炼钢厂生产工艺信息集成系统的开发与应用

1、炼钢厂产艺息成统开与 用作者：刘学秋 王光海来源：科技创新导报 2011 年第 期刘学秋 王光( 济第一炼钢厂山东济南 250101)摘 要在转炉炼钢程采用物流跟系统及 PLC 数据集等技术网络架构采用三层体系 结构,开发出第一钢厂工艺信息集系统 ,实现了炼工艺信息共享使管理工作效地指挥生 产活动。关键词:炼钢生产工艺信息开发与应用中图分类号TF345文献标识A文章编号1674-098X(2011)09(b)-0055-02引言炼钢生产工艺信系统的目标是要过对生产过程的工艺信息管理,实现工艺信息共 ,从 而使管理工作有地指挥生产活动 ,提高工作效 ,为实现企业的经营标服务。第一炼钢厂现有座 4

2、5t 转炉,台四流方坯铸机 ,一台五流方连铸机,三一流板连 铸机,生产组织方为四座转炉对五连铸机 ,年产钢近 400 万 t。为现炼钢各大工序艺信 息的整合实现从铁炉到铸机的“合炼钢工艺信管理”,到工艺信息共享 , 少信息传递 和录入差错 ,提高工作效和产品质量将工艺信息存入据库 便于对工艺息的追溯和分。 一炼钢开发建设第一炼钢厂生产艺信息集成系统”。1 炼钢信息系统现状现有系统中从混铁炉铁水预处理、炉、精炼到铸机各大工序 基本上达到全面 PLC、表检测控制,但有个别工的检测数据进入计算机中大部分数仍然依靠手工记和 传递,数据准确度、传递不及时。目前,水、废钢、合金有秤量,但无炉号匹配跟踪量,

3、考虑上电子标签定位识别系统按炉 次确认。转炉与炼(氩喂丝或 LF 炉)、包、铸使用天车电子标定位及天车秤现钢水 去向跟踪和钢水量。现有管理网络与产信息挂接到一 ,容易受到外网站攻击;通过本次改造要重新布线和 增加网络部件力争将生产信及管理网络从理上加以隔离。2 炼钢信息系统的设计2.1 系设计建设工艺信息化统取分步施,先建立各工作站,括(1)调度、(2)混炉、(3)铁 水预处理、(4)转、(5)废钢、(6)合、(7)钢包(8)氩、(9)LF 精炼、(10)铸、(11) 天 车、(12)成分分等工作站,统尽量实现全自动采集尽量减少人干预。给予匹配考虑上电子标签定位识系统。数据采集围包括物流数据、

4、工艺参数、化验数据采集。第一阶段实 现取消工艺卡的标;二阶段完成报系统建立,实现工艺记的计算机存档和计报表的自 动生成第三阶段数据采集系统基上建立和完善制模型。(1)加料跨电标签定位物流识系统 :建立铁包、废钢子标签定位物流别系统。(2)炉后电子签定位物流识别统:从转炉到精炼再连铸机的钢包采电子标签定位物流识别系统。(3)完成 PLC 仪表监控统数据自动采集。(4)工艺信息示与管理系统模拟工艺卡片的能询和显自动采集的工艺息 ,入本工序的关信息。(5)生产历史据查询分析系统2.2 功设计系统分三个层次:(1)数据的采数据的采集概括下述 3 种方:自动从 仪表采集;自动从现有信系统或数据库中集;人

5、工输入。具体的数据采集根据生产和工艺程划分的 ,主要由以下 个环节采集调度、混铁和 铁水包、铁水预理、转炉、转炉金加入、 LF 精炼、铁水和钢水成、吹氩精炼、钢、铸 机、天车、成分析。(2)信息的传将采集到的工艺息传送到工艺管站显示和数据库中。(3)信息的处和存储将采集上来的工信息进行加工处 ,并保存到历数据库中。3 技术关键和技术路线(1)技术关键适应企业特点的位识别系统,企业实现资源管理 (ERP)和车间内的过程控制系统PCS)穿 针引线在信息整中起着承上启下重要作用。定识别系统最初采接近开关来实天车定 位,并结合车秤来跟踪物料的去向 ,由于接近开关高温、铁磁性粉的环境中故障率较高 , 行

6、的效果不能满可靠性的要求。后又出现了红外定位仪和电子标签两种定位形式。由于红 外定位仪定位范宽,位不甚准确,而且要实现多定位 ,需敷设大量的缆,给施工带来一 定的难度而电子签是无源系统,它和射频识别装置、读码器等可构自动识别系统 并且电子 标签实现起来容 它结构简单可靠性高、成本低 ,定位较准确因此获了较广泛的应用此 外还有更精确的光定位,误差 1 毫,应用于定位精确的行业。定位识别系统能以有效地建立其产过程的物料流和过程数据流信息平台 , 该技术在一 炼钢的应用中关有以下几点 :炉前铁水包、钢加入、合金加对应性识别以及钢包到精炼、铸机的识别信息量庞大。于炼钢的工序多,设备比较复杂, 在统设计

7、和运行不可避免的遇到 PLC 数据采集的很多(约为 800 个)实时数据量大的题。(2)技术路线吸收行业内先的信息识别与整技术。我厂新开发的第一炼钢厂生产工艺信息集成系 统,采用了子标签天车定位识别技术、监控软件的 OPC、DDE 等接口技术、大包包臂自动识别 技术、关系型数库等多项新技术采用实时数据技术支持多点实数据显示。采用分布式数库模式,控制站采用 C/S、远程采用 B/S4结构组织4.1 分式三层体系结构数据流系统采用层体系结构,别为控制层、数据层、和客户层。(1)控制层控制层由生产控系统中 PLC 和实时数据系统中的数据采集子系统构成。它采用分布式 结构,实现一炼钢围内实时数据的络化

8、采集。实时数据库系统过接口站和通信务,屏蔽了设连接细节。(2)数据层数据层是整个系的关键层。实时据库服务器是实时数据库系统的核心 主要负责接 , 处理和存储来自备接口层的实时据 同时还可以实时数据定期发到通用关系数库中 , 将关系数据库作其历史存储的一分。实时数据库采用 Client/Server 加 Browser/Server 体系结构通多种方式实现客应用 与实时数据库服器之间的连接。系统所维护的数据量比较大时 ,为减小主实时数库服务器 的负载可以配置个实时数据服务以分解压力 同时也可通异地冗余存储来高整个系统 的可靠性。(3)客户层客户层主要指对备进行实时监控组态工具、实时数据报表生成工

9、具、实时数据浏览器 等构架在实时数服务层之上的实应用。4.2 系网络结构实际的网络结构,应是控制网与管理网段进行硬件的隔离 ,二者数据交换通过网桥进行, 这样可以保证系的安全。4.3 系运行环境(1)服务器服务器的选择除考虑以下几个方 :高速性、稳性、可靠性、扩展性和安全性外 , 还要考虑应用系对服务器的不同求 数据库系统对务器的技术需求,一般要求服务器统 CPU 要处能力强,I/O 处理能力 强,系统稳高因此一般用多路服务器统 在本地 I/O 通过高 Cache(128M 或更)Raid 搭配 4-6 块硬盘 Raid 5 或 Raid10 满足 I/O 吞吐力和系统稳定性求。Web 应用对

10、服器的技术需求需要通过多或高的处理能力的服务器系统来完成。因 此使用惠普服务。(2)数采部分现场 PLC 设备主要是西门子 S7 300 、400 列和施耐德昆腾列产品等,数据的采集视 现场软件和硬件境情况而定 ,利用监控软的 、DDE 等接口以不影响制系统的正常工 情况为原则,尽能的保质保、高速提取数。(3)网络设备在整个网络的拓设计上,要充分考虑网络的可靠性、冗余、高性能、路由稳定性、抗 干扰性能和收敛度等诸多方面的衡 因此要求从络的任何一点到一点的通信都时具备 多条路由。任何扑的单设备失败单节点失败、单链路失败都不会影响其他节点的运行性能 和质量推荐使用业级网络设备,如 CISCO 公司

11、的网产品。软件上采微软一系列系统软件、 数据库系统(实数据库、关数据库)、网络运行监系统等。(4)系统安全计生产过程监控系中户多,职多样不同职责用户对系统中不同数据与功能有不 同的权限。在这情况下,于角色的访控制模型有很大优越性。因此 ,系统中实现适大 型分布式系统的于角色的访问控机制。运行平台提供基角色的安全保密 ,将一些特定数据点、设备者设备模型设置同的 角色保密级,根有关的保密系,每个用户可以归属于某组角色 ,只有授权的用户能对规定的 数据或功能进行问。不同的用户同的权限 ,确保用户只能访权限规定的信。5 软件功能及实现(1)分工序动信息采集与显示系统全面的将各工序的 PLC 数据和仪表

12、测数据整合在一起 实时显示各工序 PLC 系统 的监控信息,主有混铁炉动信息采集(显示混铁炉水状态和铁水移走情况)显示界面以 及铁水预处理、炉、 精炼、吹氩精炼铸机、钢包等的息显示界面。(2)过程信息示界面综合工艺信息查显示界面可以查炼钢过程的工艺信息 ;合工艺分析询显示界面可以 查询某期间内某种的工艺信息;产状态界面可以时显示生产调度信息和当前生产状态。(3)统计报表根据需要生成报表导到 EXCEL 文件供打印存档主要有脱硫工艺录表、转炉冶炼记 录、LF 炉生产记录、工艺录卡、板坯连机生产记录、生日报、旬报、报。6 结语在总结、归纳以炼钢厂生产工艺息集成系统研究成果的基础上,提出了比较完整指导 炼钢厂优化的技架构。该系统可转炉、铸机的投入产出等相关工艺数据进行分析处理 ,成 本控制提供可靠依据,现了我厂各产工序工艺信息整合 ,实现混铁炉到铸机的 “综合 炼钢工艺信息管”,达了工艺信息共享 ,减少了信传递和录入差 ,提高了工作效率和产品 质量,将工艺信息入数据库,便于对工艺信息追溯和分析取代信息孤和手工工艺卡片 ,基 本实现一炼钢工信息的无纸化传 ,减少了质