nèi)容分析
1.1探索兩種生產(chǎn)工藝相關(guān)內(nèi)容
1.1.1加工處理
通常情況，離散類型屬于能夠看到的類型，若在冷狀態(tài)環(huán)境下，大部分主要采用的是物理制作方法，但是其制作過程大部分是相互對應的，換言之就是生產(chǎn)溫度太高而不能看清其形態(tài)。對上述內(nèi)容進行分析可知，在離散型中構(gòu)建數(shù)學模型相比比較容易，并且鋼鐵工業(yè)構(gòu)建一個數(shù)學模型會存在較大難度，大多數(shù)是利用經(jīng)驗模型結(jié)合機理模型，并且使用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊控制來幫助構(gòu)建控制模型。
1.1.2工藝裝置分析
針對離散型而言，其工藝裝置、工藝活動內(nèi)容等均容易會跟隨時間改變而發(fā)生改變，并且物品形態(tài)并不是穩(wěn)定不變的，但由于這類行業(yè)的企業(yè)屬于持續(xù)性企業(yè)，因此這些內(nèi)容因素通常情況下不會經(jīng)常出現(xiàn)改變，物品外在形態(tài)也不會經(jīng)常出現(xiàn)變化。另外，前一類型品質(zhì)大部分是憑借信息、圖像等資料來獲得，而后一類型就需要通過控制工藝設(shè)備的穩(wěn)定性、工藝參數(shù)等來獲得。
1.1.3環(huán)境參考模型分析
其中講到的離散型，其參考模型可以劃分為：①企業(yè)；②分廠；③車間；④單元；⑤工作站；⑥工藝設(shè)備。在機械加工行業(yè)中，該模型的下三層中的設(shè)備可以認為是金屬加工車床，工作站就是由這幾臺車床組合而成，而單元就是幾個工作站的組合。對于連續(xù)型而言，其參考模型的下三層結(jié)構(gòu)則有所差異，大體上都是不同種類的工藝設(shè)備以及其他輔助設(shè)備，比如：軋機設(shè)備、高爐設(shè)備以及供應能源的相關(guān)設(shè)備等。因為這一項內(nèi)容的不同，從而使采用的控制設(shè)備也有所差異，并且探索要素也有些差異。
1.2工作中做好"以人為本"，從而達到"業(yè)務(wù)重組"的工作原則
計算機集成體系是一個十分復雜的體系，其發(fā)展情況與人有著十分緊密的關(guān)系。如果單純采用自動化是不能完成這一項工作的。而在探討生產(chǎn)要素相關(guān)問題類型中，大部分是與人有著密切聯(lián)系的，因此，該體系的發(fā)展過程中，人起著非常重要的地位。所謂"業(yè)務(wù)重組"指企業(yè)調(diào)整以往的經(jīng)營方式、信息交換方式以及生產(chǎn)管理體系、采用新技術(shù)，從而構(gòu)建能滿足計算機集成體系的一個新型組織體系。"以人為本"相關(guān)內(nèi)容也包括了在工作中開展宣傳工作，使相關(guān)人員都能了解到該體系的重要性，并且通過相關(guān)培訓工作幫助提高相關(guān)群眾的科技水平、綜合素養(yǎng)，從而在企業(yè)中形成良好的文化環(huán)境。
2.智能化要素探析
其中智能控制是人工智能內(nèi)容的一個應用以及研究方面，其是運籌學、信息論以及自動控制等相關(guān)學科內(nèi)容的結(jié)合，從而變成了一個交叉學科[1]。近年來，實際工作中也出現(xiàn)了很多不同的智能控制系統(tǒng)，例如：以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的智能-神經(jīng)控制系統(tǒng)、多級遞階智能控制系統(tǒng)，基于規(guī)則知識的仿人控制系統(tǒng)以及多模變結(jié)構(gòu)的智能控制系統(tǒng)等。智能管控是一項十分重要的工藝，這點與某些行業(yè)的要素基本相同。智能管控被應用在生產(chǎn)工業(yè)的各個工序中，被應用在調(diào)整與安排生產(chǎn)計劃工作、診斷設(shè)備工作以及設(shè)備監(jiān)測工作等方面，并在該領(lǐng)域中取得較好的成就。
其中，智能控制被應用在鋼鐵工業(yè)與其具自身特點有著密切聯(lián)系，其比較適用于具有不完全性、不確定性以及復雜性、模糊性特點的非數(shù)字工作過程，然后對采用知識來幫助推理，用來啟發(fā)求解過程。另外，其還能幫助控制以數(shù)學模型顯示的工作過程以及以知識表示的廣義模型（非數(shù)字）。其中鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程控制最適合選擇智能控制來完成工作。例如，鋼鐵企業(yè)在煉鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)是在"黑匣子"環(huán)境下完成的，生產(chǎn)環(huán)境不確定因素比較多，因此工作相對比較繁瑣。近年來，鋼鐵工業(yè)中很難構(gòu)建一個比較精確的數(shù)學模型，有些企業(yè)即使有相應的控制模型，但是某些模型獲得效果比不上人工操作獲得的效果好，因此沒能得到普及。在鋼鐵工業(yè)自動化工藝中，在各項工序中基礎(chǔ)自動化占有約40%～60%，而過程控制僅有大約10%的比例，因此過程控制水平相關(guān)比較低。原因是因為數(shù)學模型比較難建立，如果采用智能控制，就能在一定程度上促進過程控制。智能控制屬于交叉學科的一個新興學科，在知識理論方面以及實際應用方面都有著一些不足，目前還處在技術(shù)研究階段。
3.儀表儀器在自動化工作中的應用意義
3.1其是管控工作以及自動化工作開展的基礎(chǔ)
近年來，隨著我國鋼鐵領(lǐng)域自動化得到不斷發(fā)展，儀表設(shè)備發(fā)揮著重要作用。由于儀表設(shè)備是鋼鐵工業(yè)經(jīng)營管理以及生產(chǎn)過程自動化的前提，如果缺少質(zhì)量優(yōu)良、性能良好以及精確度高的儀表儀器幫助檢測鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的各種信息，鋼鐵工業(yè)就很難實現(xiàn)高水平的自動化[2]。鋼鐵企業(yè)中會存在很多常規(guī)檢測信號，比如：壓力信號、流量信號以及溫度信號等其他信號。另外，還包括很多特殊檢測信號類型，比如測量鋼板的厚度、寬度，檢測高爐料面的分布情況以及測量連鑄大包重量等，這些信息都需要采用特殊檢測儀表來幫助實現(xiàn)。若這些信號檢測所得結(jié)果不精確，就會影響其相關(guān)自動控制發(fā)揮正常作用。
3.2冶金工業(yè)使用的儀表設(shè)備具備的特征
目前，冶金工業(yè)中的儀表設(shè)備水平均得到了一定提高，儀表種類也隨之增多，并且儀表精確度也不斷得到提高。儀表在自動化操作中發(fā)揮著重要作用，但是在實際工作中也表現(xiàn)出較多反面情況，需要在今后的工作中不斷進行改善和提高。對于經(jīng)常使用到的儀表設(shè)備，由于其使用范圍比較泛，并且參與到這些探索以及研究等活動的企業(yè)也比較多，因此這些儀表儀器的技術(shù)性相關(guān)都比較優(yōu)秀。另一方面，某些特殊設(shè)備由于使用范圍不廣，并且研究起來會具有一定難度，這些設(shè)備的維護工作也相對比較難，因此在以往的工作中不能很好的發(fā)揮其具備的作用。
在鋼鐵工業(yè)自動化工作中冶金工藝專用儀表的應用有著很重要的作用，很多特殊信號都需要采用專用的檢測儀表，通過特殊的檢驗方法來完成檢測工作。目前，鋼鐵工業(yè)中相關(guān)儀表設(shè)備性能以及質(zhì)量等都需要進行改善、提升，其與國外相關(guān)儀表產(chǎn)品相比，還是存在一定的距離。因此，在工作中應借鑒別人的優(yōu)點，綜合鋼鐵企業(yè)自身實際情況來幫助提升儀表性能，改善儀表工藝特征，確保儀表設(shè)備能正常投入使用，從而提高鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)效率。
4.結(jié)束語
綜上所述，近年來，我國的鋼鐵工業(yè)發(fā)展取得較好成績，而鋼鐵工業(yè)自動化的應用發(fā)揮著十分重要的作用。而自動化技術(shù)是一項比較復雜、工程量大的高新技術(shù)，在實際工作中要做好自動化技術(shù)的應用，對于不利方面應采取有效措施，確保鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)工作不受到影響。
2存在的問題
我國自動化系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了PLC(ProgrammableLogicController，可編程控制器)、DCS(DistributedControlSystem，分散性控制器)、FCS(FieldbusControlSystem，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))、PAC(ProgrammableAutomationController，開放式自動化)等幾個階段后，現(xiàn)在已經(jīng)開始進入大規(guī)模采用數(shù)學模型、實現(xiàn)智能控制的新時期。我國自動化信息技術(shù)的應用，雖然取得了階段性成果，但和國際領(lǐng)先水平相比，還存在一定距離。要實現(xiàn)真正意義上的兩化融合，還有許多路要走。
（1）我國自動化硬件技術(shù)市場，目前國外的產(chǎn)品與技術(shù)依然占主要地位，縮小這一差距，還要靠我國硬件生產(chǎn)廠家的努力。
（2）目前許多自動化控制系統(tǒng)還處于開環(huán)控制，在局部環(huán)節(jié)實現(xiàn)了閉環(huán)控制，這從客觀上影響了自動化系統(tǒng)效果的發(fā)揮。
（3）以自主創(chuàng)新的產(chǎn)品與技術(shù)為核心實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新還有許多工作要做，如與自動化控制系統(tǒng)相關(guān)的儀表、傳動等專業(yè)的技術(shù)水平，也有可能影響到自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新工作。
（4）自動化系統(tǒng)的核心技術(shù)，有許多還被國外廠商壟斷或封鎖。
（5）作為自動化產(chǎn)業(yè)而言，有些方面比較“浮”，商業(yè)色彩濃厚，炒作內(nèi)容較多，這是一個社會問題。應當鼓勵和提倡踏踏實實做事情，認認真真做學問。自動化行業(yè)的規(guī)模雖然已基本形成，但要做大做強，使之成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，還有許多工作要做。
3我國冶金工業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展的預測與分析
制造業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展在很大程度上受到制造業(yè)本身特點的制約，行業(yè)特點比較明顯，冶金自動化技術(shù)的發(fā)展，離不開冶金工業(yè)的發(fā)展，我國“兩化融合”政策的推出，為今后我國自動化技術(shù)的發(fā)展與應用在理論層面指明了方向，在操作層面，要求也更加具體、明確。對于冶金自動化技術(shù)的發(fā)展，目前完全可以定位于高端核心自動化技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)新與應用。
3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在冶金企業(yè)中的應用
物聯(lián)網(wǎng)是指人們通過各類傳感器實現(xiàn)物與物、物與人、人與人之間按需的信息獲取、傳遞、儲存、認知、分析和使用。
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應用
工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應用的重要領(lǐng)域。具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。從當前技術(shù)發(fā)展和應用前景來看，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應用主要集中在以下幾個方面。
（1）供應鏈管理物聯(lián)網(wǎng)應用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領(lǐng)域，通過完善和優(yōu)化供應鏈管理體系，提高了供應鏈效率，降低了成本。
（2）冶金生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平。生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業(yè)應用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實時監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。
（3）產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控管理各種傳感技術(shù)與制造技術(shù)融合，實現(xiàn)了對產(chǎn)品設(shè)備操作使用記錄、設(shè)備故障診斷的遠程監(jiān)控。通過傳感器和網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進行在線監(jiān)測和實時監(jiān)控，并提供設(shè)備維護和故障診斷的解決方案。
（4）環(huán)保監(jiān)測及能源管理物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標的實時監(jiān)控。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線傳感設(shè)備，不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。
（5）工業(yè)安全生產(chǎn)管理把感應器嵌入和裝備到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工設(shè)備中，可以感知危險環(huán)境中工作人員、設(shè)備機器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有分散、獨立、單一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺，實現(xiàn)實時感知、準確辨識、快捷響應、有效控制。
3.1.2冶金工業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應用的關(guān)鍵技術(shù)
從整體上來看，物聯(lián)網(wǎng)還處于起步階段。物聯(lián)網(wǎng)在冶金工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應用還面臨一些關(guān)鍵技術(shù)問題，概括起來主要有兩個問題。
（1）進行關(guān)鍵特殊傳感器的研制生產(chǎn)工業(yè)用傳感器。工業(yè)用傳感器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量?？梢哉f，沒有眾多質(zhì)優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器，就沒有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)體系。
（2）進行工廠傳感網(wǎng)的布局和建設(shè)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)狀(Mesh)網(wǎng)絡(luò)，綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，具有低耗自組、泛在協(xié)同、異構(gòu)互連的特點。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼現(xiàn)場總線之后工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的又一熱點技術(shù)，是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測控系統(tǒng)應用范圍的革命性技術(shù)，也是未來幾年工業(yè)自動化產(chǎn)品新的增長點，已經(jīng)引起許多國家學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。
3.2過程控制數(shù)學模型的開發(fā)與應用要實現(xiàn)新突破
數(shù)學模型是冶金自動化中的核心技術(shù)?！盃颗Ｒ獱颗１亲印保绻莆樟藬?shù)學模型的這項技術(shù)，就掌握了自動化的主動權(quán)、話語權(quán)。核心技術(shù)是買不來的。要生產(chǎn)國家急需的鋼鐵產(chǎn)品，就要有相應的高端自動化技術(shù)來做支撐，國外廠商出于自身利益，不會轉(zhuǎn)讓這類高端自動化技術(shù)與產(chǎn)品，他們所能轉(zhuǎn)讓的技術(shù)都是有條件限制的技術(shù)或已經(jīng)過時的產(chǎn)品與技術(shù)。開展高端冶金自動化領(lǐng)域數(shù)學模型的自主創(chuàng)新條件基本成熟。市場需求非常廣闊，我國的冶金自動化水平已經(jīng)發(fā)展到了一定的水平，一支技術(shù)創(chuàng)新的團隊已經(jīng)基本形成，而且許多冶金企業(yè)都有著豐富的實踐經(jīng)驗，這些都為開展二級數(shù)學模型的自主創(chuàng)新創(chuàng)造了極為有利的條件。數(shù)學模型是控制對象的表征，是對象可執(zhí)行的表述，正是由于它與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、工藝能力的有效結(jié)合，發(fā)揮了重要的指揮與優(yōu)化作用，所以數(shù)學模型才被稱之為自動化與信息化的核心技術(shù)。建立高可用性、高精度的數(shù)學模型是我國鋼鐵工業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)出滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要的鋼材品種；提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提升核心競爭力的技術(shù)基礎(chǔ)。審視整個鋼鐵工業(yè)自動化信息化的發(fā)展趨勢，過程控制數(shù)學模型是鋼鐵工業(yè)自動化信息化最直接最有效的領(lǐng)域，也是最核心的技術(shù)，沒有或者不掌握這種技術(shù)，鋼鐵工業(yè)的自動化信息化就難免流于形式，難以收到理想的效果。過程控制數(shù)學模型在國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的應用與發(fā)展，目前還剛剛起步，方興未艾，隨著需求的發(fā)展，未來的數(shù)學模型還有著極大的發(fā)展空間。從現(xiàn)在起，形成社會的關(guān)注，這對數(shù)學模型的未來發(fā)展，會起到一定的積極作用。打破數(shù)學模型的神秘感。相信自己的力量，鼓足自己的信心，模型應用從低級向高級逐步發(fā)展，不斷積累技術(shù)，不斷培養(yǎng)人才，踏下心來，抓上幾個項目，就一定能搞出名堂來，收到明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。發(fā)展以數(shù)學模型為核心的自動化技術(shù)，是落實“科技創(chuàng)造未來”的具體體現(xiàn)，也是我國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)新的騰飛的助推器。在過程控制數(shù)學模型的研發(fā)與應用上，要實現(xiàn)重點突破，開發(fā)出有中國特色的數(shù)學模型產(chǎn)品與技術(shù)，走出一條“研制一批，儲備一批，生產(chǎn)一批”以科研促生產(chǎn)、以生產(chǎn)出產(chǎn)品、以產(chǎn)品保應用的新的可持續(xù)發(fā)展之路來。
3.3以國產(chǎn)化創(chuàng)新型產(chǎn)品與技術(shù)為核心的自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新
經(jīng)過幾年的努力，我國制造業(yè)自動化領(lǐng)域已經(jīng)擁有了一批自主開發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)品與技術(shù)。這為今后自動化、信息化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。但這僅僅是開始，堅冰雖然打破，但水下仍然潛藏著巨大的冰塊，所以發(fā)展以國產(chǎn)化的創(chuàng)新型產(chǎn)品與技術(shù)為核心的自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新今后還有許多工作要做。
3.3.1博弈要有實力
要在國際自動化領(lǐng)域取得話語權(quán)，就要靠實力。以前，依靠市場換取技術(shù)，只是一種低層次的對外開放，而且依靠錢是買不來核心技術(shù)的。如果我國在一定程度上掌握了自己的自動化、信息化核心技術(shù)，就可以由低層次的對外開放方式上升到較高層次的對外開放與交流。形成你中有我，我中有你的態(tài)勢，達到優(yōu)勢互補、互利共贏的良性局面。我國在引進先進技術(shù)與產(chǎn)品的同時也可以對外輸出自己的產(chǎn)品與技術(shù)，同時還可以開展聯(lián)合研發(fā)等科技活動。
3.3.2新型自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新要實現(xiàn)全過程的集成與創(chuàng)新
目前，我國冶金工業(yè)自動化系統(tǒng)的建設(shè)，許多都處于開環(huán)控制或局部閉環(huán)控制階段。而要實現(xiàn)真正意義的自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新就要在全過程方面實現(xiàn)真正的閉環(huán)。當然，這還要涉及到有關(guān)執(zhí)行機構(gòu)、檢測單元等方面的支持與配合。其核心是國產(chǎn)化的技術(shù)與產(chǎn)品，并廣泛采用國內(nèi)外其他先進技術(shù)做支持，以保證整套系統(tǒng)的品質(zhì)與質(zhì)量。如果仍然還是停留在實現(xiàn)局部閉環(huán)控制上，就不能真正稱之為系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新。對于全過程的認識，我國著名自動化專家柴天佑院士曾經(jīng)有過一段精彩的論述：“采用自動化技術(shù)，以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，將生產(chǎn)過程的生產(chǎn)工藝、設(shè)備運行技術(shù)和生產(chǎn)過程管理技術(shù)進行集成，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制、運行、管理的優(yōu)化集成，從而實現(xiàn)管理的扁平化和與產(chǎn)品質(zhì)量、成本、消耗相關(guān)的綜合生產(chǎn)指標的優(yōu)化?！币試a(chǎn)化創(chuàng)新型產(chǎn)品與技術(shù)為核心的自動化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新是在控制系統(tǒng)、控制工程設(shè)計和組態(tài)軟件、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)、制造管理和執(zhí)行軟件等多方面的基礎(chǔ)上，通過集成與優(yōu)化，實現(xiàn)真正意義上的生產(chǎn)管控一體化和生產(chǎn)過程控制智能化。
3.4能源管控一體化建設(shè)是下一階段冶金自動化工作的重點
引言
鋼鐵工業(yè)是國家最重要的材料和基礎(chǔ)工業(yè)，擔負著國民經(jīng)濟高速發(fā)展和國防安全所需鋼鐵材料的生產(chǎn)重任。隨著當前鐵礦石和焦炭價格的飆升，煉鐵原燃料消耗所占煉鐵制造成本大幅度地增長，高爐熱風溫度和噴煤工序的降耗作用愈加突顯。提高熱風溫度和節(jié)約煤氣資源實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟不再是工藝技術(shù)的“細節(jié)”問題，已轉(zhuǎn)化成為提升鋼鐵企業(yè)核心競爭力的主角。為了應對煉鐵工序高成本的壓力和進一步研究探討未來我國煉鐵工作的發(fā)展方向，全國煉鐵企業(yè)關(guān)注節(jié)能減排新工藝、新技術(shù)，并實際應用于降低成本、降低工序能耗和環(huán)境友好，實現(xiàn)我國煉鐵生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。
丹東屹欣高爐熱風爐智能控制燃燒系統(tǒng)目的在于實現(xiàn)鋼廠煉鐵高爐熱風爐提高風溫、縮短燒爐有效時間，平穩(wěn)燒爐過程溫度的高低波動、節(jié)約燃氣、減少殘氧排放量以實現(xiàn)低碳生產(chǎn)、延長熱風爐的使用壽命、減輕操作人員勞動強度等功能及指標。旨在對現(xiàn)有鋼廠的高爐熱風爐燃燒系統(tǒng)進行控制技術(shù)優(yōu)化并提升企業(yè)設(shè)備的技術(shù)功能和操作穩(wěn)定等優(yōu)點，已成為降低成本和增加經(jīng)濟效益的深受歡迎的項目之一。該技術(shù)已成功的運用在國內(nèi)諸多鋼鐵企業(yè)中。
1 高爐熱風爐智能控制燃燒系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)與特點
高爐熱風爐智能控制燃燒系統(tǒng)技術(shù)是改造現(xiàn)有高爐熱風爐的燒爐方式，采用外加一套智能控制燃燒系統(tǒng)來實現(xiàn)燒爐過程的自動化。從而達到提高風溫、節(jié)約煤氣以及自動燒爐的目的。
1.1 系統(tǒng)設(shè)計及技術(shù)方法
高爐熱風爐智能控制燃燒系統(tǒng)包括測量單元、調(diào)節(jié)單元和執(zhí)行單元三個部分。測量單元和執(zhí)行單元即為現(xiàn)場儀表和模擬量輸出調(diào)節(jié)控制的現(xiàn)場執(zhí)行器。調(diào)節(jié)單元指本系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)和遺傳算法三大信息科技有機的集合起來。本系統(tǒng)硬件的高可靠性和軟件的靈活性相結(jié)合，再在分析上控制對象的基礎(chǔ)上采用智能協(xié)調(diào)解耦控制方案實現(xiàn)了模糊規(guī)則的在線修改和隸屬函數(shù)的自動更新，使模糊控制具有自學習和適應能力，在控制上保證了系統(tǒng)穩(wěn)定的工作在工藝要求范圍內(nèi)。
1.2 系統(tǒng)技術(shù)特點
1.2.1 實現(xiàn)熱風爐燃燒過程的自動控制，實現(xiàn)分階段自動調(diào)節(jié)熱風爐燃燒的空燃比，使熱風爐燃燒的煤氣流量和空氣流量均盡量處于最佳配比狀態(tài)，整個燃燒過程自動完成。
1.2.2 能夠根據(jù)外網(wǎng)煤氣壓力波動自動轉(zhuǎn)換控制方案。
1.2.3 可使熱風爐無論在快速加熱期還是在保溫期都能保證大部分時間處于最佳配比狀態(tài)，穩(wěn)定拱頂溫度，延長熱風爐的使用壽命。
1.2.4 可協(xié)助熱風爐所提供給高爐的熱風溫度達到高爐生產(chǎn)的要求，提高高爐產(chǎn)量，減少原材料浪費，增加經(jīng)濟效益。
1.2.5 可節(jié)約高爐煤氣的消耗量，降低煉鐵工序的能耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。
1.2.6 能大大地降低對熱風爐操作工人燒爐的技術(shù)要求，減輕其勞動強度。
2 工業(yè)試驗結(jié)果及經(jīng)濟效益分析
2.1 項目應用及其效果
到目前為止，以應用于大小高爐熱風爐130余座，軋鋼加熱爐數(shù)座。凡采用智能控制燃燒系統(tǒng)的鋼鐵廠高爐熱風爐在提高風溫、節(jié)約煤氣方面效果十分顯著，達到預期目標。
2.2 經(jīng)濟效益分析
在維持原有生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)值不變的情況下，即日產(chǎn)量不變的基礎(chǔ)上，采用智能控制燃燒系統(tǒng)比原有手動調(diào)控燒爐的生產(chǎn)方式，可達到提高風溫，節(jié)約煤氣，熱風爐壽命長、減排低碳環(huán)保和操作穩(wěn)定等優(yōu)點。經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
2.2.1 計算依據(jù)
某高爐為1360m3高爐，三座熱風爐。項目實施后，由于燒爐采用智能控制燃燒，能在現(xiàn)有燃燒條件基礎(chǔ)上，將平均風溫提高10℃。按提高100℃風溫噸鐵節(jié)約焦炭15kg/t，則提高10℃風溫噸鐵可降低焦比1.5kg/t，按照每噸焦炭平均價格1500元/t、日生產(chǎn)鐵3500t/d、全年工作355d計算。
熱風爐每小時煤氣使用量約為12萬m3，如果采用自動燒爐的方式生產(chǎn)，煤氣節(jié)約量約為2～5%，取下限值2%，即小時節(jié)約量為2400m3。按日兩座爐燃燒時間22h，按1m3煤氣0.09元計算。
2.2.2 經(jīng)濟效益計算
（1）降低焦比：該高爐每年節(jié)焦可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為：
1.5×3500×1500÷1000×355=279.56萬元
（2）節(jié)約煤氣：此項目投產(chǎn)后一年可以節(jié)省的煤氣量為2.0%，即2400Nm3/h。每年可節(jié)省煤氣的經(jīng)濟效益：
2400×22×355×0.09=168.70萬元
即年總收益：448.25萬元。
2.2.3 社會效益
熱風爐為全天候24小時工作制，因此熱風爐操作工需長時間面對操作站的顯示屏，而操作最頻繁的就是熱風爐的燃燒過程控制。采用智能控制燃燒系統(tǒng)降低工人勞動強度、提高生產(chǎn)一致性，實現(xiàn)低碳清潔生產(chǎn)。熱風爐燒爐的基本是“三勤一快”，其中最需要操作工“勤調(diào)節(jié)”。但是，即使是非常勤勞而且經(jīng)驗豐富的操作工在長時間面對電腦的情況下也會疲勞，那么就有可能影響燒爐的效果。而經(jīng)驗不足的操作工更是有可能因為判斷失誤或者其他因素影響而導致燒爐效果不理想。而自動燒爐系統(tǒng)的投入則可以大大降低操作工的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，而且對新人學習燒爐可以起指導作用。自動燒爐系統(tǒng)投入使用后，工人可以減少調(diào)節(jié)的操作，而將精力集中到對燃燒過程的監(jiān)控中。
同時，由于可以節(jié)約煤氣的使用量，自然就減少了煤氣的浪費，則污染性廢氣排放量也隨之減少，這與環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)目標也相吻合，有利于實現(xiàn)低碳清潔生產(chǎn)。
3 結(jié)束語
（1）智能控制燃燒就是利用機械、電氣、計算機等組合的自動控制系統(tǒng)，保證熱風爐在燃燒的過程中達到空氣、煤氣配合比時刻處于最佳；爐頂溫度在短時間內(nèi)達到最高值；廢氣中氧氣含量適中，一氧化碳量為零。使熱風爐燃燒更加合理，即在最大限度地節(jié)約燃料的前提下，充分發(fā)揮熱風爐的蓄熱能力，提供最高的風溫，使燃燒控制更科學、可靠、省力又不受條件限制，是今后的發(fā)展方向。
（2）屹欣高爐熱風爐智能控制燃燒系統(tǒng)有自主知識產(chǎn)權(quán)，符合國家大力扶持高科技產(chǎn)業(yè)的政策。系統(tǒng)投放市場，將受到廣大用戶的歡迎，可使國內(nèi)鋼鐵企業(yè)受益，為國家節(jié)省大量能源，促進鋼鐵行業(yè)情節(jié)地毯生產(chǎn)，并減少環(huán)境污染。
（3）工業(yè)試驗表明：通常情況下，采用智能控制燃燒系統(tǒng)可提高風溫10℃以上，節(jié)約煤氣2.6-5.0%。
參考文獻
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1.機電一體化技術(shù)發(fā)展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化
即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
1.4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.5 人性化
機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6 微型化
微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。
1.8 帶源化
是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
1.9 綠色化
科學技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
2.機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應用
在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應用于以下幾個方面：
2.1 智能化控制技術(shù)（IC）
由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼——連鑄——軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(tǒng)（DCS）
分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(tǒng)（OCS）
開放控制系統(tǒng)（Open Control System）是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。
2.4 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。
2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)（FBT）
現(xiàn)場總線技術(shù)（FieD Bus Technology）是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)（如4～20mA，DC直流傳輸）就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線?，F(xiàn)場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC（Programmable Logic Controller）和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。
2.6 交流傳動技術(shù)
傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
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