焦炭廣泛用于冶金、機(jī)械、化工等行業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，我國焦炭需求和產(chǎn)能急劇增加，已成為世界大焦炭生產(chǎn)國和出口國。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，煉焦工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到了 水平，但由于世界煉焦煤明顯短缺，對焦炭質(zhì)量的要求口益嚴(yán)格。所以不斷提高煉焦水平，才能加快接軌。保持焦?fàn)t火道溫度基本穩(wěn)定，使控制系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性、漸進(jìn)調(diào)節(jié)和動態(tài)特性。在焦?fàn)t穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高焦炭質(zhì)量，降低能源消耗，減少環(huán)境污染，延長焦?fàn)t壽命，從而提高企業(yè)競爭力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
用于冶金行業(yè)的焦炭主要應(yīng)用方面是高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、欽、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，是冶金史上的一個重大里程碑。為使高爐操作達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，冶煉用焦炭(冶金焦)具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。焦炭除大量用于煉鐵和有色金屬冶煉(冶金焦)外，還用于鑄造、化工、電石和鐵合金，其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦，一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低；化工氣化用焦，對強(qiáng)度要求不嚴(yán)，但要求反應(yīng)性好，灰熔點(diǎn)較高；電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。
近年來，煤炭行業(yè)受資源、環(huán)境成本增加、可持續(xù)發(fā)展基金征收等政策性因素影響，成本大幅增加。而受上游煤炭價格高位運(yùn)行，特別是主焦煤供應(yīng)趨緊以及環(huán)保、運(yùn)費(fèi)增加等因素的影響，焦化企業(yè)生產(chǎn)成本將有所增加，預(yù)計(jì)近期焦炭價格仍將保持在高位運(yùn)行態(tài)勢。所以焦?fàn)t管控一體化系統(tǒng)運(yùn)用于煉焦生產(chǎn)是極及重要的，實(shí)現(xiàn)煤化工廠網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、智能化和信息化。實(shí)現(xiàn)工廠優(yōu)化管理、優(yōu)化計(jì)劃和調(diào)度、優(yōu)化操作和過程控制，并建立智能優(yōu)化管理與決策的技術(shù)環(huán)境。為工廠上級的管理決策提供依據(jù)，為下層車間提供優(yōu)化操作、控制和管理的策略。采用成熟的技術(shù)，包括信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及有關(guān)工藝技術(shù)，將整個廠的生產(chǎn)活動集成起來，形成管控一體化的綜合自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)降低原材料與能量消耗，降低成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，從而提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益；建立全廠立體的物料信息流、管理信息流的綜合信息化的辦公網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)由職能管理向流程管理的轉(zhuǎn)變，提高生產(chǎn)管理水平和員工素質(zhì)，增強(qiáng)對市場的反應(yīng)能力和市場競爭能力。
為了優(yōu)化焦?fàn)t生產(chǎn)，就研究焦?fàn)t生產(chǎn)過程。焦?fàn)t生產(chǎn)主要依靠四大車進(jìn)行操作，這四大車分別是：裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。焦?fàn)t生產(chǎn)過程可以概述如下：先根據(jù)焦炭質(zhì)量要求，將各種品質(zhì)的煤按照 的比例混合后，符合標(biāo)準(zhǔn)的混合煤，混合煤經(jīng)皮帶運(yùn)送到達(dá)焦?fàn)t一側(cè)頂部的煤塔，作為煉焦的基本材料；煤車在從煤塔裝載合格的混合入爐煤后，在 的時刻將混合入爐煤運(yùn)至焦?fàn)t爐頂，到達(dá)己經(jīng)結(jié)束上一個煉焦周期并己經(jīng)推焦完畢的炭化室的上部，經(jīng)裝煤孔將混合煤注入到空的炭化室，在經(jīng)過約二十個小時的干餾后，炭化室中的煤被高溫干餾變成焦炭，此時焦炭己經(jīng)成熟；在確定一個炭化室的焦炭己經(jīng)成熟后，通過三大車的協(xié)調(diào)操作將焦炭取出：推焦車打開機(jī)側(cè)爐門將成熟的焦炭推出，同時在焦側(cè)準(zhǔn)備好的攔焦車將焦側(cè)的爐門打開，并且使推出的高溫焦炭滑落到下側(cè)軌道上的熄焦車內(nèi)，后，熄焦車將熾熱的焦炭運(yùn)至熄焦塔進(jìn)行熄焦，冷卻后的焦炭被運(yùn)輸?shù)絻Υ娴鼗蛞睙挰F(xiàn)場。
四大車的操作根據(jù)焦?fàn)t作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行，焦?fàn)t作業(yè)計(jì)劃掌握整個焦?fàn)t生產(chǎn)時序和調(diào)度，對焦?fàn)t生產(chǎn)是否能穩(wěn)定進(jìn)行起著重要的作用，是焦?fàn)t生產(chǎn)控制的核心。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代化的管理方式越來越廣泛的應(yīng)用于各個，20世紀(jì)70年代以后，煉焦工業(yè)開始采用計(jì)算機(jī)控制等自動化技術(shù)，在焦?fàn)t加熱、原料煤的配合等控制的精度上有了 的提高，但是在焦?fàn)t作業(yè)計(jì)劃編制方面還比較落后，無論是生產(chǎn)設(shè)備還是監(jiān)控管理軟件，都沒有形成一個完整成熟的自動化體系。
長期以來，國內(nèi)的焦?fàn)t作業(yè)計(jì)劃編制還停留在人工編制的水平上，人工編制推焦計(jì)劃的方法存在任務(wù)繁瑣、效率低下、理論依據(jù)少、對異常情況難以及時反應(yīng)等問題，容易導(dǎo)致疲勞操作、機(jī)械過于損耗、焦?fàn)t加熱制度不穩(wěn)定等現(xiàn)象〔創(chuàng)，進(jìn)而對焦炭質(zhì)量和焦?fàn)t壽命產(chǎn)生不良影響。焦?fàn)t推焦和裝煤生產(chǎn)操作各種原始數(shù)據(jù)采集、記錄和生產(chǎn)口報表各種數(shù)據(jù)一直由人工采集記錄，人為因素較多，數(shù)據(jù)的性偏低，工人工作量也比較大，不利于生產(chǎn)；焦?fàn)t無故提前推焦或延遲推焦的現(xiàn)象時有發(fā)生，管理者不能及時掌握生產(chǎn)情況；過程數(shù)據(jù)保存困難，查閱不方便等。由于以上這些問題的存在，嚴(yán)重的影響了企業(yè)的效益。
中國煉焦行業(yè)協(xié)會繼2000年提出的焦?fàn)t“四項(xiàng)技術(shù)”(加熱煤氣流量自動記錄、推焦電流自動記錄、裝煤稱量自動記錄、紅外線高溫計(jì)爐溫測量)之后，2001年9月下旬邀請業(yè)內(nèi)專家在武漢研討我國焦?fàn)t建設(shè)方針時，在充分分析 焦?fàn)t建設(shè)與發(fā)展趨向后，結(jié)合我國實(shí)際，提出了我國焦?fàn)t建設(shè)意見，其中一條就是“提高和積極推廣焦?fàn)t生產(chǎn)操作和加熱管理的機(jī)械化水平和計(jì)算機(jī)自動優(yōu)化控制系統(tǒng)”。因此，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t作業(yè)計(jì)劃的自動編制，當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常情況時對作業(yè)計(jì)劃能及時修正，充分機(jī)械的定期維護(hù)是目前函待解決的問題。
