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1、冶金电气自动化技术的特点
我国钢铁企业自动化水平还不够高,普及不够,大部分钢铁企业存在生产技术内容太广,生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。
1.1冶金生产技术涉及内容太广
钢铁企业冶炼环节多,涉及内容非常广泛,生产过程中涉及物理变化和化学变化,生产过程中突变因素多,冶炼过程涉及的技术非常复杂,生产过程中要控制好生产原材料,监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程,电气自动化控制系统涉及内容非常广泛,只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性,提高冶炼产品的产量,提高钢铁企业的经济效益。
1.2冶金生产工艺太复杂
冶金生产工艺复杂,实际生产过程中工艺流程比较全,冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程,实现软件与硬件的配合,优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高,虽然技术人员具有非常专业的知识,掌握专业技巧,这样才能真正做到提高生产效益。
1.3冶金自动化高依赖电气技术
随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大,大部分小钢铁企业重新组合,形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线,电气自动化水平不断提高,几乎涵盖了冶金全过程,冶金自动化高依赖电气技术,通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作,实现钢铁企业的全自动化。
2、冶金电气自动化技术应用现状
冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说,通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉,铸造等技术环节,解决冶金过程中高温,高热等问题,为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统,这些系统都能实实现人工智能操作,自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成,普遍运用在单位制造管制的每个环节,其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系,模糊操纵,神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等,版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统,实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术,数据交换传送技术,电脑合成技术等,推动冶金过程的标准化,程序化;通过人工智能技术,使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力,让钢铁企业取得长足的发展,提高市场竞争力。
3、冶金电气自动化技术应用前景
我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术,整合行业信息化水平,通过自动化控制系统提高生产控制精度,提高产品质量,进一步压缩生产成本,降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景,包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。
3.1低成本自动化
所谓低成本自动化是利用高精尖技术,通过自动化技术科学合理投资,减少投资成本,降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器,精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制,为企业实现了低成本自动化,也解决了中小型企业的约束。
3.2行业信息化
所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统,实现信息资源共享,实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据,利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据,使用科学管理决策分析软件,挖掘潜在数据,为企业的发展提供科学合理的数据支持。
3.3智能控制
虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略,但仍然不能满足技术的要求,因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点,而智能控制对总控制程序具有良好的适应性,尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统,能分级控制智能设备,有着很大的发展空间。
3.4冶炼过程控制
电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制,提高钢铁企业的效益。
3.5综合一体化控制
电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向,这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工,实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题,极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序,降低了成本,电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。
4、结语
质量作为冶金行业的结果与生存和发展的根本,运用自动化机械仪表“采用特殊的软件细分算法对采集数据进行处理”,可以达成两种精密控制:第一,环节细节质量精密控制。即在冶金生产过程中,在智能集成系统的控制下,使各个环节的自动化机械仪表实现对烟尘、噪音、有毒气体、辐射与气压液压等精密监控,一切都确保在高质量生产的科学阈值之内。第二,产品质量精密控制。是指根据冶金企业在行业中所处的产业链位置,他们所生产出来的产品质量适合于开展什么深层次的生产活动或被应用于什么精深的领域等。这是精密生产过程和精密环节细节质量控制的综合性结果,由此,也就实现了自动化机械仪表运用的“低成本与高精度”的目标。
2.自动化机械仪表对冶金行业精密发展的控制性作用
由于冶金行业存在的危险性、复杂性、精密性、生产线长和涉及设备种类多,运用自动化机械仪表是通过“高精密”的“计算机系统控制采集系统与处理数据的标定系统”,完成在“同步数据采集系统进行数据采集”基础上的“自动标定”,推动生产过程中各种实时地“微动调节”实现其精度控制。
2.1动态计量资源精密运用情况
由于冶金的方法和种类不同,关于冶金生产过程中的资源精密计量控制也有着精密的差别。主要体现在两各方面:其一,基础性或主体原材料动态精密计量运用控制。这是无论哪种冶金方法与哪种类的冶金生产都具有的共性特点。即根据冶金企业生产能力,对作为原材料的矿石及其毛坯等材料进行的动态计量精密监测,如体现为在某个时段内以某种速度、温度与湿度等,所开展的具有某种精密标准的生产活动等,通过各种自动化机械仪表集成控制系统所表现出来的或稳定性或变化性的数据等。其二,其他辅或助推性资源动态计量精密控制。主要是指在冶炼过程中的根据冶炼主要物质的需要,所添加的各种助燃性、分解性与具有其他作用的原材料,自动化机械仪表在冶炼的过程中,不仅要对他们的原物质的量进行精密监控,还要对其发挥作用后的结果进行检测,以确保安全与质量。例如常用的氧气、碳与各种溶液,以及生产过程中化学反应产生的气体以及其他的物质等,为精准地开展生产、技术突破和隐患整改积累第一手数据资料。
2.2动态反馈产品质量
由于现代信息科技的发展,冶金行业中自动化机械仪表的运用已经实现了计算机联网的集成系统化运用,在生产过程中不仅可以通过单个设备的仪表观察和采集针对性具体性的信息,也可以在计算总控服务器或调度室等,获得冶金企业全局性与全程性的生产信息。由此,自动化机械仪表的应用能在两个方面实现对产品质量的动态监控:第一,动态反馈产品进度质量。即根据生产流水线,通过自动化机械仪表动态地反应其从基础性原材料按照程序和环节,逐渐向目标产品变化的质量。如纯度的提高、矿渣清除程度与脱碳效果等。这种动态反馈的存在,为出现残次品或某个环节发生故障等问题,查找原因与检修奠定基础和提供精确指导。第二,动态反馈批量产品质量。即在冶金企业生产计划内的批量产品质量。虽然在实际的生产中,每个批次的产品对是按照相同的技术标准展开生产,但由于原材料和其他不断变化情况的影响,导致不同批次产品会发生某种微观指数的变化,进而影响到整个批次产品与其他批次产品质量的差异。这种动态质量的反馈,能直接为生产调整、原材料供给与其他的生产技术微调等,提供直接的计量指导。
2.3精确控制生产安全
自动化机械仪表的运用,会为生产过程和企业发展监测与预警三个方面的危险:一是,爆炸性危险。这种危险主要是源于锅炉内部压力与易燃气体,通过仪表的检测能第一时间表现出锅炉等内部压力,为异常现象的排查和整改提供直接地精准指导。二是,有毒有害气体危险。这主要体现在冶金企业内部生产环境的监控,以某种仪表对某种气体浓度以及其他非必要性气体的出现监测为主,为工人逃生和降低风险做好预警准备。三是,高温辐射危险。相关的仪表会通过对环境温度的实时监测,根据科学设定的安全阈值,对可能超过极值的温度及其辐射做出直观数据性的预警,为企业或生产线采取安全措施赢得宝贵时间和机会。
3.冶金行业自动化机械仪表应用类型
根据当前科技发展的实际水平,以及冶金行业设备与技术升级的现状,自动化机械仪表在冶金行业应用类型有两大类:一类,是集成系统类。其典型特征就是,以计算机、专业软件、微电子与各种功能的仪表所组成的智能集成系统。在实际的工作中,不仅某个生产线或设备的仪表能为岗位工作人员提供直接指导,也可以让监控时或技术部门能开展全局性的思考。优点是全局性、智能化、高效化。另一类,是单独性或环节性仪表。主要是指不同生产线或不同设备运用的仪表,这些仪表数据只为特定的生产线或设备服务,对全局的生产缺少联动性的数据资料显示和指导。优点是保障生产线或设备的针对性监控,缺点是容易导致局部的失控,且难以在全局开展统一的技术横向比较。
4.结语
(一)协整检验两个以上非平稳变量之间的协整关系可以通过Johansen协整检验来进行。使用Johansen检验有特征根迹检验(Trace检验)和最大特征值检验两种检验方法,设置滞后区间为13,给出协整检验的最终结果,如表2所示:特征根迹检验和最大特征值检验的结果都在5%的显著性水平下拒绝r≤0的零假设而接受假设r≤2,显示存在两个协整向量,说明各变量之间存在长期稳定的均衡关系。对残差序列进行ADF单位根检验,选择不含常数项和时间趋势,并由SIC准则确定滞后阶数为1,ADF值为3.735,小于5%的临界值,故拒绝原假设,认为残差序列平稳。
(二)脉冲响应函数与方差分解分析协整关系只能说明变量之间存在密切关系,不能说明金融对低碳经济的影响是正还是负,更不能表明其影响程度。下面我们进行脉冲响应函数分析与方差分解分析。脉冲响应函数和方差分解分析两种方法合在一起被称为新息估计法(InnovationAccounting),通过估计变量的新息,可以直接观察各经济变量之间的动态关系。1.脉冲响应函数分析。脉冲响应函数描述的是VAR模型中的一个内生变量的冲击给其他内生变量所带来的影响。具体而言,在扰动项上加一个标准差大小的冲击对内生变量的当期值和未来值所带来的影响。选择滞后区间为12,所有变量做一阶差分,得出VAR模型。在图1至图3中,横轴表示冲击作用的滞后期长度(单位:年度),纵轴表示内生变量对冲击的响应程度,实线表示脉冲响应函数曲线,虚线表示正负两倍标准差偏离带。图1显示,当在本期给银行信贷D(LNLOAN)一个正冲击后,煤炭行业减排D(LNCC)对此的响应是,在前3期出现向下波动,在第2期超过5;之后稳定在2以内,表明银行信贷支持对煤炭行业节能减排在短期内影响较大,但长期内影响程度弱化。图2显示,当在本期给原保费收入D(LNINS)一个正冲击后,单位GDP煤耗对此的响应持续在2以内徘徊并逐步减弱。图3显示,当在本期给股票市场融资D(LNSTOCK)一个正冲击后,单位GDP煤耗在第2期略微向下波动后,在第3期后稳定在0附近,表明证券对煤炭行业节能减排的支持作用最弱。2.方差分解分析。方差分解(VarianceDecomposition)通过分析每一个结构冲击对内生变量变化(通常用方差来度量)的贡献度,进一步评价不同结构冲击的重要性。方差分解结果见表3。银行信贷D(LNLOAN)对单位GDP煤耗的预测误差方差的解释率随着时间的推移而逐渐增大,在第8期达到33.13%,到20期仍然保持了29.58%的贡献,表明银行信贷对煤炭行业节能减排的支持具有长期性和可持续性特点;保险D(LNINS)对单位GDP煤耗的预测误差方差的解释率在第10期缓慢爬升至5%,到第20期达到5.33%,表明担保和保险业务对煤炭行业低碳发展具有长期的、缓慢性的支持作用;证券D(LNSTOCK)对单位GDP煤耗的预测误差方差的解释率到第2期最高,也只有0.94%的贡献,表明其对煤炭行业降碳发展的贡献极小。综上所述,信贷对煤炭行业节能减排的贡献最大,保险支持见效慢、效果弱,证券贡献度极低。
(三)向量误差修正模型(ECM)Johansen协整检验显示,LNCC与LNINS、LNLOAN、LNSTOCK之间存在长期均衡关系,但短期而言,它们之间可能是不均衡的。协整关系的存在使得这种暂时的偏离能在未来一段时间内得到校正,这就是变量之间的误差校正机制。一般而言,经济变量间的协整性是与变量之间的均衡与误差校正机制联系在一起的,可以通过建立向量误差修正模型分离出短期偏离向长期均衡调整的速度向量。向量误差修正模型一般用式(1)来表示。由于短期内,变量之间的不均衡关系的动态结构可以由误差修正模型来描述。根据AIC和SC等信息准则,选择一阶滞后期建立向量误差修正模型。上述(3)式中X1t-1和X2t-1系数为负,表明煤炭行业低碳发展进程与银行信贷和证券市场融资成反比,以银行信贷为代表的间接金融和以证券市场为代表的直接融资对煤炭行业节能减排的作用系数分别达到-0.815和-0.052,证券对煤炭行业低碳发展的支持作用远低于银行业。保费收入与经济粗放发展成正相关,表明自1994年以来,全省保险业受经济粗放发展拉动,行业规模不断扩大,但从总量和结构上对经济低碳发展的调整和促进作用不明显。
二、政策建议
(一)整章建制,谋篇布局,建立促进煤炭行业低碳发展的长效机制一方面,要加强行业规划,促进产业布局。通过财政补贴等多种方式,化解煤炭行业低碳化发展的外部性因素,促进煤炭低碳链条边际收益回归,努力实现资源型经济的整体绿色转轨。立法部门要健全能源法律体系,加强排放立法工作。近期欧盟已经出台有关温室气体减排的立法,奥巴马政府也在积极出台《清洁能源与安全法案》。我国的环境保护法律体系还不健全,应尽快改善和健全煤炭低碳技术和产品的市场环境与法律体系,坚决打击排污企业和污染项目。财政部门应尽快出台煤炭低碳行业减免资源税、矿产资源补偿税等税费,并通过税收减免、税收返还等多种方式,鼓励培育可再生能源生产企业,充分利用财政资金的杠杆作用,建立信贷支持节能减排技术创新和节能环保技术改造的长效机制。
(二)调整结构,深化创新,建立能源金融可持续发展的融资服务体系目前我国的环境保护立法特别是银行信贷投放、股票上市融资操作中对环境保护方面没有统一的法规要求。赤道原则在我国推行缓慢,金融机构探索低碳金融产品方面动力不足,信贷支持仍然倾向于煤炭行业的传统产业。商业银行应切实加强内部风险评估机制建设,学习和借鉴国外先进银行采纳和实践赤道原则的经验做法,积极开办“低碳”信贷业务,着力探索和开展低碳企业应收账款、企业知识产权、股权等无形资产的抵押放款,提高煤炭低碳企业的融资满意程度。