浅谈冶金机械自动化设备的现状及发展趋势

浅谈冶金机械自动化设备的现状及发展趋势

史晨磊

包头铝业有限公司，内蒙古自治区包头市  014046

 摘要：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。然而，随着技术的发展，机械制造业的发展，自动化技术的成熟，我相信，冶金设备自动化技术将会对中国的经济增长做出了强有力的支持。

关键词：冶金设备；自动化技术；发展

1.机械自动化技术的概念及其组成

        1.1概念

        自动化又可称之为Automation，主要指在没有智能主体干预的情况下，机动器件或装配件依据预先设定的程序、指挥命令，自行调控、操纵的过程。而机械自动化（MechanicalAutomation）是机动器件自己运动研究体系的一个分支，出现时间较早，最早可追溯至鲁班制作飞鸟，主要指机动器件、装配安置件利用机械方式达到自发操控目的的一个过程[1]。

        1.2组成

        从机械自动化系统的可控功能效用入手，机械自动化系统包括程序件、作用件、制定件、控制件、传感件几个部分。其中程序件主要承担机械系统工作内容决策者以及生产率提升渠道拓展者；作用件主要是面向具体工作领域，为运动力量提供支持，可以为机械系统自发完成预先设定功能效用提供驱动，并实现其他能量向机械能的转换。一般在机动器件自己主动操纵、运行系统中仅需一作用件，而复杂度处于较高水平的机动器件自己主动操纵、运行系统则需多个作用件；制定件主要是通过与传感件联系，对其所感应收集信号进行进一步处理，并根据相关结果给出可传输至作用件的反馈指示命令符；控制件主要是针对作用件运行需求，进行调节单元的实时选择；传感件主要是依托传感器，对机械自动化系统内每一个负责作业执行的元件状态进行监测及数据记录。

2.冶金机械自动化的发展现状

  在相对完善的冶金工业体系保障下，我国对冶金机械和设备的研究也取得了长足的进步，尤其是进入21世纪以来，计算机技术的发展，实现了我国冶金机械自动化的跨越式发展，不断出现了如宝山钢铁股份有限公司那样具备世界先进自动化水平的钢铁企业。国内的一些大中型钢铁企业大多都配备了自动化系统，在各个工艺流程上不仅有先进的单机自动化系统，还配备了管控一体化等功能较为完善的系统。同时在过程控制和基础控制上，国内一些改建和新建的转炉、高炉、工业炉等都采用了PLC、DCS，甚至有的还配备了过程控制计算机[2]。此外，在信息化方面，在钢铁企业管理水平日益提高的前提下，以信息化带动工业化发展是一些冶金工业发展的主要方向。一些大型冶金企业还建设了融合企业核心业务的企业信息网，给企业的信息化发展打下了坚实的基础。不过，我国冶金机械自动化发展仍然存在一些问题，如不断增长的钢铁需求与日益枯竭的矿产资源矛盾突出、能源利用率低、能耗高等。

3.冶金机械自动化设备的应用

        3.1强化创新性的力度

        冶金生产企业要想合理应用自动化设备，促使自身的可持续进步与良好生产，就应该着重强调技术的创新性发展，在创新技术的同时不断提升冶金生产与发展水平。首先，应投入充足的技术创新资金，设置专门的技术创新应用组织机构，在机构中督促技术部门针对自动化设备的应用进行创新性研究和探索，设置完善的创新改革工作模式和创新研究的工作体系，打破传统技术应用方式的局限性，按照冶金企业自身的生产情况与发展需求等筛选针对性的技术应用措施和手段，争取在短时间之内提升技术的创新性应用水平和效果，促使冶金行业的可持续进步。其次，从技术应用的角度入手进行分析，强化技术创新的投入力度，将自动化设备的应用作为基础，完善其中的技术升级流程与管理流程，在合理创新技术、改革技术应用形式的同时，系统化研究如何进行技术的创新优化，通过创新性的措施来提升冶金生产领域中的自动化设备应用水平。

        3.2完善监管工作模式

        冶金企业在自身生产期间要想合理应用自动化设备，就必须要着重关注对人员的监督管理，完善有关的监管模式，保证技术的良好应用。首先，应重点采用自动化设备与检测机械设备开展具体的监测工作，监督人员的行为，确保冶金生产的产品质量，在一定程度上还能降低人员的操作量，预防出现人为误差的问题。其次，主张使用先进的机械设备开展检修工作，在短时间之内调节问题的发生区域，快速应对和解决问题，在保障生产工作顺利开展的同时，实现冶金生产流程的自动化管理目的，维护企业的利益。最后，在监管制度中应明确每个部门的工作职责、要求、标准和规定，一旦发现某个部门或是人员在责任区域之内出现技术应用问题，就要严格惩罚有关的负责人，形成系统化、深入性的工作体系，确保各个部门与人员的工作有效性[3]。

    3.3提升自动化水平

        然目前部分冶金生产企业已经开始应用自动化设备，但是受到很多原因的影响，还存在自动化水平低的问题，不利于生产工作的高质量执行与高效化开展。这就需要在具体的工作中，着重提升技术应用的自动化水平，不再局限于之前所使用的传统生产模式，而是要积极引进先进的自动化生产技术，在电气自动化控制的同时，创建完善的电气自动化体系与模式，增强工作效率、保证生产数量。同时还应该将以太网技术应用在工作中，这样在合理使用自动化技术的情况下，保证冶金行业生产质量和产量。

4.冶金机械自动化设备发展趋势

            4.1全自动化过程控制的技术升级

        钢铁冶金等工业生产自动化过程控制系统中的嵌入式自动化过程控制基础条件系统，有独立且完整的自动化生产过程控制流水。在实际设计与施工的过程中，需要对其中的自动化技术基础条件系统进行了升级与改造，并在自动化系统的建设中，将新型的自动化思想理念与现有技术基础条件，加入应用到系统现有的自动化技术基础条件结构中。如果一个具有成长性的系统技术结构具有发展必要，也可以适当考虑舍弃系统原有的技术理念与基础，在设计与应用的条件上可以作出大胆的创新，实现自动过程控制系统技术的全面优化升级。

        4.2PLC技术的应用

        可编程逻辑控制器技术在冶金领域中有着十分高的使用价值,能够实现对大量电气设备的控制以及管理,其对于增强冶金工作的效益有显著的作用。在对料仓进行控制时,能够选用PLC技术,运用PLC技术能够实现基于PLC控制的自动上料系统的建设。完成对料车进行自主的启动以及加速等功能。同时,运用PLC能够实现对称重系统的控制,钢坯、钢卷以及废钢等均需要进行称重的,若是我们使用普通的电子秤进行测量,便会提高测量所需的成本,还有机会引起计数误差。而PLC称量系统在这里的使用,能够做到及时地将称量信息传递至整个管理系统中,确保整个生产管理工作的有效性。又例如:PLC炼钢吹风,可以通过PLC对相关的程序进行设置,进而实现结合温度状况,自动地对风速进行控制。又如基于PL对氧枪控制,能够有效管控加氧的移动,进行提高冶金的工作效率以及产品质量。

        4.3生产管理控制

        目前，有越来越多的企业对MES系统有清楚地认识，并且感知到其所具备的重要意义。为此，这些企业开始重视实际应用各种现代化技术，像是专家系统和流程仿真等等。在这种情况下，产线各工艺流程之间的运作便得到了有效的协调，进而取得了质量和物流等各方面的良好成果。就工业以太网来看，其各层级的结构都是独特的，所以发挥的作用也存在着差异性。其中树形和环形结构是使用最广的结构，它们可以纵向集成和管理计划、生产等方面的信息，同时，这还能够在横向上有效传递钢、铁等的数据信息。

             4.4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。第一，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；第二，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；第三，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。

5.结语

        总之，冶金工业机械自动化发展是一项长期性工程，我国冶金机械自动化发展虽然取得了长足进步，为促进冶金工业的发展立下不少功劳。但是与国际先进水平还有一定的差距，我国的冶金机械自动化发展道路任重而道远。在国际冶金机械自动化发展趋势的指引下，未来我国冶金机械自动化必须朝着智能化、科技化和网络化发展，以提高我国冶金工业的综合竞争力，促进我国冶金工业的快速可持续发展。

参考文献

[1]陈辉.机械自动化在冶金行业中的应用[J].冶金与材料，2019,39(1):163.

[2]康殿胜，李昌宝，张睿.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].中国科技投资，2018（005）：273.

[3]陈辉.机械自动化在冶金行业中的应用[J].冶金与材料,2019,39(1):163-164.