国内连铸机自动化系统的发展现状及展望

何俊呈

摘 要：近年来，我国的连铸自动化技术在不断的发展，连铸技术的应用使生产的效率不断提高，同时也节省了大量的资金成本。本文针对连铸机自动化系统的配置、控制技术和控制系统所取得的成果几个方面，对我国连铸机自动化控制系统的的现状和未来的发展前景进行了详细说明。

关键词：连铸机；自动化；系统；现状；展望

在转炉炼钢和轧钢连接的过程中，最重要的部分就是连铸，并且连铸的发展速度极快。随着常规板坯连铸机装备的改进，工艺介质和机电液一体化装备技术的不断完善，这就要求自动化系统的控制水平也要不断提高，这样才能适应生产发展的需求。以目前我国使用连铸自动化系统所取得的成绩来看，我国的连铸自动化控制一定达到了较高的水平，在数据模型的开发方面也取得了显著的成果。

1 连铸自动化系统的配置

我国目前最先进的连铸自动化系统是全集成自动化的方案下的系统。自动化的过程主要是从输入物流到输出物流。在输入物流中主要有生产流程和下游辅助过程，在输出物流中主要有制造执行系统层、企业资源规划层、过程控制层和现场层。

⑴制造执行系统层。这一层面主要是指钢铁行业中的三级MES系统，制造执行系统层主要存在与企业的ERP和企业的控制过程之间的车间控制管理和作业调度中，这一系统能够进行作业中的物流生产、动态优化、质量信息跟踪、设备状态的监控、突发事件的处理、运输调度和故障诊断等。⑵企业资源管理层。这一层主要是对企业资源进行合理规划以及管理。⑶过程控制层。这一层是由工艺控制系统、一级自动化控制系统、人机接口和过程控制系统等方面共同组成。过程系统层是MES系统的主要桥梁，能够为生产的信息化建设奠定坚实的基础。工艺控制系统主要由重要工艺中的控制系统组成，工艺控制系统的运用能够有效的提高铸坯的质量。人机接口主要是对连铸的整体设备进行监控、报警、参数设定、趋势查询及记录、打印常规报表，方便工作人员对连铸机的生产状况进行检测。

⑷现场层。连铸自动化的最底层就是现场层，现场层中主要有电动机、电控阀门和监测仪表等。如果想发挥设备的整体性能，就需要在特定的区域进行远程信号的收集，并利用现场总线将信号传输到主系统中。

在连铸自动化系统中使用集成自动化方案，能够提高各个层级的透明度，包括现场层、公司管理层和生产控制层。还可以实现通讯、组态和数据管理的一致性，也能够为生产用户带来极大的便利。全集自动化的连铸控制系统能够降低自动化方案的复杂程度，从而使投入的总成本有所下降；能够最大程度的实现互操作性，包括驱动装置、控制器和HMI、过程控制系统；能够最大程度的满足用户对产品的需求，并提高生产的效率。

2 连铸机自动化系统中的控制技术和成果

⑴在我国经济和科技不断发展的同时，连铸技术在在不断发展，钢铁冶金方面的工艺水平也在不断提高，目前我国的水平已经赶超世界上的许多国家，并处于中上等地位。在连铸技术进步的同时，连铸自动化系统也在不断的完善和提高，在连铸机生产过程中，自动化系统能够贯穿整个环节。连铸自动化系统能够对整个工艺设备进行控制，能够是自动化技术发挥到最大程度，从而减轻了操作人员的负担，也能为生产缩减成本。连铸自动控制技术具有以下几项特点：维护方便、系统较稳定、具有可扩展功能、友好的人机界面。

⑵控制技术是连铸机系统中必须具有的功能，但在连铸机实际生产的过程中，还存着普通控制技术不能解决的问题，这些问题主要包括：存在可测扰动或者不可测扰动，具有非线性和有时变行，这就使控制时存在一定的滞后性，传感器在进行测量的过程中很容易受到噪声的干扰。由于存在以上原因，传统的PID不能实现较好的控制效果，不能达到铸坯的质量控制要求。为了适应生产需求，连铸方面的科研人员正在积极探索有效的控制方法，力求将预测控制、神经元网络、自适应控制和模糊控制等方法结合在一起，共同用于生产控制中。

⑶连铸自动控制技术的发展弥补了我国长期以来在连铸方面的技术空缺，也是连铸自动化系统不断完善，连铸自动控制技术能够为我国生产高质量的铸坯提供有力的技术支持。在与国外连铸技术相比较的过程中，也增加了我国连铸技术的竞争力，从而提高了我国的国际地位和国际影响力。

3 连铸自动化系统的展望

随着科技的进步和计算机水平的提高，大型设备制造商和生产商都在不断完善和改造数学模型，这些模型的开发能够对在线工艺进行优化和有效控制。在一些比较先进的应用技术和检测中，如电磁加速技术、液芯实际位置检测技术和中间包连续加热技术都在不断进行试验和测试，这些检测和应用技术能够促进计算模型的优化和完善，也能提高铸坯内外的质量。连铸机自动化系统在软件发展方面，能够对数据进行收集和整理，并通过经验和相关理论对生产缺陷进行科学的预测，并提出相关的解决措施。智能工艺参数分析系统是今后连铸自动化系统发展中的重要部分。

4 总结

我国连铸自动化在今后的发展中会取得更好的发展和应用成果，在科研人员以及连铸方面专家的努力下，能够开发出更加完善和先进的数据模型，并且带动我国连铸自动化系统的不断发展和进步。

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