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冶金行业拉动现场总线技术发展

导读: 冶金行业包含着传统的自动化产业的特征,同时也包括应用在电厂的电力领域自动化的技术,如煤气化联合循环、常压循环流化床锅炉和增压流化床燃烧锅炉等先进的洁净煤燃烧技术在冶金行业发展形势较为乐观

  近年来,钢铁企业面临的外部竞争环境发生着翻天覆地的变化。在能耗方面,钢铁工业耗能量占我国总能耗的11%左右,对比世界先进水平,吨钢能耗就高出10%;在客户服务方面,客户对钢材的品种、规格等需求越来越多样化,对产品的质量和交货期要求也越来越苛刻。加之金融危机为国内的冶金行业发展又增添了许多变数,冶金企业的发展可谓是“内忧外患”。

     国家最近出台的相关政策显示,钢铁企业信息化的发展已经为我国政府部门与冶金行业企业高度重视。在这种情况下,国内一些大型钢铁冶金企业已经开始考虑实施先进的生产与经营管理模式和系统来适应外界竞争环境的变化。

一、钢铁企业需求拉动自动化技术发展

     70年代以前,我国钢铁企业普遍采用单回路控制,控制设备为常规仪表,控制水平简单。90年代以后,我国冶金行业自动化发展较快,在过程优化与信息化的要求下,控制装备方面以PLCDCS、FCS等为主,控制水平也已经达到准无人化水平。近年来,我国部分大型钢铁企业已经基本实现全厂信息化,控制系统方面出现了BPS/MES/PCS的三级结构。凌源钢铁公司中宽冷带厂副厂长刘伟表示,中国加入WTO的第一场世界贸易大战就在钢铁业中爆发,加之金融危机的影响以及国际市场的萎缩,钢铁企业受到的考验要高于其他行业。在这样的开放环境下,国内钢铁厂自动化水平的提升也是大势所趋。

     目前,国内外的电气自动化公司除了生产各种不同类型的自动化产品与装备外,一体化的装备已经成为钢铁企业的首选。据了解,西门子、ABB、施耐德、GE等公司提供产品的同时,还会为冶金企业提供个性化的解决方案。刘厂长介绍说:“自动化仪表、传感器、电控装置与技术、包括智能控制的自动化系统都有很大的发展空间。”

     据了解,冶金行业中基础自动化是生产过程中最基础的部分,生产工艺越复杂,基础自动化的程度也就越高,在高炉系统甚至达到100%,连铸、轧钢也达到接近99%;生产过程控制自动化技术方面也取得显著提高,生产过程控制自动化是提高产品质量、保证生产过程优化控制的重要环节,大量数学模型和人工智能技术等在这一级广泛应用;车间管理级或生产制造执行系统近年来得到钢铁企业的普遍关注,国内已有部分企业在新建或改造生产线上引进国内外先进技术开发生产制造执行系统。刘厂长解释道:“生产制造执行系统主要由区域管理计算机系统完成在线作业计划和生产调度管理、质量跟踪控制等许多功能。”

二、信息化推广进程加快

     车间管理级或生产制造执行系统在企业信息化架构中的位置非同小可,通过控制系统与管理信息系统无缝连接和系统集成,生产的实时数据与指令才能顺畅传达。刘厂长向记者介绍:“截至2008年,占全国钢产量50%的企业实现信息化。但目前还有一些钢铁厂信息化应用的水平还较低,这些工厂仅仅在车间建设了计算机局域网络和少量的生产报表处理,而大量的生产实际数据还是要通过人工来完成。”

     他同时提议,信息化的推广要考虑到钢铁公司自动化水平的因素。对于已经具备成套自动化生产线的企业,在信息化方面已经积累了许多有益的经验,所以工作的重点在于业务流程与系统的创新;设备自动化水平较高的企业,可以将工作重点转移到企业管理层面;而对于设备年限长、老化严重、自动化水平较低、资金薄弱的钢铁企业,执行大规模信息化系统的难度很大,那么就应该加强设备基础自动化,在企业管理方面引入一些简单的计算机辅助系统。

     目前,我国领先的钢铁企业已经将信息化列为提高企业核心竞争力的措施之一。MES的应用也随着信息化的发展成为钢铁企业关注的焦点,随着产品结构调整的进一步加快,MES的需求也将越来越迫切。国家在企业信息化发展方面采取了积极、鼓励的措施,这也在很大程度上推动了钢铁企业信息化的建设进程。

三、冶金自动化趋势一览

     在检测技术与仪表发展方面,网络化、虚拟化、智能化、高精度化等趋势日趋明显;在工业控制方面,主要以PLC与DCS的应用为主,现场总线技术的应用前景看好。刘厂长介绍,目前在冶金行业,PLC与DCS都有向对方性能靠拢的趋势,也就是说,PLC加强了回路控制功能,DCS也在顺序控制功能方面得到很大改善。对于两者的选择方面,各大钢铁企业见仁见智,由于价格因素的考虑,一些企业更倾向于选择全PLC系统。

     目前,可视化技术以及监控系统的发展也为冶金行业提供了更多的便利。由于高炉的封闭性,仪表检测的重要性就显得尤为重要。近年来,由于测试技术、计算技术、图像处理技术、模型化的发展,多媒体虚拟技术把本来模糊的过程变得更加透明与可视化,这大大方便了钢铁员工的实际操作过程。另外,为降低成本,国外已经将“无人工厂”或“准无人工厂”的概念引入冶金行业,全车间无人化使得钢铁公司的工作人员得到最大程度的节省。

     最后,刘厂长补充介绍道:“由于行业不同,相应的自动化产品或技术差异也比较大,冶金行业包含着传统的自动化产业的特征,同时也包括应用在电厂的电力领域自动化的技术,如煤气化联合循环、常压循环流化床锅炉和增压流化床燃烧锅炉等先进的洁净煤燃烧技术在冶金行业发展形势较为乐观。而作为冶金行业的主体,个人认为现场总线技术的发展、应用空间很大。”

 

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