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程。依據(jù)設計理念，對現(xiàn)有條件進行升級改造，及新信息化工程的建設情況。
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（以下簡稱燒結(jié)廠）是天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司的二級單位，其主要任務是為高爐提供優(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、酸性球團礦、生石灰等。
燒結(jié)廠現(xiàn)有230 ㎡燒結(jié)機兩臺， 10 ㎡豎爐球團生產(chǎn)線兩套，環(huán)保型600TPD 套筒窯三座。根據(jù)各工序工藝路線及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等差異，又下設8 個主體車間，分別為燒結(jié)車間、豎爐車間、原料車間、成品車間、套筒窯車間、機修車間及自動化儀表工段等。
目前燒結(jié)廠已具備年產(chǎn)450 萬噸燒結(jié)礦、130 萬噸球團礦、60 萬噸生石灰的生產(chǎn)能力、年發(fā)電量10512 萬千瓦·時。
2. 建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)的必要性
燒結(jié)廠生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)是實現(xiàn)優(yōu)化管控、節(jié)能環(huán)保的高效應用平臺。通過前期搭建的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡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)，是一個成熟鋼企的標志。在國內(nèi)率先實施并投入運行的寶鋼、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)濟效益、并積累了比較豐富的運行管理經(jīng)驗。
建設燒結(jié)廠能源調(diào)度中心系統(tǒng)的目的就是要在調(diào)度室這個生產(chǎn)的大腦能得到一切需要的信息，所有車間生產(chǎn)情況一目了然。要害位置生產(chǎn)畫面實時傳送，各車間上位機畫面及生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過OPC 服務器采集后回傳到調(diào)度室，車間人員操作記錄進出要害部門門禁信息隨時可查可控，能源介質(zhì)如水電燃料消耗及儲存情況方便作業(yè)人員和指揮人員安排。
現(xiàn)代化的鋼企需要以下的基礎：
1) 完善燒結(jié)廠核心區(qū)域的生產(chǎn)和辦公網(wǎng)絡
2) 完善燒結(jié)廠各生產(chǎn)車間監(jiān)控系統(tǒng)
3) 完善生產(chǎn)管理信息的采集、存儲、管理和利用；
4) 完善各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，使生產(chǎn)管理具有實時性、及時了解各作業(yè)區(qū)設備的運行狀態(tài)，減少事故對生產(chǎn)造成的影響。
在鋼鐵企業(yè)實現(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)濟的技術(shù)和管理手段。建設燒結(jié)廠生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)能很好地滿足生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的特點，符合燒結(jié)廠強化管理，優(yōu)化流程，節(jié)能減排，降本增效的要求，可使燒結(jié)廠的生產(chǎn)管理水平更上一個新的臺階。
燒結(jié)廠具有作業(yè)區(qū)較多，管理面積大，其運行成本及投入較高。通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)的運行，可以有效提高生產(chǎn)管理效率，及時了解現(xiàn)場情況，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)廠建設的生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)監(jiān)控負責管理：電力、煤氣、氮氣、蒸汽、壓縮空氣、水等各類能源介質(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)管理中心的建立對燒結(jié)廠的節(jié)能降耗和生產(chǎn)管理有重要的作用。
3. 燒結(jié)廠生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)設計定位要求及范圍
3.1 設計定位要求
燒結(jié)廠生產(chǎn)管理中心系統(tǒng)的設計定位是對燒結(jié)廠范圍內(nèi)各車間的生產(chǎn)、設備實施扁平化、系統(tǒng)化的管理，同時增加遠程管理設施對各生產(chǎn)車間實行集中化的監(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)測生產(chǎn)過程重點參數(shù)：燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程中重點的生產(chǎn)參數(shù)和設備的運行狀態(tài)、皮帶秤的瞬時數(shù)據(jù)、累計數(shù)據(jù)、料層厚度、點火溫度等。配電和供電系統(tǒng)：監(jiān)控重點設備的運行狀態(tài)等。能源介質(zhì)：監(jiān)控燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程中風、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)設備系統(tǒng)
對能耗比例較高的生產(chǎn)設備、能源介質(zhì)的轉(zhuǎn)換設備進行運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視、設備故障信息的報警、能耗情況的調(diào)整及管理。
3.2.3 能源計量
對燒結(jié)廠能源介質(zhì)的使用量（累計量）進行采集，進入燒結(jié)廠生產(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. 建設內(nèi)容
項目的建設包括網(wǎng)絡設計鋪設、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理軟件的開發(fā)和燒結(jié)生產(chǎn)管理中心建設四部分
4.1 網(wǎng)絡設計和鋪設
在現(xiàn)代的生產(chǎn)中，辦公網(wǎng)絡中需要大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，尤其是上有ERP 和MES 的企業(yè)，兩種網(wǎng)絡的關(guān)聯(lián)性較高，因此我們需要在提高網(wǎng)絡的安全性和可靠性，對燒結(jié)車間、豎爐車間、原料車間、套筒窯車間的生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)為主，并將各區(qū)域網(wǎng)絡通過VLAN 劃分進行隔離。需要進行聯(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DLT645-2007 規(guī)約通過RS-485采集智能電表進行數(shù)據(jù)采集，通過以太網(wǎng)并入生產(chǎn)網(wǎng)中。新增網(wǎng)絡視施工難度采取光纖或無線以太網(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，呈星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)信息中心配置一臺三層交換機，對各個生產(chǎn)單元之間進行邏輯隔離，策略和路由設置。每個車間都增加一臺交換機，作為各車間所在區(qū)域的網(wǎng)絡匯聚節(jié)點，數(shù)據(jù)和應用服務器置于生產(chǎn)網(wǎng)絡中，生產(chǎn)網(wǎng)絡與工作網(wǎng)絡間通過防火墻進行隔離。
4.2 數(shù)據(jù)采集設計
通過對現(xiàn)場的調(diào)研，生產(chǎn)管理中心的服務器對生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)的采集方式分成兩種：一是對接入現(xiàn)有生產(chǎn)網(wǎng)的控制器內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過程序?qū)崿F(xiàn)自動采集；二是對于目前沒有條件進行采集的數(shù)據(jù)，比如配比變更、化驗結(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。
當前沒有計量儀表的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，本項目不對其進行檢測儀表安裝采集的改造，燒結(jié)廠根據(jù)生產(chǎn)計量的需要進行改造，本系統(tǒng)提供對新增檢測點的軟件接口。
4.3 應用軟件設計
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)營管理與生產(chǎn)控制的解決方案，本著謹慎投資，分布推進的原則，本項目的設計范圍包括生產(chǎn)設備管理、生產(chǎn)管理、安全管理三個功能模塊和燒結(jié)二車間、原料車間、豎爐車間等車間配置模塊。
4.4 生產(chǎn)管理中心建設設計
生產(chǎn)管理中心是未來燒結(jié)廠生產(chǎn)、調(diào)度、能源、設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)等基礎設施。燒結(jié)廠原無生產(chǎn)能源管理中心，本次改造利用現(xiàn)有燒結(jié)廠調(diào)度中心位置進行改造，配置相關(guān)設備。
5. 燒結(jié)廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)的經(jīng)濟效益
該系統(tǒng)的效益主要包括直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和間接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益兩大部分。估算時參照了同類企業(yè)的效益變化測算。
1) 減少高爐煤氣的消耗
經(jīng)測算，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 個百分點；對于煤氣消耗相對較高的老企業(yè),能源管理中心系統(tǒng)的建設煤氣消耗下降的貢獻更高。
2) 燒結(jié)生產(chǎn)管理系統(tǒng)節(jié)能量計算；
燒結(jié)廠建立生產(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 萬噸燒結(jié)礦計算，回收利用能源的折算成標煤約0.86 萬噸標煤，經(jīng)濟效益約為186 萬元。
參 考 文 獻：
[1]現(xiàn)代企業(yè)實施財務管理信息化需要解決的問題[J]. 招建平. 財經(jīng)界.2017(09)45-46.