李 喆
（天鋼聯(lián)合特鋼有限公司，天津，301500）
摘 要 介紹了天鋼聯(lián)合特鋼有限公司燒結(jié)廠(chǎng)逐步建成燒結(jié)調(diào)度指揮中心及能源管理中心等信息化工程的過(guò)程。依據(jù)設(shè)計(jì)理念，對(duì)現(xiàn)有條件進(jìn)行升級(jí)改造，及新信息化工程的建設(shè)情況。
關(guān) 鍵 詞 燒結(jié) 生產(chǎn)管理信息化 改造
1. 概述
天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司燒結(jié)廠(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)燒結(jié)廠(chǎng)）是天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司的二級(jí)單位，其主要任務(wù)是為高爐提供優(yōu)質(zhì)的原料保證，主要產(chǎn)品有高堿度燒結(jié)礦、酸性燒結(jié)礦、酸性球團(tuán)礦、生石灰等。
燒結(jié)廠(chǎng)現(xiàn)有230 ㎡燒結(jié)機(jī)兩臺(tái)， 10 ㎡豎爐球團(tuán)生產(chǎn)線(xiàn)兩套，環(huán)保型600TPD 套筒窯三座。根據(jù)各工序工藝路線(xiàn)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等差異，又下設(shè)8 個(gè)主體車(chē)間，分別為燒結(jié)車(chē)間、豎爐車(chē)間、原料車(chē)間、成品車(chē)間、套筒窯車(chē)間、機(jī)修車(chē)間及自動(dòng)化儀表工段等。
目前燒結(jié)廠(chǎng)已具備年產(chǎn)450 萬(wàn)噸燒結(jié)礦、130 萬(wàn)噸球團(tuán)礦、60 萬(wàn)噸生石灰的生產(chǎn)能力、年發(fā)電量10512 萬(wàn)千瓦·時(shí)。
2. 建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)的必要性
燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管控、節(jié)能環(huán)保的高效應(yīng)用平臺(tái)。通過(guò)前期搭建的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及在終端的集中控制系統(tǒng)，大大優(yōu)化了生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理，有效的利用這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使之作為生產(chǎn)管控依據(jù)，是一個(gè)成熟鋼企的標(biāo)志。在國(guó)內(nèi)率先實(shí)施并投入運(yùn)行的寶鋼、馬鋼和寧鋼等生產(chǎn)能源管理中心系統(tǒng)已經(jīng)取得了良好的節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益、并積累了比較豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
建設(shè)燒結(jié)廠(chǎng)能源調(diào)度中心系統(tǒng)的目的就是要在調(diào)度室這個(gè)生產(chǎn)的大腦能得到一切需要的信息，所有車(chē)間生產(chǎn)情況一目了然。要害位置生產(chǎn)畫(huà)面實(shí)時(shí)傳送，各車(chē)間上位機(jī)畫(huà)面及生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)OPC 服務(wù)器采集后回傳到調(diào)度室，車(chē)間人員操作記錄進(jìn)出要害部門(mén)門(mén)禁信息隨時(shí)可查可控，能源介質(zhì)如水電燃料消耗及儲(chǔ)存情況方便作業(yè)人員和指揮人員安排。
現(xiàn)代化的鋼企需要以下的基礎(chǔ)：
1) 完善燒結(jié)廠(chǎng)核心區(qū)域的生產(chǎn)和辦公網(wǎng)絡(luò)
2) 完善燒結(jié)廠(chǎng)各生產(chǎn)車(chē)間監(jiān)控系統(tǒng)
3) 完善生產(chǎn)管理信息的采集、存儲(chǔ)、管理和利用；
4) 完善各類(lèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，使生產(chǎn)管理具有實(shí)時(shí)性、及時(shí)了解各作業(yè)區(qū)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，減少事故對(duì)生產(chǎn)造成的影響。
在鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)和能源消耗的集中控制和管理，已被廣泛證明是行之有效的高效經(jīng)濟(jì)的技術(shù)和管理手段。建設(shè)燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)能很好地滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)，符合燒結(jié)廠(chǎng)強(qiáng)化管理，優(yōu)化流程，節(jié)能減排，降本增效的要求，可使燒結(jié)廠(chǎng)的生產(chǎn)管理水平更上一個(gè)新的臺(tái)階。
燒結(jié)廠(chǎng)具有作業(yè)區(qū)較多，管理面積大，其運(yùn)行成本及投入較高。通過(guò)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的運(yùn)行，可以有效提高生產(chǎn)管理效率，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，協(xié)助管理者做出決策，有效地降低了生產(chǎn)成本和管理成本。
燒結(jié)廠(chǎng)建設(shè)的生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)監(jiān)控負(fù)責(zé)管理：電力、煤氣、氮?dú)狻⒄羝嚎s空氣、水等各類(lèi)能源介質(zhì)，以及原燃料消耗、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)保數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)管理中心的建立對(duì)燒結(jié)廠(chǎng)的節(jié)能降耗和生產(chǎn)管理有重要的作用。
3. 燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位要求及范圍
3.1 設(shè)計(jì)定位要求
燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定位是對(duì)燒結(jié)廠(chǎng)范圍內(nèi)各車(chē)間的生產(chǎn)、設(shè)備實(shí)施扁平化、系統(tǒng)化的管理，同時(shí)增加遠(yuǎn)程管理設(shè)施對(duì)各生產(chǎn)車(chē)間實(shí)行集中化的監(jiān)控和管理。
3.2 綜合監(jiān)控范圍
3.2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的范圍
原料上料：燃料（洗精煤、燒結(jié)煤、焦粉等）、含鐵原料、熔劑等配比情況、上料情況、下料的穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程重點(diǎn)參數(shù)：燒結(jié)生產(chǎn)工藝過(guò)程中重點(diǎn)的生產(chǎn)參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、皮帶秤的瞬時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)數(shù)據(jù)、料層厚度、點(diǎn)火溫度等。配電和供電系統(tǒng)：監(jiān)控重點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。能源介質(zhì)：監(jiān)控?zé)Y(jié)生產(chǎn)工藝過(guò)程中風(fēng)、水、電、煤氣、壓縮空氣等能源介質(zhì)的消耗情況。
3.2.2 主生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)
對(duì)能耗比例較高的生產(chǎn)設(shè)備、能源介質(zhì)的轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備故障信息的報(bào)警、能耗情況的調(diào)整及管理。
3.2.3 能源計(jì)量
對(duì)燒結(jié)廠(chǎng)能源介質(zhì)的使用量（累計(jì)量）進(jìn)行采集，進(jìn)入燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是生產(chǎn)管理的最基本數(shù)據(jù)。
4. 建設(shè)內(nèi)容
項(xiàng)目的建設(shè)包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)鋪設(shè)、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理軟件的開(kāi)發(fā)和燒結(jié)生產(chǎn)管理中心建設(shè)四部分
4.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和鋪設(shè)
在現(xiàn)代的生產(chǎn)中，辦公網(wǎng)絡(luò)中需要大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，尤其是上有ERP 和MES 的企業(yè)，兩種網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)性較高，因此我們需要在提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，對(duì)燒結(jié)車(chē)間、豎爐車(chē)間、原料車(chē)間、套筒窯車(chē)間的生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)為主，并將各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通過(guò)VLAN 劃分進(jìn)行隔離。需要進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)單元就近并入各區(qū)域的光纖環(huán)網(wǎng)中。不能并入的生產(chǎn)單元鋪設(shè)新光纜并入。燒結(jié)壓室、原料高壓室、豎爐高壓室、套筒窯高壓室的電量數(shù)據(jù)通過(guò)DLT645-2007 規(guī)約通過(guò)RS-485采集智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)以太網(wǎng)并入生產(chǎn)網(wǎng)中。新增網(wǎng)絡(luò)視施工難度采取光纖或無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)的方式。
經(jīng)上述改造后，所有的光纖以生產(chǎn)管理中心為中心節(jié)點(diǎn)，呈星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)信息中心配置一臺(tái)三層交換機(jī)，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)單元之間進(jìn)行邏輯隔離，策略和路由設(shè)置。每個(gè)車(chē)間都增加一臺(tái)交換機(jī)，作為各車(chē)間所在區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)器置于生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與工作網(wǎng)絡(luò)間通過(guò)防火墻進(jìn)行隔離。
4.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研，生產(chǎn)管理中心的服務(wù)器對(duì)生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)的采集方式分成兩種：一是對(duì)接入現(xiàn)有生產(chǎn)網(wǎng)的控制器內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)采集；二是對(duì)于目前沒(méi)有條件進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)，比如配比變更、化驗(yàn)結(jié)果、調(diào)度信息等，提供數(shù)據(jù)錄入終端，提供人工數(shù)據(jù)錄入。
當(dāng)前沒(méi)有計(jì)量?jī)x表的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目不對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)儀表安裝采集的改造，燒結(jié)廠(chǎng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)量的需要進(jìn)行改造，本系統(tǒng)提供對(duì)新增檢測(cè)點(diǎn)的軟件接口。
4.3 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
燒結(jié)生產(chǎn)管理軟件功能定位從屬于生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），是鋼鐵企業(yè)信息化體系結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，是結(jié)合經(jīng)營(yíng)管理與生產(chǎn)控制的解決方案，本著謹(jǐn)慎投資，分布推進(jìn)的原則，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)范圍包括生產(chǎn)設(shè)備管理、生產(chǎn)管理、安全管理三個(gè)功能模塊和燒結(jié)二車(chē)間、原料車(chē)間、豎爐車(chē)間等車(chē)間配置模塊。
4.4 生產(chǎn)管理中心建設(shè)設(shè)計(jì)
生產(chǎn)管理中心是未來(lái)燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)、調(diào)度、能源、設(shè)備集成一體化的指揮中心。包括生產(chǎn)管理控制大廳、生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)中心機(jī)房、大屏幕顯示系統(tǒng)、空調(diào)和電源系統(tǒng)、通信和安防系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施。燒結(jié)廠(chǎng)原無(wú)生產(chǎn)能源管理中心，本次改造利用現(xiàn)有燒結(jié)廠(chǎng)調(diào)度中心位置進(jìn)行改造，配置相關(guān)設(shè)備。
5. 燒結(jié)廠(chǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益
該系統(tǒng)的效益主要包括直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和間接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益兩大部分。估算時(shí)參照了同類(lèi)企業(yè)的效益變化測(cè)算。
1) 減少高爐煤氣的消耗
經(jīng)測(cè)算，生產(chǎn)管理系統(tǒng)的建立，將使高爐煤氣的消耗下降了5-8 個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)于煤氣消耗相對(duì)較高的老企業(yè),能源管理中心系統(tǒng)的建設(shè)煤氣消耗下降的貢獻(xiàn)更高。
2) 燒結(jié)生產(chǎn)管理系統(tǒng)節(jié)能量計(jì)算；
燒結(jié)廠(chǎng)建立生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)后，可減少高爐煤氣消耗約15 立方米/噸礦，按年450 萬(wàn)噸燒結(jié)礦計(jì)算，回收利用能源的折算成標(biāo)煤約0.86 萬(wàn)噸標(biāo)煤，經(jīng)濟(jì)效益約為186 萬(wàn)元。
參 考 文 獻(xiàn)：
[1]現(xiàn)代企業(yè)實(shí)施財(cái)務(wù)管理信息化需要解決的問(wèn)題[J]. 招建平. 財(cái)經(jīng)界.2017(09)45-46.