摘要：智能控制能在鋼鐵工業(yè)中得到較多應(yīng)用,是與它的特點(diǎn)分不開(kāi)的,它適合于那些含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)字過(guò)程,并以知識(shí)進(jìn)行推理,以啟發(fā)引導(dǎo)求解過(guò)程;也可以對(duì)具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的過(guò)程進(jìn)行混合控制。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制,非常適合于采用智能控制。如煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)過(guò)程是在“黑匣子”狀態(tài)下進(jìn)行的,環(huán)境有許多不確定因素,是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,多年來(lái),難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,即使建立起控制模型,也有好多不如人工控制效果好,所以難以推廣應(yīng)用。智能控制的發(fā)展,將會(huì)使鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的過(guò)程控制有更大進(jìn)展。在鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中,基礎(chǔ)自動(dòng)化在各個(gè)工序中占40%~60%,過(guò)程控制占10%左右。可見(jiàn)過(guò)程控制水平是較低的,主要是數(shù)學(xué)模型難以建立,有了智能控制將會(huì)有起色。

　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù),工業(yè)發(fā)展,自動(dòng)化博覽

　　自動(dòng)化博覽中提到：自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點(diǎn)：在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：代替人的體力勞動(dòng)，代替或輔助人的腦力勞動(dòng)，制造系統(tǒng)中人機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是自動(dòng)化功能目標(biāo)體系的一部分。自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個(gè)有機(jī)體系。在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過(guò)程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過(guò)程。

　　《自動(dòng)化博覽》用高度的責(zé)任感向社會(huì)訴說(shuō)著一個(gè)個(gè)自動(dòng)化業(yè)內(nèi)的傳奇與震撼，我們懷揣振興民族產(chǎn)業(yè)的使命感傳達(dá)著中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)一路發(fā)展的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，我們用專業(yè)媒體的觀察與良知為每一位讀者奉上業(yè)內(nèi)最權(quán)威的報(bào)道。每一次成功，每一次變革，中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)前行的每一步都有我們的關(guān)注與評(píng)述!踏著中國(guó)民族工業(yè)逐步發(fā)展壯大的足跡，我們與中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)一同進(jìn)步，一同成長(zhǎng)!

　　一.工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

　　通常把工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)分為5級(jí):企業(yè)管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)、設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)。兩級(jí)管理級(jí)涉及到的高技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)。過(guò)程控制級(jí)涉及到的高技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法。設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。由此不難看出,工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。這是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)之一。

　　二.工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)

　　從控制的角度看,工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)包括檢測(cè)、控制和驅(qū)動(dòng)三個(gè)系統(tǒng)。這三個(gè)系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系,既要研究每一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)又要研究三個(gè)系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù),這稱之為三電一體化技術(shù)。三電一體化是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的第三個(gè)特點(diǎn)。下面重點(diǎn)從三個(gè)方面描述工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)所包括的關(guān)鍵技術(shù)。

　　1. 計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)(CIMS)。廣義的CIMS技術(shù)指整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由于CIMS必須在設(shè)備自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化的基礎(chǔ)上建立,所以通常講的CIMS主要指企業(yè)管理和生產(chǎn)管理兩級(jí)管理級(jí)。當(dāng)今的企業(yè)管理和生產(chǎn)管理實(shí)質(zhì)上就是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,這方面的文章很多,本文不做重點(diǎn)論述。由于我國(guó)CIMS的研究和應(yīng)用剛剛起步,所以強(qiáng)調(diào)下面的一些問(wèn)題是很必要的。

　　1.1 連續(xù)型與離散型生產(chǎn)方式的不同與研究?jī)?nèi)容的差異。鋼鐵工業(yè)屬于連續(xù)型生產(chǎn)方式,與離散型生產(chǎn)方式(如機(jī)械加工)的不同使得在研究CIMS時(shí),兩者的側(cè)重點(diǎn)和難點(diǎn)就不同。

　　第一,在產(chǎn)品加工過(guò)程方面,離散型基本是可視的,在冷狀態(tài)下物理加工居多;而鋼鐵工業(yè)加工過(guò)程基本處于“黑匣子”狀況和處于高溫、高濕、高速的環(huán)境中,物理加工和化學(xué)反應(yīng)居多。上述差異,使離散型過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型較容易;而鋼鐵工業(yè)建立數(shù)學(xué)模型較難多采用機(jī)理模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嘟Y(jié)合,應(yīng)用專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立控制模型。

　　第二,離散型生產(chǎn)過(guò)程,隨時(shí)改變其工藝設(shè)備和流程較容易,產(chǎn)品外形也多變;但連續(xù)型的鋼鐵企業(yè),工藝設(shè)備和生產(chǎn)流程基本不變(如高爐煉鐵),產(chǎn)品外形也基本不變。離散型的產(chǎn)品質(zhì)量保證和品種改變靠參數(shù)、符號(hào)、圖形就可實(shí)現(xiàn);而連續(xù)型的要靠調(diào)整工藝參數(shù)、控制設(shè)備穩(wěn)定、使工況運(yùn)行最佳來(lái)達(dá)到。

　　第三,企業(yè)為了適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),需要柔性。離散型的柔性體現(xiàn)在工藝流程和設(shè)備的改變上;連續(xù)型的工藝流程和裝備改變較難,屬剛性,它的柔性體現(xiàn)在生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃安排、參數(shù)改變、設(shè)備控制等,實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較大。第四,離散型產(chǎn)品屬單件或小批量生產(chǎn),物料流可以單件搬動(dòng);而連續(xù)型產(chǎn)品大量連續(xù)生產(chǎn),物料流是連續(xù)的致使連續(xù)型生產(chǎn)調(diào)度管理實(shí)時(shí)性強(qiáng),時(shí)效性要求高,生產(chǎn)節(jié)奏要嚴(yán)格控制。如軋鋼生產(chǎn)線,每秒幾十米或上百米的軋速,工序一環(huán)扣一環(huán),若節(jié)奏脫節(jié)、控制不好,瞬間就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

　　1.2 堅(jiān)持“以人為本”,實(shí)現(xiàn)“業(yè)務(wù)重組”的原則CIMS是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不可能離開(kāi)人,完全靠自動(dòng)化是不可能的。美國(guó)有個(gè)公司提出,影響CIMS實(shí)現(xiàn)的主要障礙的70%來(lái)自于人,11%來(lái)自于對(duì)成本的評(píng)估,9%是技術(shù)原因,還有其它原因,可見(jiàn)人的因素的重要性。“業(yè)務(wù)重組”是指改變過(guò)去的經(jīng)營(yíng)模式、舊的生產(chǎn)管理體制、舊的信息交換模式,建立適應(yīng)CIMS的新的組織體系,采用先進(jìn)技術(shù)等。這對(duì)搞活大中企業(yè)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的先進(jìn)企業(yè)也是重要的內(nèi)容。“以人為本”,主要包括實(shí)現(xiàn)“第一把手”原則;進(jìn)行CIMS的宣傳,使領(lǐng)導(dǎo)和群眾都要認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)CIMS的必要性、緊迫性;進(jìn)行教育和培訓(xùn),提高人的文化素質(zhì)和技術(shù)水平,建立良好的企業(yè)文化氛圍。同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,要較好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就要經(jīng)歷一個(gè)有序的過(guò)程,需要時(shí)間,不是一蹴而就的事。

　　2.智能控制。智能控制作為人工智能的一個(gè)研究與應(yīng)用方面,與自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等學(xué)科的結(jié)合,已形成一個(gè)新興的交叉學(xué)科系統(tǒng),在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了許多類型的智能控制系統(tǒng),如多級(jí)遞階智能控制、基于知識(shí)的專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的智能———模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能———神經(jīng)控制、基于規(guī)則的仿人控制、基于模式識(shí)別的智能控制、多模變結(jié)構(gòu)智能控制、學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制、基于混沌理論的智能———混沌控制等類型。

　　與其它行業(yè)一樣,智能控制作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應(yīng)用。在各個(gè)生產(chǎn)工序中,用于設(shè)定與控制、生產(chǎn)計(jì)劃的安排與調(diào)整,以及設(shè)備診斷、監(jiān)測(cè)、學(xué)習(xí)等方面。

　　3.鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程方法。隨著鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展,我國(guó)的鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程將日益增多,技術(shù)水平也將不斷提高。因此,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)企業(yè),還是從事自動(dòng)化工程單位,有一個(gè)好的工程方法是非常必要的。工程方法就是為了達(dá)到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工程而采用的手段、途徑和方法。有了好的方法,可以提高效率,較順利地達(dá)到目標(biāo)。

　　通過(guò)實(shí)踐,鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程方法應(yīng)該包括:成套的工程管理方法,從簽合同、工程實(shí)施管理至工程的驗(yàn)收等,管理要規(guī)范化、文檔標(biāo)準(zhǔn)化;成套的控制設(shè)備配套方法,堅(jiān)持以自己的“拳頭”產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)設(shè)備為先,掌握外國(guó)先進(jìn)設(shè)備的性能及具有系統(tǒng)設(shè)備配套的能力;成套的控制技術(shù)實(shí)施的方法,體現(xiàn)三電一體化,機(jī)電、工藝一體化,具備計(jì)算機(jī)輔助軟件工程的工具,或工具箱,或平臺(tái),或環(huán)境,使軟件制造更自動(dòng)化,并使軟件具有可復(fù)用性等。

　　三.總結(jié)

　　大力發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù),既可以促進(jìn)信息化的發(fā)展又可以武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),帶動(dòng)工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。因此把工業(yè)自動(dòng)化作為一個(gè)行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展,應(yīng)作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的倡議方針。工業(yè)化包括機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化,應(yīng)該說(shuō)我國(guó)工業(yè)的機(jī)械化、電氣化已基本實(shí)現(xiàn)了,工業(yè)化應(yīng)該著重實(shí)現(xiàn)的是自動(dòng)化,用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),使設(shè)備控制自動(dòng)化、工藝流程自動(dòng)化,從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)的工業(yè)化建設(shè)。