• 1
  • 2
  • 3
冶金材料设备网 对标系统
最新公告：
您当前的位置 : 首页 > 钢厂频道 > 生产管理 > 冶金自动化
宣钢炼钢厂生产数据系统的设计与实现
发表时间:[2007-09-27]  作者:本站  编辑录入:本站  点击数：7057
 
1 前言
　 宣钢炼钢厂建有80t顶底复吹转炉两座，90tLF精炼炉一座，8机8流小方坯连铸机两台，并配套混铁炉、脱硫站和吹氩站。主体设备基本上是国内厂家承担制作，控制系统主要选用美国Rockwell公司A—B品牌。整个混铁炉一脱硫一转炉一精炼一吹氩一连铸一红坯热送的工艺参数检测、指示、报警、记录及调节功能均由PLC系统完成。在此基础上，建立起以Microsoft SQLServer2000为数据库平台的生产过程数据系统，在生产现场各重要操作站点和调度指挥中心安装了终端，以便于各个工序之间信息共享，同时将数据信息通过网关连接到全厂各车间部室的管理级局域网为厂级领导的决策和事故判定提供依据。
2 基础自动化状况为生产数据系统的设计与实现提供了良好的前提
　 80吨转炉系统主要采用了美国Rockwell公司A—B品牌新一代控制器Controllogix系列PLC，完成从混铁炉进铁、烘烤、出铁，喷吹镁粉脱硫，转炉兑铁、加料、吹氧，炉外精炼、钢包吹氩，连铸机拉坯、切割，最后红坯热送至小型轧钢厂的一系列生产过程的监测和控制。系统采用Rockwell的三级网络，上层为以太网(EntherNet)，实现各工序系统间的数据交换；中间为控制网(ControlNet)，负责PLC与各种仪表和阀门以及PLC与PLC之间的系统通信；底层是设备网(DeviceNet)，完成对支持现场总线DeviceNet设备，如变频器的控制和运行参数读取。Rock-well的软件种类齐全，功能强大，应用灵活，可以通过各种方式，如利用上位监控软件RSView32内嵌的VBA，通过直接读取通讯软件RSLinx提供的OPC服务，或使用他们提供的RSSQL软件等，很方便地把连接到PLC的各种设备运行状态信息读入到数据库中。同时，建立起连接星型拓扑结构的100M以太网，主干为光纤，交换机与集线器、集线器与用户计算机采用五类双绞线连接，使桌面带宽达100M。整个生产现场的控制网络通过网关服务器与厂内管理网络连接。
3 炼钢工艺过程为生产数据系统的设计与实现提出要求
　 钢铁企业的工艺过程，决定了其信息环境有其自身的特点：
　 (1)分布性。地理位置分散和企业部门划分，造成信息分布较离散，而在获取本地信息的同时，又希望了解其它部门或单位的信息，必然要求采用分布式的计算机网络系统。
　 (2)实时性。生产设备控制信息必须满足实时性，生产组织也是按照时间来缜密组织。一旦其中一个环节出了问题，势必影响下一环节的顺利进行，造成生产事故。
　 (3)可靠性。要求系统具有较高的诊断和容错功能，一方面避免传递错误信息，另一方面在出现错误时要有较强的恢复能力。
　 (4)自治性。各控制系统和管理系统在集成运行的前提下，还必须保证各自独立运行能力，避免局部错误影响整个系统。
4 生产数据系统的设计与实现
　 经过多方位的调研，我们将系统功能初设如下：
　 硬件上，在各个工艺点安装数据采集服务器，用于PLC数据的采集，并用作数据查询的终端，实现一机多能，以降低成本，充分利用资源。数据库服务器采用DELL品牌POWER-EDGE2600部门级服务器，以Microsoft WINDOWS2000+Microsoft SQL Server2000为数据库平台，完成实时数据和历史数据的存储工作。
　 软件上，后台数据采集使用ROCKWELL软件RSSQL，前台界面用DELPHl7.0，主要用于实现从混铁炉出铁、脱硫站铁水预处理、转炉吹炼、LF精炼炉二次冶炼、吹氩均匀成分和连铸拉坯等一系列工艺流程的实时监控显示，以及按日、按班次查询，如吹氧时间、出钢温度、精炼后成份、回收煤气量等等，并提供报表功能。
　 在数据库的访问上，采用了客户/服务器模式。客户/服务器(C/S)结构是现行企业信息网络的优选结构体系。首先，在相同的性能需求下可以使整个计算机系统的投资大幅降低；其次，它具有很好的开放性、兼容性和容错能力，并且易于功能和用户的扩充。C/S结构体系实现了分布式协作处理业务。客户机可以分布设置在企业的各个部门，分别进行各自的业务处理，而且具有协作处理和计算的环境，发挥各自特长相互协作运行，实现有效的管控一体化管理。
　 为了进一步加强现场过程的监测与控制，更好的跟踪总结和技术分析，特建立以称量流、温度流、分析流为主的数据库。
　 计量流：主要记录转炉加入铁水、废钢，吹炼过程中石灰、轻烧、改质剂、镁球、球团、萤石等散状料以及整个过程中加入的合金料，吹氧时间、吹氧量，出钢时间、钢水量，这包钢在连铸机上的开浇时间、停浇时间，总共的拉坯长度、铸坯支数等等。
　 温度流：主要记录转炉的兑铁时的铁水温度，吹炼过程中一次倒炉的钢水温度、出钢温度，在吹氩站上的进站、出站温度，这包钢在连铸机上浇铸时的大包、中包温度等等。
　 分析流：利用现有的以太网，将技术中心驻炼钢厂80t转炉的化验室两台光谱分析仪和一台碳硫分析仪的化验数据，利用DELPHl7.0进行实时采集，对铁水、吹炼一次倒炉、出钢、氩前、氩后钢水，以及成品的成份读取并存入数据库。
　 通过实现对每一炉钢数据的完整保存，这样无论是管理人员还是操作人员，只要打开该数据库，就可以全面了解有关信息，这样既减少了工艺监督人员的工作量，又为技术分析与考核提供了可靠的数据支持。
　 炼钢厂各单位目前基本已配置微机，但都是单机使用，尤其是生产、技术、机动等部门不能实现数据、设备资源共享，资源利用率、运营效率比较低，无法实现有效的管理。
　 为了进一步实现各项生产管理工作的科学化、规范化，我们充分利用炼钢厂现有的计算资源，使用光纤和双绞线将1#转炉、2#转炉、4#连铸机、5#连铸机、一次除尘风机、热力间、视频监视、生产数据服务器等控制网操作站点的统一管理以及与厂长办公楼的管理网的连接，为厂领导的经营决策和事故监督提供及时准确的信息。
5 对生产数据系统的展望
　 随着计算机技术的发展，钢铁企业所追求的不仅仅是一个生产工序自动化水平的提高，而是整体管控一体化综合自动化水平的提高。管控一体化是实现企业综合自动化的必然要求，它能对生产过程中的信息进行有效的控制和协调，提高决策和管理水平，实现生产过程优化和更先进的控制，从而提高产品质量、增加产量、降低成本，增强企业的市场竞争能力。这就要求从产品的订单到销售，应该全线实现计算机控制和管理，从基础自动化过程控制系统的三电一体(电控、仪表、计算机)到MES(制造执行系统)再到ERP(企业资源计划)，实现企业的整体优化。