采矿鞍山市鞍钢集团集团信息化案例2

1、 鞍山市鞍钢集团集团信息化案例中国移动集团公司辽宁有限公司鞍山分公司2010年8月一、 客户背景及需求1.1客户介绍客户名称：鞍钢集团设备故障诊断中心客户所属行业：冶金制造业客户简介：鞍钢集团设备故障诊断中心是鞍钢集团的生产设备技改、运行保障单位，负责全集团生产设备检修计划制定，维修维护建议，设备类项目技改立项审核，建设等工作。客户特点：大型冶金制造业企业，集体决策提点明显。1.2客户面临的挑战及核心业务需求1）客户信息化现状我公司与鞍钢集团在设备及能源采集管理领域有着多年的良好合作背景，在鞍钢热轧1780生产线在线监测系统上线并正常运行一周年，我公司与鞍钢集团电讯厂签署战略合作协议的良好合作

2、条件下，经与鞍钢集团电讯厂、设备及能源采集保障部多轮讨论，双方决议就生产管理业务数据远程监测服务达成更为深度的合作，由我公司负责实施、为鞍钢集团搭建可接入多用户，并辅以鞍钢集团设备及能源采集保障部远程专家及能效管理分析专家诊断服务的“鞍钢集团物联网应用综合平台”，平台建于我公司一侧，鞍钢集团提供建议，指定所需监测服务之生产设备及能源采集及能源计量节点，由我公司负责实施现场数据采集设备及能源采集的上线调测，同时提供通信及预警服务保障工作。2） 客户核心业务需求随着现代工业发展，诸如鞍钢这类大型制造业企业越来越多的依靠现代化的生产线设备及能源采集实现高品质、高产量和高效率的生产作业，而生产线连续作

3、业的特点，任何一个设备及能源采集发生故障，都有可能造成全线停产，其损失是十分巨大的。 同时，在钢铁原材料上涨及国家节能减排措施的不断深入推进中，鞍钢在成本控制，提高单位吨钢耗能效率的业务环节给予了更为积极的改进措施及关注。因此，及时有效的了解设备及能源采集的运行情况，掌握生产环节的参数；对用电器及厂区内电能质量作实时监测，并通过系统手段让领导者或操作者清楚掌握生产环节主要技术参数和故障状态，能耗的实时数据，是实现设备及能源采集减少故障、减少停产，提高用能质量的有效手段。l 客户需求存在的主要原因：目前，鞍钢集团大部分分厂的设备及能源采集运行情况是，老的设备及能源采集基本不具备智能化手段及时查看

4、设备及能源采集运行情况，新的设备及能源采集有些贵重的设备及能源采集具备了PLC，可以及时了解设备及能源采集参数和故障状态，但还并不具备让PLC把数据直接传送到管理者电脑和手机的手段，因此管理起来必然存在一些局限性。想了解设备及能源采集工作状态只能通过人工点检、精密仪器点检、定修等办法解决，但这些办法也存在着很多局限性，如下:a.采用人工点检的局限性：很多设备及能源采集不能在运转状态下进行人工点检;受到人力和成本限制，很多设备及能源采集只能做到一日几检或是多日一检，很难及时发现设备及能源采集故障；很多企业往往通过人的“五感”判断设备及能源采集的运行状态，非常不准确，常常是设备及能源采集发生故障后

5、才处理，耽误了设备及能源采集维修的最佳时机；b.离线精密点检作业的局限性：离线精密监测设备及能源采集通常价值高达几十万元，有的高达数百万元，而需要检测的设备及能源采集点数以万计，因此采用离线设备及能源采集进行监测，往往是在设备及能源采集发生异常之后，往往最需要精密监测的设备及能源采集很难有机会使用离线设备及能源采集，造成离线设备及能源采集使用效果不理想。c.定修的局限性：根据维修人员的经验周期性安排设备及能源采集停机检修，通常会发生过维修或欠维修的状况，欠维修很容易造成故障被迫停机，损失不可估量。而过维修直接影响设备及能源采集的利用率，影响企业的生产能力。d.鞍钢能源合理管控的需要鞍钢各主企、

6、矿企生产企业需实时了解生产环节和重点耗能设备及能源采集的单位能效及变化趋势，并进行能效使用状况统计，以借此实施节能考核、能耗统计、能效评估等工作，以取得准确、可靠的数据，使自身企业准确合理地分析、评价自身的能源利用状况，实现对能源消耗情况的有效监管，从而降低单位产品的能源消耗、提高能源的利用效率，降低生产成本，提高经济效益。综上所述，鞍钢集团生产管理业务数据的采集方式的客观要求，决定了鞍钢集团应用综合业务管理平台，通过结合多种公网传输形式进行业务数据采集与集中管理分析的需要。实现全面的数据采集与分析统计，客观上需要全网运营企业的介入，以助力其现场管理透明化水平提升的实现，中国移动在此业务上将为

7、鞍钢的业务改进实现提供可能和有力支持。 l 实现设备及能源采集状态在线监测与管理是解决问题的重要途径针对企业普遍存在的设备及能源采集管理问题，建设基于无线网络技术的生产管理业务数据远程监测和诊断服务平台，可以使得企业的关键设备及能源采集处于实时监测之下，可以在设备及能源采集故障发生之前及时发出告警，同时与现场的精密诊断服务结合，可以及时准确的定位故障和制定维修方案，从而降低设备及能源采集的故障率，企业通过使用平台建立一套完整的设备及能源采集预测性维修体系，尽可能的优化维修计划和管理零备件库存。企业的设备及能源采集管理人员利用该平台，可以通过查看设备及能源采集以往参数的趋势图，根据设备及能源采集

8、的故障类型、频率、危害程度、可处理时间，实现预测性维修，合理安排定期检修计划，通过使用该平台将大大减少设备及能源采集的停机率和停机时间，把设备及能源采集的管理方式从“事后处理”转变为“事前判断”，将从原有的被动设备及能源采集管理模式，转变为主动管理模式，将帮助企业改善维护体系和设备及能源采集运行模式。同时，系统参数的检测可以为管理者提供了解设备及能源采集的利用率，设备及能源采集使用时间等参数的手段，这个对于安排检修计划也起到很好的参考作用。二、 技术解决方案2.1技术方案1)组网方案系统结构：针对鞍钢设备及能源采集管理的具体需要选择检测对象进行分析，我们需要进行多种传感汇总采集参数，并通过智能

9、化数据通道送入平台，经平台分析处理后，为鞍钢提供生产和维护参考。网络结构图如下：a.传感器层该层主要负责对设备及能源采集待检测点进行安装布置如上表所述的相应传感器，智能电力采集仪表设备及能源采集，或利用设备及能源采集原有的PLC设备及能源采集，通过参数的读取获得设备及能源采集运行状态信息，并对这些信息进行打包处理。b.传感网络层（传感网和移动通讯网）传感网络层负责将传感器或PLC采集到的数据通过传感网络和移动通讯网络向上层传输，该传输方式的最大优点是不受物理条件和现场条件的限制，不用或很少布线，可以很方便的进行网络布置和组网工作。同时传感网络层的多种校验机制及数据联结机制保障了数据安全、可靠的

10、传输，非常适合鞍钢固定设备及能源采集的数据采集和传输应用。c.传输网络层通过传感网和移动通讯网，数据被送到了企业内部网络或互联网中，并为数据向数据采集服务器的汇集，创造了基本条件。d.应用网络层应用网络层通常由数据库服务器、中心处理平台和短信网关组成，数据库服务器负责对所有设备及能源采集到的数据进行存储和汇总，中心处理平台则通过处理这些数据向信息发布层发布信息。在设备及能源采集超出过接近系统设定的某一参数值时，中心处理平台通过与短信网关的接口，向短信网关发送短信报警信息，经短信网关发送到管理和维护人员手机中，达到短信报警目的。 e.用户管理（信息发布）信息发布主要通过互联网和移动通讯网络（3G

11、、GPRS等）将数据采集、分析过程中的重要数据、异常数据等通过手机/手持终端及时、快速地传送到调度人员、管理人员手中，以便调度人员、管理人员及时解决，避免带来安全隐患，不会因为管理人员/决策人员不在现场而得不到及时信息，也为管理人员/决策人员的远程调度、指挥提供良好的保证；用户管理部分主要解决以下几类人员的信息发布和系统价值提升：序号人员角色信息发布内容主要的价值体现1系统管理员设备及能源采集在线参数检测设备及能源采集信息的管理维护设备及能源采集故障信息设备及能源采集故障流程的处理设备及能源采集运行趋势分析设备及能源采集参数的设定调整能耗及电能质量实时数据能耗及电能质量分析结果数据系统用户的管

12、理最直接、最有效的设备及能源采集管理人员，能及时跟踪并发现设备及能源采集出现的异常情况，并及时通知相关部门或人员处理，是整个平台的使用和维护人员。2设备及能源采集管理部门领导设备及能源采集在线参数检测设备及能源采集故障信息设备及能源采集运行趋势分析能耗管理数据能及时有效的检测平台运行状况，能及时控制设备及能源采集管理部门的工作情况，能比较有效的分析和预判设备及能源采集的故障情况，分析重要用电器用电合理性，电网质量以及班组耗能效率考核数据，有针对性的改进设备及能源采集及电网的维护计划和改进方案。3设备及能源采集及能效管理专家设备及能源采集在线参数检测设备及能源采集故障信息设备及能源采集运行趋势分

13、析设备及能源采集运行故障体系建立设备及能源采集维护及维修建议参考企业用电结构治理专家诊断意见企业能效改进措施意见能及时通过设备及能源采集管理平台了解设备及能源采集运行参数及设备及能源采集故障信息，能通过运行趋势分析有效的分析和预判设备及能源采集的故障情况，通过长时间运行，建立标准设备及能源采集运行故障体系。为设备及能源采集维护人员提供维护或维修参考。4其他相关部门设备及能源采集在线参数检测设备及能源采集故障信息能及时有效了解设备及能源采集运行情况，有利于生产安排和资源合理调配。2) 功能设计鞍钢集团物联网应用综合平台是为了满足企业生产管理业务数据远程监测的需求而开发的一套供企业使用的设备及能源

14、采集监控、分析平台。利用先进的物联网技术，采用流行B/S多层架构进行设计。当企业开放部分数据访问权给设备及能源采集管理专家时，专家可以远程分析这些数据，帮助企业诊断设备及能源采集故障原因。远程生产管理业务数据远程监测管理系统主要通过对设备及能源采集运行数据的动态实时采集、分析和统计，让操作人员、管理人员及决策人员实时了解设备及能源采集运行情况，也为管理人员、决策人员进行流程调整、工艺优化、用电结构合理调整等提供有力的数据保障。远程生产管理业务数据远程监测管理软件从功能特点上分为7个模块，主要包括系统管理、数据采集、数据查询、分析、统计等，如下图：图4生产管理业务数据远程监测管理功能示意图a.系

15、统管理系统管理主要包括对远程生产管理业务数据远程监测管理系统的运行配置管理、通讯接口管理和用户权限管理，主要是用户权限管理(权限管理包括部门管理、人员管理和授权管理)，通过权限管理，使系统在可靠性、安全性等方面比通用软件有更大的提高； b.设备及能源采集状态的实时监测数据采集是远程生产管理业务数据远程监测管理的基本功能，数据采集通过无线通讯模块和各个传感器（或PLC）通过RS485总线连接，实时采集每台设备及能源采集的运行数据，包括：振动、温度、压力、电流、电压、功率及功率因素等，再通过中国移动网络的GPRS，将数据传送到远程生产管理业务数据远程监测管理平台并进行数据存储，通过直观的人机界面（

16、HMI）展现给操作人员及管理人员。检测内容：u 电流u 电压u 功率及功率因数u 电度量c.数据查询 数据查询包括实时数据查询和历史数据查询，实时数据查询可以按设备及能源采集的名称查询每个设备及能源采集的温度、各螺栓的压力和运行状态等；历史数据查询可查询历史任意时间及时间段每台设备及能源采集的历史数据，并通过图表的方式直观地展现给用户。实时数据查询可以按表的所在地或表名实时查询每块表的当前数据，也可实现每个生产流程的电能数据消耗查询；历史数据查询可查询历史任意时间及时间段查询每块表中每个数据的历史值，并通过图标的方式直观地展现给用。d.数据统计 统计历史一段时间内设备及能源采集的温度变化、各螺

17、栓的压力变化等，也可对设备及能源采集运行能力进行统计，包括运行时间、停止时间等。 由于多功能电度表读取的电度量都为累计值，直接通过累计值无法算出当日、旬、月甚至年的电量消耗，电能量化管理系统的数据统计功能直接在后台运算，只要鼠标轻松一击，就可以通过图形直观显示，如下图：e.数据分析数据分析是远程生产管理业务数据远程监测管理系统的高级功能，可同时对某一设备及能源采集的温度、压力、设备及能源采集运行时间、运行率等在历史一段时间内的变化趋势进行分析，分析方式可通过曲线、图标、棒图/饼图等，通过历史一段时间内的数据变化趋势及异常数据出现的频率高低，可对历史时间内的设备及能源采集运行效率进行分析，找出问

18、题缺陷，为设备及能源采集维护、工艺调整等提供数据依据； 对于鞍钢企业电能的数据分析，可同时对某一数据或多个数据进行历史数据分析，分析方式可通过曲线、图标、棒图/饼图等，通过历史一段时间内的数据变化趋势及异常数据出现的频率高低，可对历史时间内的电能质量进行分析，找出问题缺陷，为电量再分配、负荷调整等提供数据依据； 同时，能效管理系统还针对电力系统提供更专业的电能质量分析图表，方便企业用户更直观了解企业的供电电能质量和用电电能质量，如下图： f.数据报警数据报警是远程生产管理业务数据远程监测管理的重要功能，设备及能源采集点数据异常，则带来的损失不可估量；数据报警包括越上限报警、越下限报警、越上上限

19、报警和越下下限报警，需要预先将每个数据的上限值、下限值、上上限值和下下限值进行设定，定值也可在线运行修改，当某个数据超过上限或上上限、低于下限或下下限是，系统立即发出报警信息，报警信息包括报警时间、报警值、限值，并发出报警声音，也可进行报警信息在线打印；考虑有时操作人员或管理人员可能不在现场，且现场环境复杂，有时可能听不到报警，导致没有及时知道报警而立即做出处理，可能带来安全隐患，为避免此类问题，系统对数据报警提供更高级的数据报警功能，当报警时，系统会自动将通过短信实时传输到操作人员、管理人员手机、手持终端上，即时提醒操作人员、管理人员对报警信息的处理，排除安全隐患，保证设备及能源采集正常运转

20、。 g.通讯诊断通讯诊断是远程生产管理业务数据远程监测管理系统的自诊断功能，系统会定时监测每个已连接的无线通讯模块的连接状态，一旦某个无线通讯模块出现通讯中断，系统会自动重新连接，如果多次重连失败，系统会发出数据报警，并通过手机短信方式及时通知操作人员、管理人员立即解决，避免因通讯中断带来的数据丢失，确保通讯稳定、畅通。h.专家服务大多数企业，尤其是中小企业缺乏设备及能源采集故障分析和诊断的专家，无法对设备及能源采集状态检测的结果做出准确的判断，无法采取正确的故障处理措施。通过设备及能源采集远程诊断服务系统，专家可以登陆到平台，通过查看历史信息或在线查看企业设备及能源采集状态，做出诊断报告，解

21、决问题。i.手机查询及手机报警为了便于远程生产管理业务数据远程监测管理，与其他方案不同的是，我们为用户增加了非网络操作的手机查询及手机报警功能，可以很方便实现用户的全天候查看和全天候的系统管理。手机WAP实时查询支持手机通过WAP方式进行数据的实时查看及部分管理功能，具体实现功能如下：Ø 用户权限管理功能手机用户提供用户密码管理及分级的权限管理功能，不同用户只能查看自己权限范围内的功能，方便企业不同部门用户使用。Ø 设备及能源采集工况查看功能可通过手机界面，显示实时的设备及能源采集工况参数，通过点击设备及能源采集，可以查看更详细的设备及能源采集信息，方便随时随地掌握设备及能

22、源采集的运行状态。Ø 棒图/饼图查询功能可以通过不同参数的输入，统计查询相关参数的变化规律或对比数据的分布情况，并通过棒图/饼图等方式，直观显示，利于用户据此判断设备及能源采集的运行状况是否出于最佳状态。Ø 实时/历史/负荷曲线查看功能通过对实时数据、历史数据的查看和对比，以及负荷曲线的显示等，直观判断目前设备及能源采集的负荷状态，为节能及提高电力利用效果起到指导作用。Ø 能源数据报表统计能效管理系统强劲的报表系统可解决用户日常计量所需要的日报、旬报、月报及年报，报表系统可根据用户的生产需要定制生成各种生产报表，保表的生成和设计采用类Excel电子表格方式将数据直

23、观地展现给终端用户，包括：电压数据、电流数据、功率及功率因数、电度量等，并可进行报表的在线打印，如下图：矿山车间原料车间烧成车间水泥磨,包装老线其它全厂供入电能2014637.328137545.033204974.418819729.721553672.32803968.0106534526.7机电设备供入电能1771890.026874821.730612761.017759394.320434719.1 97453586.1电机损耗197194.21480949.13174010.81574849.41673767.9 8100771.4机械损耗693068.4103

24、03436.311037943.76634043.87639369.6 36307861.8有效电能1039602.615455154.416556915.69951065.811459054.5 54461792.9照明耗电20704.6333167.6513493.4225870.8259648.2 1352884.6高压线损51761.5416459.5684657.9282338.2324560.3 1759777.4低压线损20819.6298900.0343330.2175281.4227281.9 1065613.1变压器损耗49

25、483.2555199.11013872.1376844.6307462.8 1962858.9装机容量(kW)1011.55648.25923.63875.73883.0 20342.0占全厂用电能(%)1.8926.4131.1717.6720.232.63100.0折当量标煤(t)       电能测试率(%)94.3498.2679.1194.0098.46 90.85电能利用率(%)52.6356.1151.3754.0854.37 52.39Ø 简易数据分析功能软件可根据以往数据，判断分析系统运行中处于边界的值和有改善余地的值，并通过软件的分析查看功能直观显示给用户。Ø 超限报警查询功能在设备及能源采集运行中，电力各种参数的值一旦超出了规定的报警限值，系统会自动触发报警功能，并将报警情况记录备查。手机短信报警在系统运行参数超出限定