在首钢京唐公司炼铁部烧结作业区烧结机作业现场，烧结机载着暗红色平整的矿料匀速稳定地运行。这里，看不到任何一个操作人员，绿色的人行通道清晰明亮。在整洁的控制室里，电脑屏幕清楚地显现着生产现场景象和一些数据图，四名职工时而看看现场画面，时而查看电脑上的数据变化并在本子上做记录……他们在控制着整个烧结生产。
京唐公司拥有两台具有先进水平的550平方米大型烧结机，自2008年投产运行以来，炼铁部烧结生产在充分利用装备技术特点的基础上，不断优化生产工艺操作技术，不仅达到或超过设计指标，还取得了显著的节能减排效果，创造了良好的经济效益和社会效益。但随着烧结技术的不断进步，原有的工艺控制系统也需要优化升级。为此，京唐公司经过充分的实地调研后，决定实施烧结机智能控制无人操作项目。
运筹帷幄规划先行
智能改造说起来容易，做起来绝非易事。烧结生产具有复杂性、非线性和不确定性，而做到智能控制，等于是取消人工控制，使控制系统形成一个完整的体系，不仅实现自动采样、分析，还能自动判断生产情况，对配料、混料、烧结、冷却、破碎、筛分等所有生产工序及时准确地进行调整和处理，让烧结生产保持和处于最佳状态。
长期以来，京唐公司十分注重环境、质量、管理、创新，自创业以来就一直以做强企业为己任，始终坚持从企业、社会、环境三个方面来把握“发展、协调、持续”的相互统一，为顾客创造价值，为员工创造机会，为社会分担责任。“我们京唐公司是完全按照循环经济理念设计建设的具有国际先进水平的大型钢铁项目，任何的技术改造都不能离开智能高效!”炼铁部领导坚定地说。就这样，由京唐公司炼铁部、信息计量部、制造部、设备部及首自信研究所等单位成立了共同开发烧结智能控制无人操作项目组。京唐公司炼铁部高度重视，成立了以部领导牵头，烧结作业区为主要实施单位，生产技术室、设备工程室等骨干成员组成的研究团队，同时设备部、信息计量部、制造部及首钢自动化研究所等单位人员积极配合。团队明确了项目目标和责任分工，制定了详细的工作步骤，并明确了该项目要充分应用工业互联网与智能控制系统的先进技术，降低烧结生产成本和劳动强度，取消生产过程中人工操作和人工干预，并实现智能系统的自适应、自诊断、自修复和远程协助等功能，促使产品和设备都成为一个网络终端与人进行互联，实现彼此之间数据交换让工厂自行运转。本着项目投入少、见效快的原则，烧结智能控制无人操作项目按实施难度由易至难、由主至辅的顺序开展。其中主体控制主要是对烧结过程控制系统优化与应用，针对生产运行中的自动化控制存在的问题、其他单位可借鉴的控制思路，以及目前烧结技术发展中的新思路或新技术，将对烧结目前自动化系统模块完善3个、模块提升4个、模块创新3个。智能化改造一切项目准备工作都在有条不紊地进行着。
统筹协调精准控制
2016年4月，烧结智能控制无人操作改造项目正式启动。该项目依托烧结过程数学模型与人工智能的思想，进行生产操作的控制判断，从而减少生产过程中的人工干预，实现操作人员在主控室对全区设备的监控和精准控制。
项目组团队成员各司其职，按照分工开始实施。为了不影响生产，他们在保证实施进度过程中，全程协调各专业，有序配合处理各类问题，同时加强与岗位人员的沟通，发现问题及时解决。按周组织召开项目总结会，按月召开技术交流会，与设备部、制造部、信息计量部及首钢国际工程公司专业人员进行深入讨论分析。项目调试、备件安装以及测试验收……所有人员通力协作，各相关部门大力支持，保证了项目实施期间的生产稳定运行，产品质量稳定。
在这次烧结智能控制无人操作项目实施过程中，团队遇到的最大难题就是如何通过自动系统实现对设备最精准的控制，并将实际生产工艺中繁多的参数与自动程序有效融合。对此，他们对项目功能设计了两个部分，第一部分是信息化平台和三大智能控制系统，主要有智能过程控制系统、智能设备控制系统、智能公辅控制系统。第二部分是人、设备、产品互联，通过工业互联网将工厂内智能控制系统中人的要求、设备信息、产品信息连接在一起实现物理信息融合。这么多环节、这么多的点位都要达到协调控制，难度可想而知。团队成员充分发挥各自的特长，他们对初步方案进行了多次修改和完善，针对烧结生产要处理的数据量大、工作量大的问题，大家围绕着编程开动脑筋，想办法，总结近年来烧结生产的规律，优化生产工艺，还运用了六西格玛的先进方法和工具进行分析计算、建立数学模型……功夫不负有心人，经过团队成员的不懈努力，在不到9个月的时间里完成了烧结智能控制无人操作系统的开发、安装、调试、功能考核等工作。
经论证，烧结智能控制无人操作项目的投入，取得了实实在在的效果，烧结矿质量、能耗、过程控制稳定率等指标均有较大改善。烧结矿碱度稳定率达到98%以上，FeO稳定率达到99%以上，返矿率降低至2.78%。而且，烧结生产的控制参数稳定性和烧结机机速稳定率明显提高。在这项智能控制改造中，他们还及时总结提炼了多项技术创新点，申报了7项专利技术。其中，3项获授权，4项正在受理中。
稳定高效可靠实用
烧结智能控制无人操作改造项目通过智能加水控制、均匀一致性、总料量控制、智能烧结终点控制、点火节能控制、脱硫和主抽风机联合控制、智能配碳、智能配料等10个功能模块的开发，扩大了现场控制由“自控”替代“人控”范围，极大地减少了生产过程中的人工干预，实现了操作人员在主控室对全厂设备监控和控制的目标设定。
在实际操作中，烧结智能控制无人操作项目依托烧结过程数学模型与人工智能的思想，进行生产操作的全流程控制判断，该项目自今年1月份进入功能考核期以来，程序运行率达到100%，不仅保证了烧结生产稳定及产品质量达标，还有效降低了岗位人员劳动强度。在烧结主控室里，操作人员可以随时查看生产现场的实时状态和各种数据，可对在线设备运行进行直观检查。一位烧结操作工表示：“这个项目让操作变得简便多了，比如风箱的定位操作，以前现场必须有人跟着来回跑，现在只需在画面上输入一个参数，然后确认就可以了，而且比原来还要精准。”
烧结系统在处理各种原燃料时混匀过程非常重要，如果这些原燃料没有得到充分的混匀，会产生成分偏析，使烧结过程的透气性发生变化，不利于烧结矿的质量稳定，将导致后道工序的不稳定。这次烧结智能控制的运用，操作人员很直观地就能对原料数据进行跟踪观察，密切关注数据变化，以数据为参考和支撑，对每一项关键指标进行设定目标值和预警值，提供了精确的“数字”指导，同时，加强对生产过程工艺参数及异常数据的快速判断和应对，控制原燃料粒度，掌握混匀矿和焦粉之间的粒度控制等，一系列精准操作使得烧结矿质量合格率稳定在99%以上。
烧结智能控制无人操作改造项目的开发运用，提高了烧结自动控制水平，统一了生产操作思想，达到四班均一操作，精准控制，实现了标准化、规范化操作，同时形成了具有自主知识产权的烧结智能控制系统，具有较高的推广应用价值。 |
