《钢铁行业基于5G的中厚板自动转钢技术要求》

T/CISAXXXXX—XXXX

钢铁行业基于5G的中厚板自动转钢技术要求

1范围

本文件规定了基于5G的中厚板自动转钢技术的总体要求、一般要求和业务系统要求。

本文件适用于中厚板轧机产线新建或改造自动转钢系统的规划设计、建设、运维等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过对文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用

于本文件。

GB/T22239―2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T28181―2022公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

YD/T3615―20195G移动通信网核心网总体技术要求

YD/T3618―20195G数字蜂窝移动通信网无线接入网总体技术要求（第一阶段）

YD/T3826―2021切片分组网络（SPN）总体技术要求

YD/T3962―20215G核心网边缘计算总体技术要求

YD/T3965―2021灵活以太网（FlexE）链路接口技术要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

自动转钢AutomaticTurningofSlab

中厚板轧制流程中，采用自动化手段将板坯在轧机转钢辊道上旋转90°角，满足中厚板展宽轧制工

艺要求的模式与操作。

3.2

自动转钢一次成功率One-timeSuccessRateofAutomaticSlabConversion

在自动转钢模式下，自动转钢系统连续旋转板坯角度，一次性达到目标角度区间的比率。

3.3

转钢区域SlabTurningArea

由转钢辊道组成，为锥形辊，对板坯发挥旋转和输送作用的区域。

3.4

非转钢区域OutsidetheSlabTurningArea

位于转钢区域两端，由输送辊道组成，为圆柱辊，对板坯发挥输送作用的区域，该区域不具备执行

旋转能力。

3.5

有效转钢区域EffectiveAreaforSlabTurning

位于转钢区域中央，前后两端预留数对锥形辊，左右两侧预留一定安全距离，可支撑板坯有效旋转

且确保生产安全的区域。

3.6

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限速转钢区域SpeedLimitedAreaforSlabTurning

位于转钢区域内，有效转钢区域外，因安全空间不足，需对板坯旋转速度进行降速限制的区域。

3.7

多发选收Multi-fedAndSelectiveReceiving

一种多链路数据冗余的可靠性增强技术，在单条链路延迟、丢包或中断时，网络仍提供良好业务保

障的方案。数据发出端复制业务数据，通过多条路径同时发出，接收端从多条路径正确接收并解析报文

后，处理最先正确接收的业务数据，丢弃后续收到的重复内容。考虑成本因素，一般按双路径处理。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

POE：以太网供电（PoweroverEthernet）

PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）

FLOPS：每秒浮点运算次数（Floating-pointoperationspersecond）

MTN：城域传送网（MetroTransportNetwork）

SR：分段路由（SegmentRouting）

SRv6：基于IPv6的分段路由（SegmentRoutingoverIPv6）

5总体要求

5.1系统组成

基于5G的中厚板自动转钢系统（以下简称“转钢系统”）架构见图1所示，包括中厚板轧机转钢设

备（以下简称“转钢设备”）、视频采集、视频分析、轧机自动化、通信网络等子系统。各子系统设备

组成如下：

----转钢设备子系统一般包含转钢辊道、侧导板、热检仪等；

----视频采集子系统一般包含视频采集服务器和摄像头；

----视频分析子系统一般包含视频分析服务器和客户端；

----轧机自动化子系统一般包含PLC主站、远程IO站、传动从站等；

----通信网络子系统可采用5G等新兴技术，包含5G核心网、5G承载网、5G接入网等。

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图1基于5G的中厚板自动转钢系统架构

5.2系统功能

5.2.1转钢设备子系统应实现板坯检测、输送、旋转、对中等功能。

5.2.2视频采集子系统应实现对转钢区域板坯实时视频采集，并将采集到的视频发送至采集服务器存

储备用，同时发送到视频分析子系统分析使用。

5.2.3视频分析系统应具备板坯旋转角度和所处区域的实时识别，并根据识别角度和所处区域信息调

整控制指令，指令包含转钢辊道转速和旋转时长。应支持识别结果和操作指令在客户端的显示，

及控制指令等与轧机自动化子系统的交互。

5.2.4轧机自动化子系统应支持接收视频分析子系统调整控制指令，完成转钢辊道和侧导板的控制。

5.2.5通信网络子系统应支持视频采集与视频分析子系统的连接和数据交互。视频分析子系统与轧机

自动化子系统间通信宜采用有线连接。

5.3业务流程

5.3.1板坯进入转钢区域

当板坯沿轧线方向正向运动，触发转钢区域前热检仪产生下降沿信号，或当板坯沿轧线方向反

向运动，触发转钢区域后热检仪产生下降沿信号，确认板坯进入转钢区域。

5.3.2获取生产工艺数据

板坯进入转钢区域内，视频分析子系统（服务器）从轧机自动化子系统获得当前板坯的轧制规

格、轧制道次、转钢与否等生产工艺数据。

5.3.3触发板坯自动转钢时序

当视频分析子系统获取到当前处于转钢道次时，启动电子围栏检测和转钢角度动态测量，并发

送启动转钢指令到轧机自动化子系统，轧机自动化子系统收到指令后立即启动转钢辊道旋转。

5.3.4判断自动转钢是否一次成功

a)视频分析子系统实时监测和判断板坯旋转角度，当板坯旋转角度大于75度时，发送停止转钢指

令到轧机自动化子系统；

b)当板坯停止后，板坯旋转角度符合目标角度区间时，判断为自动转钢一次成功；

c)当板坯停止后，旋转角度不符合目标角度区间时，判断自动转钢一次失败，向轧机自动化子系

统发送报警信息，提示现场工作人员介入，切换工作模式到人工转钢，终止自动转钢时序；

d)上述角度参数应可配置或自动调节。

5.3.5触发板坯自动对中时序

当自动转钢一次成功时，轧机自动化子系统启动侧导板执行板坯对中时序，对中完成后轧机自

动化子系统发送对中完成信号给视频分析子系统。

5.3.6自动转钢完成

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视频分析子系统接收到对中完成信号后，结束自动转钢时序，停止电子围栏检测、角度动态测

量。

5.4性能要求

5.4.1自动转钢操作完成后板坯旋转角度应符合目标角度区间要求，角度参数应可配置或自动调节，

一般应介于85度到95度之间。

5.4.2自动转钢耗时应符合如下技术要求：

----重量在20吨以下或长度尺寸小于4000mm的板坯，平均转钢用时应小于等于8秒；

----重量在20到35吨之间或长度尺寸大于4000mm的板坯，平均转钢用时应小于等于15秒；

----重量大于35吨的板坯，平均转钢用时应小于等于20秒。

5.4.3自动转钢一次成功率应大于或等于95%。

6一般要求

6.1转钢设备

6.1.1转钢辊道的锥形辊表面应进行硬化处理，处理后要求表面硬度应大于等于56HRC，深度应大

于等于5mm。

6.1.2转钢辊道相同位置的辊径不能有明显差异，各辊径偏差不允许超3mm，宜每两年更换一次。

6.1.3转钢辊道辊面应提供稳定的摩擦力，辊体要求无明显磨损，单边磨损不应超过硬化层。

6.1.4转钢辊道辊面应定期进行裂纹、凹坑等情况检查，宜每月检查一次。

6.1.5转钢辊道辊面标高偏差值应定期进行测量，确保偏差值在允许范围之内，宜每半年检查一次。

6.1.6转钢辊道冷却水的水压应大于等于5bar，确保辊身冷却水喷射全覆盖。

6.1.7转钢辊道电机应能提供稳定扭矩。

6.2轧机自动化

轧机自动化子系统应具备自动转钢与手动转钢的切换功能。

6.3服务器与终端

6.3.1视频采集服务器应支持存储3个月以上自动转钢采集视频。

6.3.2视频分析服务器算力应大于256TFLOPS，宜包含多个计算芯片，宜支持多个模型并行计算。

6.3.35G摄像头、通信设备应能适应中厚板粗轧区域高温、粉尘、水雾、振动、电磁干扰等恶劣环境。

6.3.4服务器、客户端应布置在现场操作室、集控室、电气室等具备良好空调条件的专用机柜中，温

湿度应符合相关标准要求。

6.4板坯要求

板坯平直度宜满足小于等于50mm/m的要求。

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7业务系统要求

7.1视频采集

7.1.15G摄像头应支持每秒25帧的采集速率，应支持输出的画面像素大小不小于1920*1080，应满

足GB/T28181要求。

7.1.25G摄像头宜支持POE供电，应具有透雾功能，宜增加风冷或水冷措施，保证相机工作在额定

温度范围内。

7.2视频分析

7.2.1视频分析子系统

7.2.1.1应支持电子围栏功能。允许用户以多边形方式修改有效转钢区域，该区域应包含板坯可进入

的有效转钢区域与辊道双侧挡板。

7.2.1.2对于板坯在转动过程中快速接近有效转钢区域边界的情况，电子围栏功能需要进行提前预警，

并基于边界信息、板坯位置信息生产控制指令发送到轧机自动化子系统，控制减小转动速度，减

小板坯进入非转钢区域概率。

7.2.1.3对于板坯在转动过程中超出转钢区域的情况，电子围栏功能需要通知轧机自动化子系统进行

报警，向轧机自动化子系统先发出停止旋转控制指令，再发送回转控制指令，直至板坯重新退回

有效区域。

7.2.1.4应支持自适应控制，可根据不同板坯重量与尺寸和转钢辊道的磨损程度，以及工作区域调整

算法参数；

7.2.1.5应支持板坯图像与轮廓、角点编号、角度标注、辊道法向量及运动方向等在客户端的显示。

7.2.1.6应支持数据可视化面板及报表显示。允许用户自定义监控面板，支持数据监控、历史数据查

询和自定义可视化报表，报表可包含自动转钢任务、转钢最终角度、单次转钢是否成功等信息。

7.2.1.7应支持远程运维和监控功能。

7.2.1.8宜支持火灾检测。

7.2.2视频分析算法

7.2.2.1应具备图像校正与标定功能，可根据视频中参照物（如辊道、侧导板等）的空间位置信息对

原始图像中板坯的运动方向、旋转角度进行合理校正。

7.2.2.2应支持高温红热及水雾状态下的板坯角度识别，角度识别应能够反映板坯长度方向与辊道前

进方向角度差。

7.2.2.3应能够将板坯简化为四边形，并计算和跟踪每一帧图像中该四边形的角度变化。根据系统要

求及角度变化生成控制指令，并发送到轧机自动化子系统。控制指令可借助侧导板提前停止转动，

提前停止余量应具备自适应调整功能。视频分析与轧机自动化子系统间宜选用TCP/IP的通讯方

式完成数据交互。

7.2.2.4应在板坯进入转钢区域并停止后1秒内输出转钢指令。

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7.2.2.5应具备转钢全过程内板坯位置与角度跟踪能力。跟踪算法应支持对板坯四个顶点编号，并确

保转钢全过程板坯顶点编号的相对顺序保持一致。

7.2.2.6应具备在视频图像缺失小于2秒，且板坯在图像中角度变动小于40度情况下，重新跟踪板坯

位置与角度的能力。应具有基本的去水雾能力，能够保证在人眼可见条件下，水雾中红热态板坯

检测，对于受水雾影响严重无法检测的板坯图像，算法需要给出报警信息，提示系统人工介入。

7.2.2.7应支持模型的更新和优化，宜支持云上训练和云下模型自动更新。

7.2.2.8对单张图像推理所耗费的时间应小于50毫秒。

7.2.2.9因异常中断或控制指令生成异常，应支持中断自动转钢，向轧机自动化子系统发送报警指令，

提示人工介入。

7.3通信网络

7.3.15G通信子系统应支持独立组网架构，由5G核心网、5G承载网、5G接入网等组成。

7.3.25G通信子系统可根据具体需求采用通信运营商公网专用，或5G基站、5G核心网分域公网专

用方式，或采用专网专用方式。

7.3.35G通信子系统宜支持5GLAN以太通信和双发选收功能，满足5G终端间、5G终端与钢厂应

用间的高可靠以太互通，以及跨5GLAN组通信的安全隔离，符合YD/T3615―2019相关规定。

7.3.45G通信子系统性能应满足如下要求：

----网络端到端时延应小于120毫秒，宜小于40毫秒；

----网络上行带宽应大于50Mbps，宜大于80Mbps；下行带宽20Mbps；

----网络端到端可用性应满足99.9%，宜满足99.99%。

7.3.55G核心网应满足如下要求：

----5G核心网控制面功能网元应支持冗余容灾，支持单终端接入多切片；

----5G核心网用户面功能网元应支持冗余容灾，宜下沉入驻厂区部署；当用户面功能网元入驻厂区

部署情况下，其与5G网络控制面功能连接中断时，宜支持厂区连接态业务正常运行应不受影响，

已签约新入网用户可应急接入。

7.3.65G承载网应满足如下要求：

----支持环形组网和双机热备，支持灵活以太（FlexE）、灵活以太交叉（MTN）、分段路由（SR/SRv6）

等能力，符合YD/T3965―2021和YD/T3826―2021规定。

7.3.75G接入网应满足如下要求：

----应支持基于RB资源预留的网络切片和基于QoS的业务流管理。

----宜支持主控板、基带板等关键单板冗余备份，符合YD/T3618―2019的要求。

----宜支持补充上行链路模式，实现上行全时隙调度；宜支持预调度等低时延功能。

7.3.85G通信子系统应满足如下安全与运维要求：

----应建立网络安全机制、部署边界防护功能、配置访问控制规则，符合GB/T22239―2019二级或

以上等级保护要求；

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----设备连接线应做好电磁屏蔽，网络连接线应避开高温和强电磁区域；

----应支持设备与端到端网络状态监控、告警及派发与处理、故障定界与定位能力；

----应支持5G网络运营商已开卡用户本地签约、信息采集、健康检查、性能统计、告警、软件更新

与补丁升级等。

7

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附录A

（资料性）

转钢区域定义示意图

_________________________________

8

ICS77-010

CCSH04

CIST/CISAAXXXXX—XXXX

团体标准

T/CISAXX—2022

钢铁行业基于5G的中厚板自动转钢技术

要求

Technicalrequirementsforautomaticrotationofmediumplatebasedon5Giniron

andsteelindustry

(征求意见稿)

XXXX–XX-XX发布XXXX–XX-XX实施

中国钢铁工业协会发布

I

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钢铁行业基于5G的中厚板自动转钢技术要求

1范围

本文件规定了基于5G的中厚板自动转钢技术的总体要求、一般要求和业务系统要求。

本文件适用于中厚板轧机产线新建或改造自动转钢系统的规划设计、建设、运维等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过对文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用

于本文件。

GB/T22239―2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T28181―2022公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

YD/T3615―20195G移动通信网核心网总体技术要求

YD/T3618―20195G数字蜂窝移动通信网无线接入网总体技术要求（第一阶段）

YD/T3826―2021切片分组网络（SPN）总体技术要求

YD/T3962―20215G核心网边缘计算总体技术要求

YD/T3965―2021灵活以太网（FlexE）链路接口技术要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

自动转钢AutomaticTurningofSlab

中厚板轧制流程中，采用自动化手段将板坯在轧机转钢辊道上旋转90°角，满足中厚板展宽轧制工

艺要求的模式与操作。

3.2

自动转钢一次成功率One-timeSuccessRateofAutomaticSlabConversion

在自动转钢模式下，自动转钢系统连续旋转板坯角度，一次性达到目标角度区间的比率。

3.3

转钢区域SlabTurningArea

由转钢辊道组成，为锥形辊，对板坯发挥旋转和输送作用的区域。

3.4

非转钢区域OutsidetheSlabTurningArea

位于转钢区域两端，由输送辊道组成，为圆柱辊，对板坯发挥输送作用的区域，该区域不具备执行

旋转能力。

3.5

有效转钢区域EffectiveAreaforSlabTurning

位于转钢区域中央，前后两端预留数对锥形辊，左右两侧预留一定安全距离，可支撑板坯有效旋转

且确保生产安全的区域。

3.6