于慶泉 劉占博 趙恒波 周 鵬 張國強 崔金林 孫 強
（鞍鋼股份皺魚圏鋼鐵分公司煉焦部 營口 115007）
【摘 要】 闡述了煉焦區域“兩化融合”的實施過程和取得的成果，展望了“兩化融合”的發展趨勢。
【關鍵詞】煉焦；工業化；信息化；物聯網
1引言
“兩化融合”是指電子信息技術廣泛應用到工業生產的各個環節，使信息化成為工業企業經營管理的常規手段。信息化進程和工業化進程不再相互獨立進行，不再是單方的帶動和促進關系，而是兩者在技術、生產、管理等各個層面相互交融，彼此不可分割，并催生工業電子、工業軟件、工業信息服務業等新產業。“兩化融合”是工業化和信息化發展到一定階段的必然產物。“企業信息化，信息條碼化”是國家“物聯網十二五規劃”中的描述。物聯網在制造業的“兩化融合”可以從四個角度來理解：生產自動化，產品智能化，管理精細化和產業先進化。
鞍鋼股份堿魚圈鋼鐵分公司致力于打造“綠色樣板型鋼鐵企業”，在發展“兩化融合”的道路上進行著積極的探索。公司提出了“積極發展信息化生產力，提升產品開發能力、經營能力、生產制造能力，減員增效，提高公司綜合競爭能力”的工作目標。
2煉焦區域“兩化融合”的必要性和可行性
2.1推進“兩化融合”的必要性
煉焦區域的主要設備包括焦爐、推焦車、攔焦車、熄焦車、裝煤車、煤塔和熄焦塔等。這些設備分散在焦爐的機側、焦側、端臺和爐頂各處且距離較遠，給日常管理檢查、事故調查和控制系統日常檢查維護、故障診斷等各項工作都帶來了很大的制約，影響了工作效率和質量。發展企業信息化、開發“分散控制,集中管理”的煉焦設備管控平臺，成了煉焦生產提質增效的迫切要求。
煉焦區域主要設備如圖1所示。
2.2推進“兩化融合”的可行性
促進信息化和工業化融合，最基礎的傳統技術是基于短距離有線通信的現場總線的各種控制技術，如PLC,DCS,HMI和SCADA等。煉焦區域的焦爐調節系統、焦爐車輛控制系統和濕法熄焦控制系統在設計之初就使用了可編程序控制器技術(PLC)、集散控制系統技術(DCS)、人機交互技術(HMI)和數據采集與監視控制技術(SCADA)。
經過技術升級改造,煤塔控制系統已經由繼電器控制系統升級為PLC控制系統。而且煉焦區域主要控制系統所用的控制器均為西門子S7系列可編程控制器。所以說，煉焦區域的主要控制系統擁有相同的硬件和軟件平臺，其推進“兩化融合”的技術基礎得天獨厚。
3焦爐車輛通信網絡
促進信息化和工業化融合.首先要解決信息通訊的問題。經過對國內先進焦化企業的走訪調研，結合自身設備裝備情況，制定了“在焦爐區域建立基于光纖通訊技術和無線通信技術的通信網絡”的方案。
在焦爐中控室設置了核心交換機和管理計算機;在焦爐各處設置了 8套地面通信基站，與核心交換機采用光纖通信，與焦爐車輛無線網橋采用無線通信;在每臺焦爐車輛安裝了一套無線網橋, 與地面基站采用無線通信,與焦爐車輛控制系統交換機采用超6類屏蔽雙絞線通信。由此建立了基于光纖通信技術和無線通信技術的涵蓋焦爐車輛的通信網絡，如圖2所示。
4焦爐車輛管控平臺
在建立焦爐車輛通信網絡的基礎上，開發了焦爐車輛管控平臺，實現了生產自動化和管理精細化的雙提升。焦爐車輛管控平臺可分為管理平臺和控制平臺兩大部分。
4.1管理平臺
管理平臺的開發應用了人機交互技術(HMI)、 數據采集與監視控制技術(SCADA)O使用了西門子視窗控制中心軟件SIMATIC WinCC (Windows Control Center)o它是自動化與IT系統縱向集成的信息樞紐，具有良好的開放性和靈活性。管理平臺的開發結合了日常管理過程中的管理需要，克服了以往存在的諸多管理難題，實現了管理精細化的提升。
4.1.1 焦爐車輛動態信息集中顯示功能
焦爐車輛動態信息的集中顯示功能，便于管理人員掌握所有焦爐車輛的實時操作信息、報警信息和工作狀態.進而快速高效地實施管理。例如以往對裝煤車順序取煤的管理,需要管理人員到各臺裝煤車去檢查，現在管理人員在中控室即可進行快速準確地檢查。集中顯示界面如圖3所示。
4.1.2 生產組奴功能
生產計劃是生產組織最基本的手段，生產數據統計結果是對生產組織和執行質量的檢驗依據。管理平臺的生產計劃編輯、修改和下發等生產組織功能，可以將生產計劃下發到每臺焦爐車輛，組織操作人員按照計劃要求完成煉焦生產。管理平臺的生產數據統計功能，便于管理人員檢驗生產組織和執行的質量，完善管理行為。生產組織界面如圖4所示。
4.1.3 操作信息和掖警信息的顯示、記錄和查詢功能
此功能不僅可以提供操作信息和報警信息的實時顯示,而且能夠對這些信息進行歸檔記錄,便于開展操作行為的追溯和事故原因的調查。此功能對違章操作行為有著強大的震懾作用，對規范操作行為、杜絕操作事故起到了積極的作用。記錄和查詢界面如圖5所示。
4.2控制平臺
焦爐車輛通信網絡的建立，使焦爐車輛之間、焦爐車輛與中控計算機之間形成了真正意義上的信息化通信。中央控制系統由中控計算機和中控PLC組成，他對所有焦爐車輛實施了全面、統一的協調控制,實現了生產自動化的提升。
4.2.1 焦爐車輛的協調楂制珀能
傳統的焦爐車輛協調控制包括推焦車、攔焦車和熄焦車的推焦聯鎖、推焦車和裝煤車的平煤聯鎖,裝煤車的取蓋聯鎖。結合煉焦生產的實際, 創新性地新增了攔焦車防止導焦柵后退誤操作聯鎖（與推焦車聯鎖）、熄焦車防止走行誤操作聯鎖（與推焦車聯鎖）、焦爐車輛防互撞聯鎖（與相鄰車輛聯鎖）等功能。未來，根據安全生產的需要，將設計更多的聯鎖功能投入使用，推進煉焦生產向更安全、更智能的方向發展，促進煉焦生產提質增效。
4.2.2 焦爐車鋼運程枚障診斷功能
利用西門子STEP7編程軟件實現了焦爐車輛控制系統程序的遠程在線監控。當焦爐車輛發生故障時，技術人員不必到達故障車輛，只需在中控室即可完成故障診斷，并可進行遠程故障處理,贏得寶貴的生產時間。此功能大大縮短了焦爐車輛的故障停機時間，提高了煉焦生產的效率。遠程監控界面如圖6所示。
4.2.3 焦爐車輛控制糸統運程維護功能
利用西門子STEP7編程軟件實現了焦爐車輛控制系統遠程巡檢和程序的上傳、下載、比較、備份等遠程維護功能。以往對13臺焦爐車輛的控制系統進行一次全面巡檢需要6.5 h,現在運用遠程巡檢技術,這個過程僅需20 min。“兩化融合”的應用，大大提高了控制系統維護的工作效率和工作質量?？刂葡到y遠程維護界面如圖7所示。
5 “兩化融合”的發展趨勢
信息化與工業化的融合必將向著更廣泛，更深遠,更智能的方向發展。
5.1向更廣泛的方向發展
未來，信息化與工業化的融合必將更加普及。就煉焦區域而言，必將形成一個涵蓋焦爐調節系統、焦爐車輛控制系統、煤塔控制系統、濕法熄焦控制系統、干熄焦控制系統、篩運焦控制系統等所有控制系統的工廠管控網絡，以高效的信息通訊代替現有低效的信號傳輸方式，促進全區域的協同自動化生產。工廠級管控網絡構想如圖8所示。
5.2 向更深遠的方向發展
借助于局域網技術.必將實現公司范圍內的所有生產環節的信息化管控。借助于互聯網技術，將實現集團公司范圍內所有生產環節的信息化管控。結合智能移動終端技術，坐在家中使用手機實施生產管理、生產操作和設備巡檢已經指日可待。
5.3向更智能的方向發展
信息化技術和自動化技術的發展成熟，必將促進人工操作向遠程操作和無人操作的轉變。隨著“大數據”技術的推廣普及，生產設備的自診斷系統、專家系統也將應運而生。生產設備“給自己看病”已不再是天方夜譚。
6總結
“兩化融合”是工業化和信息化發展到一定階段的必然產物，也是制造業提質增效的迫切要求。在焦爐區域搭建基于無線通信技術的管控平臺，是推進“兩化融合”的一次有益嘗試。不僅在生產自動化和管理精細化方面取得了較大的進步，而且在無線通信技術、光纖通信技術、計算機軟件技術、工業控制技術等多個技術領域學習了豐富的知識，積累了寶貴的經驗，獲得了大量的科研成果。繼續探索實踐，促進煉焦區域信息化與工業化的進一步融合.助力中國制造向“中國智造” 轉型。