我国钢铁工业自动化技术应用60年的进展问题与对策46634.docx

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1、我国钢铁工业自动化技术应用60年的进展问题与对策一、前言 钢铁工业自动化不仅是现代化的标志，而且是能获得巨大经济效益和高回报的技术。据奥钢联统计，使用了该公司的自动化系统后，已证实烧结可提高生产率5%，高炉铁水成本降低16%，转炉温度偏差减少约40、碳偏差减少约45、重吹率降低约60、生产率提高约10 %，二次吹炼降低合金化成本巧、缩短处理时间5%，连铸漏钢减少 80、最终板材不合格率降低60、热装率提高6、耐酸钢质量检验不合格率降低75%，热轧加热炉节能10、轧出板带宽度公差为3mm 、收得率提高0.75、厚度公差降至标准值的1/4、板形波动20、平直度偏差在301单位以内、卷取温度偏差l6

2、等等，自动化投资约 1-2年内收回，因此，世界各国钢铁工业都大力采用自动化技术。 解放前前我国钢铁产产量很低。从从1890年年建设汉阳铁铁厂算起到9948年半个个世纪，钢总总产量累计不不到200万万吨，年产量量最多的19943年才992.3万吨吨，而且主要要集中在日伪伪侵占的东北北，自动化作作用与需求当当然不会太大大。解放后特特别是改革开开放后，钢铁铁工业飞速发发展，19449年钢产量量占世界第226位，19957年达5535万吨，排排世界第8位位，19966年达1亿零零1百万吨，上上升到第1位位，现在已超超过2亿6千千万吨，生产产这么多钢铁铁，如何节约约原燃料和人人力，提高产产品质量等，白白

3、动化技术就就显得非常必必要。二、我国钢铁工工业自动化技技术的现状与与评价 我国钢钢铁工业自动动化技术的应应用实际上是是从解放后开开始。经过660年的努力力，我国钢铁铁工业自动化化的水平已和和西方发达国国家的应用水水平相差无几几，其表现为为：我国如宝钢钢、鞍钢、武武钢等大型钢钢铁公司等主主要机组如高高炉、转炉、冷冷热板带轧机机等大都和日日本五大钢铁铁公司、德国国蒂森钢铁公公司以及英、法法、美等相应应机组的自动动化水平基本本无大差别，甚甚至地方大中中型钢铁公司司如济钢、邯邯钢或者民营营的沙钢等新新建或改建的的主要生产机机组除管理自自动化外与国国外也差别不不大；都是多多级计算机控控制系统，采采用的装

4、备都都是PLC、DDCS、先进进的检测仪表表和电力电子子装备； 从统计数字字来说，据中中国钢铁协会会近年来的调调查，在基础础自动化方面面采用PLCC、DCS或或工业控制机机进行控制已已较普及，按按工序来分，采采用这样的计计算机控制的的采用率分别别为高炉1000%，转炉炉9543%，电弧炉995.9%，连连铸99.442%，轧钢钢99.688%；过程自自动化方面（包包括优化与模模型控制或操操作指导），计计算机配置率率分别为高炉炉57%, 转炉56.39 %，电电弧炉58.56%，连连铸60.008%，轧钢钢75.5%；管理自动动化方面，计计算机配置率率分别为高炉炉5.97%，转炉233.03%,

5、 电弧炉226.12%，连铸200.64 %，轧钢411.68%； 从应用高技技术来说，公公认的自动化化高技术CIMS和和机器人的应应用，我国钢钢铁厂如宝钢钢、鞍钢、武武钢等大型钢钢铁集团公司司等都设有或或在建，而且且大都以ERRP为核心的的系统，最新新的三级 CCIMS系统统中的MESS系统也在主主要机组中实实现；宝钢等等大型钢铁集集团公司更设设有电子商务务系统，正向向着与CIMMS系统连接接成为当代世世界上最先进进的WIMSS（网络集成成制造系统）方方向前进；机机器人也有应应用，如原料料的自动取样样、转炉副枪枪的自动更换换探头装置，虽虽然是属于机机械手和重演演机器人性质质，但是西方方在钢铁

6、工业业使用智能机机器人也不多多；此外，在在钢铁工业自自动化先进性性标志上，如如数学模型和和先进控制都都有应用，而而且许多是世世界先进水平平的技术，如如高炉的多个个数模和专家家系统、转炉炉的终点动态态控制数模、连连铸的质量判判断优化切割割漏钢预报等等数模、冷热热板带轧机的的轧钢设定和和控制数模等等；智能控制制中的模糊控控制、专家系系统、神经元元网络和模式式识别也有许许多成功例子子；在管理数数学模型方面面如编制计划划专家系统和和物流控制模模型也得到应应用； 先进自动动化装备如 PLC 、DDCS 、管管理控制计算算机以及现代代检测仪表（包包括近年来发发展起来的现现场总线及工工业以太网络络）、先进的

7、的电力传动及及控制装置（包包括数字化控控制及晶闸管管、可关断电电力电子器件件如GTO、GGTR、IGGBT等组成成的各类交直直流调速装置置）已和西方方发达国家一一样用于钢铁铁工业中，甚甚至综合了IIGBT与GGTO的优点点的新一代大大功率电力电电子器件 IIGCT 组组成的最新交交流调速装置置也在宝钢11880mmm热轧带钢厂厂中应用； 在自动化化工程设计、研研究和教育方方面，国内设设有专门的全全国性钢铁设设计院，均设设有自动化、电电气和计算机机的科室或专专业，大中型型钢铁企业亦亦有类似机构构，能进行三三电工程（电电气、自动化化、计算机，国国外称为EIIC，国内由由于其同属电电类，常称为为三电

8、）的设设计；亦设有有专门的全国国性冶金白动动化研究设计计院（包括国国家自动化工工程试验室），大大中型钢铁企企业亦有类似似机构如宝钢钢技术中心的的自动化研究究所和宝信软软件公司，能能进行复杂的的包括基础自自动化、过程程自动化和管管理自动化的的研究和设计计，并提供整整套硬件、软软件装置和调调试投产服务务，也有专门门的面向冶金金的自动化工工程的安装部部门；此外，国国内设有专门门面向冶金的的自动化技术术的高等院校校，如东北大大学、北京科科技大学等的的信息工程学学院，每年培培养大量三电电技术的本科科、硕士博士士毕业生。 但还应应清醒看到，我我国钢铁工业业自动化和西西方发达国家家还有不少差差距、问题，需需

9、要有克服的的对策。因为为我国钢铁工工业自动化所所用的关键设设备和技术大大都是引进的的，硬件如最最基本的PLLC、DCSS和过程控制制与管理计算算机几乎全部部是引进的，电电气传动的先先进调速装置置、电力电子子器件除晶闸闸管外工GCCT等都是引引进的，晶闸闸管调速装置置虽然是国产产化，但其关关键的电子调调节器也是引引进的，而西西方发达国家家，如日、德德、美、英、法法、瑞典等主主要自动化硬硬件产品很少少使用别国的的。参观国内内工厂有西门门子、施耐德德、ABB和和日本各电气气公司产品展展示的感觉。高高技术的机组组大多为引进进或者核心技技术是引进的的，如高炉数数学模型，过过去是引进日日本的，现在在则是从

10、芬兰兰或奥钢联引引进，而且引引进多套和重重复引进，其其他许多数学学模型也是引引进的。原冶冶金工业部副副部长兼宝钢钢集团公司董董事长和总经经理黎明同志志曾指出：“中国钢铁工工业发展道路路是引进、落落后、再引进进，宝钢花了了300亿还还如此，因此此必须要制作作并执行中长长远科技规划划”，我国钢铁铁工业自动化化事实上也是是这样。此外外，国内研制制的自动化系系统和技术大大都是消化吸吸收性质，少少数有自己知知识产权的数数学模型，创创新也不多，至至少没有如日日本川崎制铁铁的高炉GOO-STOPP 模型那样样的能销售到到德国、巴西西、中国、芬芬兰等各大钢钢厂的抢手货货，高技术系系统如质量直直接控制等也也没有

11、，更没没有像日本NNKK公司的的烧结无人化化工厂、川崎崎制铁的板带带热连轧无人人化工厂，因因此必须找出出差距，更有有必要回顾发发展历史、找找出原因和认认真解决。 三、我国钢铁工工业自动化发发展的历史回回顾 我国钢钢铁工业信息息化及自动化化的进展大致致可以分为两两个阶段，即即自动化起步步和发展的第第一阶段，和和以计算机和和多学科高技技术为核心现现代自动化的的第二阶段。每每个阶段又分分为几个不同同时期。 1、我国钢铁工工业自动化发发展的第一阶阶段 (1) 三年经济济恢复时期(1949-1952年年)。抗日战战争胜利后，我我国钢铁主要要产地鞍山(也是昔日世世界第6大的的钢铁厂)，由由于战争破坏坏、战

12、后停工工以及外国把把较新的机组组如3、59号高炉、二二炼钢，大型型及无缝钢管管厂设备拆走走，产钢已微微不足道。11949 年年全国粗钢产产量仅15.8万吨，新新中国成立后后，大力恢复复生产，到11952年粗粗钢产量已超超过历史最高高水平，达1134.9万万吨，但自动动化还非常薄薄弱，如炼铁铁、炼钢、轧轧钢仅有一些些热工管理如如测量温度、压压力、流量等等仪表和德国国生产的ASSKANIAA油压调节器器用以调节煤煤气压力等，在在电气传动方方面，大都是是人工远距离离手动控制。值值得一提的是是鞍钢一初轧轧日伪时期从从德国引进的的IGNERR直流电机调调速控制系统统，设计非常常独特，初轧轧机驱动电动动机

13、功率为116800马马力，使用机机组供电，由由5000kkw交流电动动机带动两台台输出串接的的功率为 77600kww的直流发电电机和相应的的励磁电机，并并带一个大飞飞轮，由于初初轧平均功率率小于50000kw，达达到168000马力峰值值只是瞬时的的，此时50000kw交交流电动机连连同因略为速速降使飞轮释释放的能量以以驱动两台7760OkWW的直流发电电机给 166800 马马力电动机供供电，仅此而而已。19552年底苏联联援建的8号号高炉系统开开工，可以说说是我国钢铁铁工业自动化化的开始。88号高炉设有有全套自动化化监控仪表，热热风温度、热热风炉燃烧、煤煤气压力自动动控制，热风风炉自动换

14、炉炉，上料自动动化（和现在在一样，操作作员设定上料料图表后，由由称量车称放放料，上料，炉炉顶装料是全全部自动顺序序控制）；发发电厂的锅炉炉、透平机驱驱动的高炉鼓鼓风也是自动动控制的，前前者包括输出出蒸汽调节，锅锅炉汽包水位位调节、燃烧烧控制等，后后者包括可选选的定风压或或定风量调节节等；其烧结结（监控仪表表、点火炉温温度、空燃比比控制，台车车速度控制等等）、炼焦（监监控仪表、加加热煤气压力力控制，自动动换向等）也也是装备相应应的自动化系系统；所有自自动化仪表和和调节器虽然然还是模拟式式，电气控制制是硬线逻辑辑系统，但也也是当时的世世界水平。 (2) 第一个五五年计划时期期(19533-1957

15、7年)。国家家提出“全国支援鞍鞍钢”等口号，钢钢铁工业得到到大发展。首首先是19553年鞍钢三三大工程七高高炉系统、大大型（重轨）轧轧钢厂、无缝缝钢管厂投产产，接着是一一炼钢改造，二二炼钢，三炼炼焦，化工回回收，566高炉、9高高炉、3高炉炉系统（包括括烧结、焦化化、发电等等等），薄板等等厂相继投产产，其后本溪溪、武钢、包包钢等改建或或新建钢铁基基地也开始建建设，抚顺钢钢厂、北满钢钢厂等特殊钢钢生产厂也在在改造与投产产。这些从苏苏联引进的机机组，其自动动化水平与当当时的国际先先进水平大致致相同，如平平炉（当时世世界主要靠平平炉炼钢）都都装备全套监监控仪表、火火焰自动换向向、热制度调调节等、电弧

16、弧炉均装有炉炉顶装料、电电极升降控制制等，加热炉炉均热炉均设设有炉压控制制、温度和燃燃烧控制等，均均热炉还设有有炉盖打开自自动连锁及控控制等。与此此同时，大批批苏联专家来来华指导设计计、安装和生生产，鞍山钢钢铁公司成立立专门的钢铁铁设计院（11955年易易名冶金工业业部黑色冶金金设计院），设设计院除原有有电力设计科科外，19553年成立机机器及白动装装置设计科，值值得一提是自自动化设计苏苏联顾问专家家K.K捷捷列森哥，的的确具有国际际主义精神，他他热情指导我我国技术人员员进行自动化化工程设计，无无保留地及时时提供有关设设计资料、规规程、规范、计计算手册和可可参考的苏联联最新投产类类似工程的全全

17、部图纸。当当时国内还未未生产新型自自动化仪表及及装备，捷列列森哥专家认认为中国要发发展自己的自自动化装备工工业，不应都都到苏联定货货，为此，他他带领我们跑跑遍上海各仪仪表厂，要求求只能生产水水银温度计的的仪表厂生产产各类温度传传感器，只能能生产水表或或弹簧压力表表的仪表厂生生产各类自动动化流量、压压力和液位测测量仪表，有有些条件简陋陋的性质靠近近的厂生产各各类电子记录录仪、PI调调节器和执行行机械等，要要鞍钢设备处处在工程中多多定一台或从从备份中提出出一台做为样样机，进行测测绘仿制，以以专家建议方方式提交国务务院专家办公公室、上海市市和鞍钢领导导（当时规定定苏联专家建建议必须执行行），并亲临临

18、制造厂作技技术指导，就就这样，约在在1956年年，我们不但但能独立设计计自动化工程程，而且除个个别从苏联进进口新的装置置作为样机仿仿制外，全部部自动化装置置均国内生产产。 19555年苏联在在马格尼托哥哥尔斯克市召召开钢铁工业业自动化会议议，会上发表表了各工序新新控制系统、检检测仪表及技技术等，捷列列森哥专家带带回许多研究究、应用的报报告。并由于于设计立足于于可靠，不能能作试验以免免影响生产，这这就需要有研研究部门，不不断提供新的的、成熟的技技术，捷列森森哥专家建议议冶金工业部部成立新的自自动化专业院院所，并吸收收苏联的经验验和改进不足足之处，苏联联钢铁工业自自动化的设计计和研究是分分立的，由

19、A（中央央试验室）进进行研究及试试制，M（仪表自动动化安装设计计院，后易名名中央结构设设计局即k）进行工程程设计（焦化化、采矿的自自动化工程则则由相应专业业设计院的自自动化科设计计），建议成成立统一部门门。为此，11956年冶冶金工业部成成立包括研究究、设计和试试制部门的热热工控制研究究设计院，并并聘请A的专家家B.H普普里克隆斯基基来指导研究究。这过程虽虽然暂短，但但也作出一些些成绩，如钨钨铂热电偶测测量钢水温度度、利用弯头头连续测量高高炉各风口风风量及其分配配（国外是只只用以测量水水和液体流量量，我国第一一次用以测量量高温气体流流量，并导出出其流量方程程和试验得出出其流量系数数等，50年年

20、以后，我国国唐山才系列列生产测量水水和气体弯头头流量计）和和烧结大口径径废气流量、电电子秤、高炉炉热风炉燃烧烧调节新系统统，偏心收缩缩蝶阀特性研研究等，为设设计部门提供供新技术。与与此同时，天天津传动所、上上海工业自动动化研究所、上上海电器科学学研究所也相相继成立，他他们也进行了了很多钢铁工工业自动化的的研究工作。从从上世纪 550年代开始始，东北工学学院、北京钢钢铁学院、中中南矿冶学院院、清华、浙浙大、西安交交大、哈工大大等高校相继继开设工业企企业电气化、仪仪表及自动控控制等系和专专业，清华更更请来苏联专专家（齐斯卡卡可夫教授及及崔可夫教授授）开设热力力过程白动化化及面向钢铁铁的生产过程程自

21、动化课程程，并接受各各院所企业技技术人员旁听听，为钢铁工工业输送和培培养大量人才才。 国家编编制的科学发发展规划，其其中39088项就是针对对钢铁工业自自动化，详细细规定了炼铁铁、炼钢、连连铸、轧钢的的自动化项目目、技术指标标和完成日期期。此外，还还由中国科学学院会同高校校、热工控制制研究设计院院等人员专门门对我国钢铁铁工业自动化化现状进行考考察。这些都都大大促进了了钢铁自动化化的进展。 (3) 第二个五五年计划到七七十年代初(1958-1973年年)。上世纪纪50年代末末期，我国在在向苏联专家家学习及从苏苏联引进技术术、仿制引进进设备和苏联联156项工工程完工生产产的基础上，进进入了自行设设

22、计并用国产产设备装备新新建或改建的的钢铁企业的的新阶段，如如鞍钢l、22、3、4、99号高炉自动动化系统和太太钢115OOmm 初轧轧主辅传动系系统及均热炉炉自动化系统统等，其自动动化技术水平平已接近当时时引进机组的的水平。但在在1958年年冶金部整顿顿组织机构，宣宣布刚成立不不久的热工控控制研究设计计院下马，设设计部门分散散到各钢铁设设计院，研究究试制部门合合并到钢铁研研究院变成一一个研究室（112室）二级级单位，这样样自动化专业业就很难大发发展，虽然仍仍研制了一些些新装备及系系统，如测量量钢水温度的的钨徕热电偶偶，以代替昂昂贵铂铭丝，测测量连铸结晶晶器钢水液位位的同位素液液位计及其控控制系

23、统、真真空直流电弧弧炉电极升降降控制系统、高高炉炉况判断断智能系统、芝芝麻三极晶体体管及以后的的以芝麻三极极晶体管为基基础的厚膜工工业控制用的的高抗干扰数数字逻辑组件件、太钢六轧轧罩式退火炉炉群多点数字字巡回检测控控制系统等。后后来中苏关系系恶化，苏联联撤回专家和和撕毁合同断断绝援助。到到60年代初初，钢铁研究究院转向为军军工服务，一一般钢铁工业业自动化研究究就停止多年年。此时，钢钢铁自动化设设计主要是按按旧系统设计计，只是随着着国内新的自自动化装备生生产而以新的的仪表和装备备组成系统，如如用单元组合合仪表代替老老式仪表等。660年代开始始西方进一步步发展自动化化技术，特别别是日本钢铁铁工业大

24、扩张张，并以包括括计算技术和和自动化应用用作为其钢铁铁工业大发展展的四大法宝宝（新工艺和和新设备、大大型化、临海海钢铁厂、计计算技术和自自动化应用）之之一，我国自自动化水平与与世界水平差差距增大，特特别是文化大大革命期间。但但尽管如此，各各院所、工厂厂还是断断续续续地发展自自动化工作，如如电力传动和和控制方面，冶冶金部建筑研研究院、天津津传动所、西西安整流器研研究所等自660年代，从从研制大功率率硅二极管整整流器开始，开开发晶闸管直直流调速，首首先是大功率率硅二极管整整流器的应用用（如国产的的825V 、100000A硅整流流器在铝电解解厂中应用，取取代50年代代的水银整流流器），接着着是功率

25、较小小的晶闸管励励磁（如鞍钢钢一初轧26600kw主主传动励磁装装置），然后后是大功率晶晶闸管供电（如如上钢五厂5500mm轧轧机13000kw主传动动供电装置及及70年代初初投产的上钢钢一厂23000mm中板板轧机和12200mm五五机架带钢热热连轧机，全全轧线主辅传传动全部用晶晶闸管直流电电机调速，其其最大容量为为2600 kw)；检检测仪表和自自动控制方面面，70年代代初，鞍山矿矿山设计院研研制成功电子子皮带秤、自自动给料机和和烧结自动配配料系统，并并在鞍钢、攀攀钢和首钢应应用，本钢也也开发了用工工业色谱仪分分析高炉煤气气成分，武钢钢和鞍钢先后后应用极值控控制系统控制制高炉热风炉炉燃烧及

26、拱顶顶温度，梅山山、攀钢等也也应用高炯称称量料批重量量和焦碳水分分补正系统，天天津传动所先先后研制成功功高炉磁性逻逻辑无触点和和半导体（先先是锗晶体管管，以后是硅硅晶体管）程程序控制上料料装料系统，并并用于鞍钢、攀攀钢、武钢和和梅山等高炉炉中，19664 年在首首钢 30tt 转炉使用用测温枪，并并试验用快速速微型热电偶偶炉外定碳，涟涟钢也研制成成功晶闸管一一电磁转差离离合器电弧炉炉电极升降控控制系统代替替从波兰引进进的老旧功率率放大机系统统；在计算机机控制方面也也作了许多尝尝试，首先国国家组织首钢钢、钢铁研究究院、冶金建建筑研究院、7738厂等尝尝试计算机应应用，采用晶晶体管元件制制作了三台

27、KK- 1544型计算机，计计划用于首钢钢炼铁、烧结结和小型厂，但但由于元件不不可靠等很多多问题，无法法用于工业控控制，以失败败告终。直至至1973年年鞍钢冷轧厂厂使用国产小小型控制机，成成功地对755座罩式退火火炉进行温度度控制，效果果显著。 上世纪纪60年代中中至70年代代初，设计院院、工厂开始始谋求向西方方引进，如太太钢七轧成套套设备从德国国等多个国家家引进，其中中如光亮退火火炉等使用德德国西门子的的以磁元件为为核心的TeelePerrm-s系列列PID调节节器和执行装装置等自动化化装备，包钢钢五号球团带带式焙烧机从从日本成套引引进，其自动动化系统包括括30多套以以晶体管调节节器为核心的

28、的仪表组成料料位、温度、流流量、压力、称称量等自动控控制系统，还还设有多点数数字巡回检测测装置进行工工艺参数记录录、打印和报报警，其电气气控制系统也也使用交流电电机电磁转差差离合装置或或晶闸管直流流电机调速装装置以及硬件件逻辑顺序控控制设备；计计算机系统也也开始引进，如如首钢用以转转炉分析及终终点控制的过过程计算机和和制氧厂的控控制计算机，太太钢二炼钢也也从奥地利引引进成套氧气气顶吹转炉，其其自动化系统统除常规控制制采用晶体管管等控制仪表表外还采用德德国西门子的的计算机进行行冶炼终点静静态控制。外外国先进技术术和我国落后后技术的差距距，大大增加加了我国的危危机感，同时时也促进了钢钢铁工业自动动

29、化第二次引引进高潮。 2、我国钢铁工工业自动化发发展的第二阶阶段 (1) 19733至19877时期。国际际上已进入大大规模全线自自动化的计算算机控制，这这一新事物复复杂而新颖，国国内不仅设计计、甚至连应应用都成为大大问题。首先先是面对700年代初从日日、德、法引引进的武钢一一米七工程，它它包括从加热热炉上料一粗粗轧一七机架架连轧一卷区区一运输链全全线自动化的的两级计算机机控制的带钢钢热连轧厂、带带计算机控制制五机架冷连连轧机的冷轧轧厂、带森吉吉尔轧机的硅硅钢厂和带计计算机控制的的板坯连铸机机，如何正常常应用与运转转，为此冶金金部再次成立立自动化研究究所（主要由由冶金建筑研研究院安装所所、钢铁

30、研究究院12室、冶冶金仪表厂合合并组成）, 并以冶金金部研究所为为骨干并从各各方面调集技技术人员组成成部自动化工工作组，进驻驻武钢并会同同武钢和设计计院，实行消消化掌握计算算机及自动化化系统、准备备投产。与此此同时，为很很好消化吸收收和利用与开开发更多的自自动化技术，鞍鞍钢、武钢、攀攀钢、首钢、马马钢、重钢等等先后成立自自动化研究所所，与高等学学校、设计院院、工厂共同同构成钢铁工工业自动化研研究、设计和和应用体系，从从而使钢铁工工业自动化进进一步稳步发发展。 随着我我国对自动化化作用认识的的深化，党的的三中全会确确定重点转移移、改革开放放等一系列政政策，大大促促进了钢铁工工业自动化的的发展。此

31、时时，钢铁工业业自动化进展展主要是要求求高新建或改改建厂矿采用用成套或部分分引进方法，以以及跟踪国外外自动化进展展国内自行开开发。前者如如80年代初初在上海建设设新的宝山钢钢铁厂，包括括设计、主要要设备供货以以及指导投产产全面从日本本引进，一期期工程包括原原料场、烧结结、高炉、炼炼钢、焦化、初初轧以及备用用电厂，全部部采用先进的的EIC一体体化两级自动动化系统，基基础白动化中中的仪测仪控控系统中，除除了使用常规规模拟式仪表表以外还开始始使用数字仪仪表（即后来来的 DCSS) ，如在在高炉风口检检漏、炉皮温温度等多点测测量的部位使使用了三套数数字仪表以及及初轧的均热热炉控制的TTDCS20000

32、型数字字仪表，基础础自动化中的的电气控制器器系统则采用用了可编程序序控制器。基基础自动化远远比过去系统统复杂与完善善，可控制更更多的工艺参参数，而称为为增强型基础础自动化。原原料场、烧结结、高炉、转转炉、焦炉、初初轧。 1440mm 无无缝钢管、能能源中心等主主要机组均设设有过程计算算机，进行收收集数据、监监测、记录、过过程管理、通通信、设定控控制、使用数数学模型进行行优化控制（如如初轧的烧钢钢预测、高炉炉热风炉燃烧烧流量优化设设定模型）或或操作指导（如如高炉的炉热热模型），140mmm无缝钢管自自动化程度更更高，设有CCIMS系统统六级划分的的五级，即检检测驱动级、设设备控制级、过过程控制级

33、、生生产控制级与与无缝钢管厂厂管理级的全全线全厂自动动化系统。引引进的宝钢及及其自动化系系统达到当代代世界先进水水平。并长期期成为我国钢钢铁工业自动动化的主要技技术来源，冶冶金部还为此此举行由副部部长主持的各各有关单位参参加的消化会会议，并指出出国家花了许许多钱引进，要要一家引进万万家受益。宝宝钢的资料包包括数学模型型说明书（含含全部计算公公式）、功能能规格书甚至至软件程序清清单等都比较较完全，因而而大大促进了了我国自动化化的发展。催催生许多成果果，如电力传传动方面，晶晶闸管直流调调速发展迅速速，国产元件件组成系统的的可靠性已能能满足生产需需要，形成了了风冷和水冷冷两种结构，可可逆无环流切切换

34、时间已缩缩短3-6mms的先进水水平。在天津津传动所、冶冶金部自动化化研究所等单单位共同努力力下，钢铁工工业晶闸管直直流调速已可可代替进口，大大功率系统也也相继解决。首首先冶金部自自动化研究所所在重庆西南南铝加工厂的的冷轧机风冷冷的晶闸管直直流调速装置置，最大功率率已达42000 kw，其其后该所虽几几经周折，也也成功地投产产了单机容量量达46000 kw、操操作条件最严严酷频繁可逆逆转动的长城城钢厂8255mm初轧机机水冷式晶闸闸管直流调速速装置，该所所还完成一系系列晶闸管直直流调速装置置包括工期要要求极短（仅仅45天）的的取代老旧水水银整流器的的原东德引进进的湘钢 2250线材轧轧机工程等

35、。11979年攀攀钢自动化研研究所等研制制成功8000kw的动态态虚功补偿装装置，采用晶晶闸管，响应应速度仅8-10ms，达达到国外同类类产品的指标标。在交流调调速方面，除除了主流的变变频调速外，比比较成功的有有70年代初初的包头设计计院和冶金部部自动化研究究所研制的差差动调速传动动，并从19979-19984年先后后在呼和浩特特钢铁厂线材材轧机、昆明明金属材料厂厂窄带冷连轧轧机、首钢红红冶钢厂和哈哈尔滨轧钢厂厂300小型型连轧机上投投产，冶金部部自动化研究究所研制的湘湘钢活套式拉拉丝机变频调调速系统、线线绕型电动机机交交变频双双馈调速装置置也在生产中中应用；在检检测仪表方面面，在长沙矿矿山研

36、究所、长长沙矿冶研究究院、长沙矿矿山设计院、马马鞍山矿山研研究院、北京京矿冶研究院院、中南矿冶冶学院、冶金金部自动化研研究所等共同同努力下开发发了从采矿到到轧钢一系列列特殊检测和和仪表，如采采矿的炮孔测测角测深仪、测测震仪、多点点边坡位移记记录仪等 220 余种仪仪表，选矿的的矿浆浓度仪仪、矿浆金属属成份仪、磨磨矿返砂量仪仪、金属探测测器等，烧结结的料槽料位位仪、混合料料透气性及水水份仪、各式式皮带秤、屠屠厚仪等，炼炼铁的吹气式式静压力测量量仪、砌体烧烧损仪、风口口检漏双管电电磁流量计和和卡门流量计计、氯化铿湿湿度计、风口口流量计等，炼炼钢的消耗式式热电偶、定定氧定硅探头头、副枪测温温定碳及其

37、大大显示智能仪仪表等，连铸铸的各式结晶晶器钢水液位位、结晶器冷冷却水热量和和热功率侧量量仪、带峰值值铸坯温度单单点多点测量量仪、铸坯长长度测量仪、辊辊间距测量仪仪、结晶器锥锥度测量仪等等，轧钢的压压磁式（包括括环型和实体体的）应变电电阻式及拉杆杆式测压仪、各各种辊缝仪、测测速仪、张力力计、活套位位置仪、X-射线测厚仪仪、光电测宽宽仪、激光测测径和测厚仪仪、光电红外外测温仪、炉炉壁式残氧分分析仪等；在在自动控制方方面也大有进进步，如采矿矿的遥控振动动出矿白动控控制系统等，选选矿方面的给给矿量控制、磨磨矿浓度控制制、分级机溢溢流浓度控制制、按音响控控制磨矿机装装载量系统、药药剂添加控制制等，炼钢的

38、的以厚膜数字字逻辑器件为为基础的太钢钢转炉氧枪副副枪自动控制制系统、副枪枪测温探头及及整套副枪测测温探头更换换的机械手等等，轧钢的由由冶金部自动动化研究所和和钢铁研究院院以及太钢共共同协作研制制的我国第一一台宽带轧机机全套液压带带钢厚度调节节装置、中板板轧机液压厚厚度调节装置置等。这个时时期的技术特特点主要是采采用模拟技术术经数字控制制过渡到计算算机控制；在在计算应用方方面，这时期期获得许多经经验和教训，经经过下列几个个阶段： 自行制造造工业控制计计算机进行较较大规模的控控制，如19974年的上上钢一厂钢板板车间自动化化，其12000mm五机机架热连轧机机自动化如武武钢引进的11700热连连轧

39、机那样采采用计算机控控制并从制造造计算机开始始，冶金部自自动化研究所所制造仿美国国PDP111计算机，由由于器件TTTL等不过关关而不可靠、无无故障运行时时间短、抗干干扰能力差而而无法用于工工业控制，只只有23000mm中板轧轧机基础自动动化的自动轧轧钢（包括前前后工作辊道道、延伸辊道道和推床的顺顺序控制以及及压下自动控控制）由于采采用成品的简简易可编程控控制器控制而而获得成功，其其过程自动化化采用当时国国产的JS-10小型机机，自行编制制小操作系统统及应用软件件，由于该机机规模小、较较可靠且只作作数据采集、监监控以及较简简单的数学模模型作为操作作指导，应用用软件规模有有限和实时性性要求不高而

40、而获得成功。与与此同时，上上海为转炉炼炼钢终点控制制研制的计算算机，包头计计算机厂为包包钢烧结厂研研制的计算机机也因可靠性性不够、无故故障运行时间间短、抗干扰扰能力差而无无法用于工业业控制，此外外，还有当时时制造的计算算机都是裸机机，没有操作作系统，而编编制操作系统统技术复杂很很难解决； 经过上述述失败经验，且且投资限制外外汇不易获得得，自动化工工作者转而使使用国内市场场可购得廉价价的引进单板板机自配1/0回路进行行单项控制，如如冶金部自动动化研究所研研制的吉林铁铁合金厂埋弧弧电炉电极自自动压放和功功率控制系统统、太钢七轧轧厂八辊可逆逆冷轧机张力力白动控制系系统、耀化铝铝电解节能自自动控制系统

41、统、首钢自动动化研究所研研制的3000mm小型厂厂配尺剪切自自动控制系统统、北京冶金金设备自动化化研究所研制制的北京第三三轧钢厂冷轧轧卷取机张力力自动控制系系统等，由于于引进单板机机无论元件和和制造都比较较可靠，自配配接口比较简简单，控制系系统也规模很很小，因而这这些系统都获获得成功，使使用效果显著著； 使用引进进微机角的各各种模板组成成系统进行单单项控制。由由于单板机大大都是学习机机，并非作工工业控制用的的，而市场上上又可购得系系列模板，因因此考虑用它它代替单板机机，如冶金部部自动化研究究所研制的太太钢七轧厂八八辊可逆冷轧轧机准确停车车白动控制系系统、吉林铁铁合金厂埋弧弧电炉上料自自动控制系

42、统统、重钢五厂厂板坯加热炉炉白动控制系系统（计算机机是由重庆工工业自动化仪仪表研究所采采用美国Mootorolla公司生产产的模板组成成）等； 使用引进进微机系统、引引进或国内组组装的 PLLC、DCSS进行更多功功能控制，如如鞍钢的使用用584PLLC的7高高炉上料自动动化系统，首首钢的使用美美国N-900型DCS的的烧结自动化化系统，冶金金部自动化研研究所研制的的使用微机系系统的广西八八一锰矿铁合合金埋弧电炉炉自动控制系系统、使用西西门子S5-115UPPLC的水钢钢、攀钢及其其它多个厂的的高炉上料自自动化系统等等，由于有了了可靠和高性性能的硬件而而为使用先进进控制创造条条件。此时开开始采

43、用现代代控制论理论论如状态空间间理论来进行行控制，如浙浙江大学与重重钢研制的重重钢五厂板坯坯加热炉自动动控制系统，模模糊控制和专专家系统也得得到应用； 开始使用用引进或国内内组装的PLLC、DCSS、过程控制制机、网络作作为基础自动动化和过程自自动化的大规规模控制系统统，如冶金部部自动化研究究院和钢铁研研究院及太钢钢合作的使用用SOLARR小型机的太太钢七轧厂八八辊可逆冷轧轧机过程自动动化系统、太太钢二炼钢使使用美国AX 小型型机及西屋公公司WDPFF的转炉包括括过程自动化化及基础自动动化的两级自自动化系统等等。 自动化化已进入大规规模全线自动动化的计算机机控制，要建建设这样的系系统首先遇到到

44、是设计问题题。但由于技技术差距大，基基本设计、详详细设计包括括功能规格书书编写、应用用软件编制与与调试不知如如何进行，调调试试验室也也不具备，因因此只得通过过下列步骤： 全套引进进并派人参加加进行设计联联络生产学习习，如宝钢一一期工程等； 派人参加加和在外商指指导下进行包包括程序编制制部分调试等等工作，如七七五建设的攀攀钢、唐钢、宣宣钢等几个中中型高炉； 国内派人人参加并分包包（外商付钱钱）或直接由由外商雇用进进行软件编程程等工作，前前者如宝钢二二高炉等，后后者如宝钢冷冷热连轧，由由西门子公司司雇用冶金部部自动化研究究院人员进行行软件编程及及以西门子专专家名义参加加调试； 自行作基基本设计而详

45、详细设计（施施工图除外）硬硬件软件供货货与现场调试试与投产均由由外商负责，如如鞍钢1700Omm半连连轧改造等，以以后冷热连轧轧计算机控制制系统以及许许多大型或新新机组大致都都是这一方法法； 完全国内内负责包括基基本设计、详详细设计软件件编制非标硬硬件设计调试试与投产等仅仅从外商购买买国内质量不不过关的硬件件及个别技术术，如包括系系统软件的计计算机硬件系系统、个别仪仪表和数学模模型，如重钢钢五号12000m3高炉炉自动化工程程等，以后大大多数自动化化工程都是这这一方法。 (2) 19888年至现在。11989年我我国粗钢产量量6158.72万吨，排排世界第三，11993 年年为88688 万吨

46、，排排世界第二，11996为ll亿零1百万万吨，上升到到世界第1位位。这段期间间，主要是靠靠扩建、挖潜潜和改造（包包括19855年 9月先先后投产的宝宝钢一期工程程，其自动化化装备只是770年代末水水平，不少计计算机还是使使用磁心和磁磁鼓、使用机机器语言编程程，内存容量量不大，如设设有复杂数学学模型的容量量4063 m3 1号号高炉的过程程计算机仅为为80K)，因因此给钢铁工工业自动化带带来极大的发发展。这段期期间建设厂矿矿大都以当代代最新技术来来装备，特别别是引进机组组。此时新建建和改建机组组水平不等，因因资金限制，有有只设基础自自动化，有包包括过程自动动化，其中宝宝钢最为先进进，二期工程程

47、（19911年2月结束束）包括二高高炉、烧结、焦焦炉和板带热热连轧机等，其其中二高炉除除使用最新计计算机外，还还引进8个数数学模型，西西门子供货的的板带热连轧轧机更包括生生产控制级和和分厂管理级级的五级系统统，20300mm板带冷冷连轧机也是是类似系统。其其三期工程，包包括容量43350m, 3号高炉、烧烧结、焦炉、二二炼钢（2550吨转炉两两个，14550mm板坯坯连铸两台）、三三炼钢（电炉炉两个，圆方方坯连铸）、11580mmm板带热连轧轧机、15550mm和11420mmm板带冷连轧轧、高速线材材等，其自动动化系统分为为两个层次，第第一层次为工工厂或车间包包括基础自动动化、过程自自动化和

48、管理理自动化，第第二层次为为为公司信息管管理层，各工工厂的多级自自动化系统通通过全公司光光纤主干网与与公司管理计计算机相连。其其他厂矿的自自动化工程大大都自行设计计只引进不过过关装备或先先进技术如太太钢新建的44063m，高高炉及烧结，除除计算机系统统引进外，还还从奥钢联引引进高炉专家家系统及烧结结机速模型等等。 在此期期间，主要技技术特点是以以高新技术为为核心，包括括：多级管控控一体化计算算机系统开始始大规模应用用，管理自动动化发展迅速速，过程优化化数学模型与与先进控制、智智能控制也得得到重视，除除了引进外，国国内也研制和和推广国产系系统，如电力力传动方面，已已进入交流变变频调速时代代，除了

49、由于于国内不生产产的新一代可可关断的IGGBT、IGGCT等器件件的新型交流流变频调速装装置以外，以以国产的晶闸闸管组成的交交直流变流器器基本全部可可国内供货，而而且以国产的的晶闸管组成成的交交变频频装置容量对对轧机已完全全可满足，而而且技术上有有突破。使用用进口电力电电子器件组成成新一代的交交流变频调速速也已研制成成功，如冶金金自动化研究究设计院在8863项目支支持下，研制制成功75000KW的IIGCT变流流器，完成了了3600KKW同步电机机的工业试验验。并研发电电子控制器。自自动控制方面面，除了使用用经典控制理理论组成系统统外，模糊控控制得到更多多应用，特别别是热工过程程的机组如烧烧结、高炉、加加热炉等，专专家系统如高高炉除了从芬芬兰和奥钢联联引进多套外外，国内也分分别在首钢、马马钢、石钢、济济钢、邯钢等等研制成功高高炉冶炼专家家系统；在检检测仪表方面面，已进入使使用新技术，如如超声