安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

谷 莉 韓志海 張柳豐 鄭一暢 張楊冰

（1.安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司； 2. 安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司）

0 引言

鋼鐵生產(chǎn)是一個(gè)多工序的連續(xù)作業(yè)過(guò)程，物流、動(dòng)力介質(zhì)、設(shè)備保障共同形成了鋼鐵生產(chǎn)的三大保供體系。而物流活動(dòng)的絕大部分則集中在燒結(jié)、球團(tuán)、煉焦、煉鐵等鐵前工序中，因此，鐵前生產(chǎn)中的物流管理對(duì)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)組織是至關(guān)重要的。安鋼集團(tuán)為了推進(jìn)“綠色、高效、高質(zhì)量”發(fā)展，以5 000 m3級(jí)高爐為核心新增了500 m2燒結(jié)機(jī)、9 m干熄焦等許多產(chǎn)線，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大了許多倍，物料系統(tǒng)也經(jīng)過(guò)了多次改造。產(chǎn)能的提高和物料品種的增多，使得鐵前系統(tǒng)生產(chǎn)工藝線路繁雜而無(wú)序，原料供應(yīng)鏈的生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊。為了更好地組織生產(chǎn)，使生產(chǎn)系統(tǒng)的物料走向更加明晰，實(shí)現(xiàn)鐵前降本增效，安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)項(xiàng)目的建設(shè)勢(shì)在必行。該項(xiàng)目可實(shí)時(shí)監(jiān)視鐵前焦炭、礦石等原料的物流流程，可進(jìn)行鐵前各產(chǎn)線生產(chǎn)工藝報(bào)表數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和導(dǎo)出，完成了鐵前物料崗位整合，最終實(shí)現(xiàn)了鐵前物流生產(chǎn)和調(diào)度的信息化管理。

1 存在的問(wèn)題及分析

鐵前物流生產(chǎn)現(xiàn)有管理模式由于缺少網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息化手段強(qiáng)有力的支撐，資源的配置方式和數(shù)據(jù)的采集處理不具備科學(xué)合理的受控條件，存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）工作效率低，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)。鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)就是大量大宗原燃料消耗的過(guò)程，每年的大宗原燃料消耗均以千萬(wàn)噸級(jí)計(jì)量，正常的原燃料庫(kù)存也在百萬(wàn)噸以上。傳統(tǒng)的調(diào)度方式需要操作人員依靠通訊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度，工作效率低，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，同時(shí)，由于沒(méi)有有效的監(jiān)控手段，調(diào)度人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況不能實(shí)時(shí)掌握，嚴(yán)重影響工作效率，直接導(dǎo)致物流效率下降。

（2）不能有效杜絕人為誤操作、誤報(bào)現(xiàn)象。采用傳統(tǒng)的人工調(diào)度方式，分廠及生產(chǎn)車(chē)間需要從產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、環(huán)保等多方面進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，在沒(méi)有信息化系統(tǒng)支撐和其他技術(shù)干預(yù)的前提下，極易產(chǎn)生誤操作、誤報(bào)現(xiàn)象，直接造成物料供給混亂，生產(chǎn)產(chǎn)量、質(zhì)量、成本等無(wú)法真實(shí)核算，從而給生產(chǎn)管理造成嚴(yán)重影響。由于原料種類(lèi)繁多，供給線路復(fù)雜，易造成基礎(chǔ)管理薄弱。一旦出現(xiàn)人為誤操作事件，由于沒(méi)有及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐，很難對(duì)事件進(jìn)行追溯和調(diào)查，從而對(duì)企業(yè)的資源造成極大浪費(fèi)。

（3）從原料場(chǎng)到皮帶運(yùn)輸，再到原料消耗，缺少統(tǒng)一信息管理平臺(tái)。在鐵前生產(chǎn)中，原料供應(yīng)鏈較長(zhǎng)，生產(chǎn)場(chǎng)地和運(yùn)輸皮帶分屬不同車(chē)間和部門(mén)管理，導(dǎo)致各系統(tǒng)信息不能共享和及時(shí)傳遞。一方面，由于缺少實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，在當(dāng)下快速生產(chǎn)節(jié)奏下不能實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的管理；另一方面，沒(méi)有數(shù)據(jù)記錄可以對(duì)指令的下達(dá)、接收是否正常，生產(chǎn)操作的及時(shí)、規(guī)范與否等問(wèn)題進(jìn)行有效的判斷，導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。一旦發(fā)生生產(chǎn)事故，無(wú)法還原故障時(shí)各生產(chǎn)參數(shù)，難以判斷事故的原因和責(zé)任方。

（4）不能全面監(jiān)視鐵前物流的實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況。目前，鐵前生產(chǎn)物流信息的數(shù)據(jù)分布在公司20多套工控系統(tǒng)和相關(guān)信息化系統(tǒng)中，上下游崗位和管理崗位不能及時(shí)、全面了解生產(chǎn)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，難以根據(jù)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)模式。同時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理生產(chǎn)鏈上的突發(fā)故障和潛在故障，會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題惡化，造成更嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

2 系統(tǒng)概述

安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)能夠很好的解決鐵前原料生產(chǎn)管理現(xiàn)存的諸多問(wèn)題。首先，建立一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，打通各個(gè)PLC系統(tǒng)之間的通訊，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備之間的聯(lián)鎖與應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)信息共享。其次，通過(guò)已有的信息化網(wǎng)絡(luò)建立二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，讀取物料生產(chǎn)、輸送、消耗等各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，基于PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)完成關(guān)鍵生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和報(bào)表的自動(dòng)生成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理指令的傳遞和信息的網(wǎng)絡(luò)化共享、無(wú)紙化辦公，為鐵前原料生產(chǎn)管理水平的整體提高提供先進(jìn)的技術(shù)支撐，保證企業(yè)鐵前生產(chǎn)管理工作能夠規(guī)范、高效地執(zhí)行。

有了實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的支持，管理部門(mén)和生產(chǎn)崗位就可以掌握原料的進(jìn)廠、庫(kù)存、皮帶運(yùn)輸、消耗等信息的實(shí)時(shí)變化情況。利用這些數(shù)據(jù)畫(huà)面和相關(guān)主題報(bào)表，企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度管理人員可以全面實(shí)時(shí)監(jiān)視物料的移動(dòng)過(guò)程，生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)可以分析生產(chǎn)狀況，設(shè)備管理人員分析設(shè)備的運(yùn)行情況。系統(tǒng)的實(shí)施能真正為企業(yè)創(chuàng)造效益，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理的最終目標(biāo)和企業(yè)效益最大化。

3 系統(tǒng)功能

為滿足物料輸送環(huán)節(jié)中信息傳遞和數(shù)據(jù)共享要求，需要在完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)相應(yīng)信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)監(jiān)視數(shù)據(jù)畫(huà)面的發(fā)布，管理信息的傳遞、數(shù)據(jù)報(bào)表的查詢(xún)和導(dǎo)出。

3.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)了整個(gè)物料系統(tǒng)各個(gè)料線的運(yùn)行過(guò)程的顯示，可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)控上料的物料種類(lèi)、上料的運(yùn)輸路線以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況。

3.2 全區(qū)域管控

系統(tǒng)投運(yùn)后，不但可以在集中操作室實(shí)時(shí)顯示料線運(yùn)行情況，也可以在各個(gè)分廠調(diào)度、總調(diào)、廠長(zhǎng)以及經(jīng)理辦公室實(shí)時(shí)顯示料線運(yùn)行情況，為操作人員清晰展示了物料路徑，避免了誤操作，使管理人員能夠精準(zhǔn)的把控好現(xiàn)場(chǎng)情況并做出正確的決策。

3.3 故障報(bào)警

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中故障的報(bào)警、發(fā)布功能，加快了設(shè)備故障的處理過(guò)程，避免了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.4 事件可追溯

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了操作命令的權(quán)限管理、日志記錄、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能，加強(qiáng)了事件的可追溯性，便于查找問(wèn)題原因并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，防止舞弊，堵塞管理漏洞，節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本。

3.5 數(shù)據(jù)報(bào)表

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的上料統(tǒng)計(jì)功能，可以分別按照不同料種或不同高爐進(jìn)行上料統(tǒng)計(jì)，形成班產(chǎn)、日產(chǎn)、月產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表，并能以EXCEL格式或PDF格式導(dǎo)出報(bào)表。

3.6 數(shù)據(jù)管理

加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供上料的真實(shí)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，避免了人為作弊行為。

3.7 優(yōu)化配比

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各種配料的優(yōu)化配置，提高了配料精確比，提升了焦炭、燒結(jié)、生鐵的產(chǎn)品質(zhì)量。

3.8 管理效益提升

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與信息化的高度融合，提高了管理效益，提升了企業(yè)形象。

4 實(shí)施難點(diǎn)

4.1 數(shù)據(jù)采集

（1）現(xiàn)有設(shè)備種類(lèi)繁雜，數(shù)據(jù)接口和通訊方式差異較大，為設(shè)備的數(shù)據(jù)采集增加了難度。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)分布區(qū)域較廣，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)設(shè)備安裝和網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)造成了一定影響。

（2）生產(chǎn)實(shí)時(shí)運(yùn)行，不能影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，實(shí)施難度較大，周期較長(zhǎng)。

4.2 PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

公司PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)08年上線，服務(wù)器性能已不能支持系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。同時(shí)，PI系統(tǒng)采集組件和發(fā)布控件版本過(guò)低，和公司主流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和瀏覽器不兼容，影響使用。目前，PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)最新版本功能和結(jié)構(gòu)上有了較大的改變，一旦實(shí)現(xiàn)升級(jí)，需要重新學(xué)習(xí)維護(hù)和開(kāi)發(fā)技能。

4.3 數(shù)據(jù)安全性

系統(tǒng)的安全管理為每一個(gè)使用者分配不同的管理職責(zé)和管理權(quán)限。鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)內(nèi)包含大量安鋼的生產(chǎn)工藝信息，需對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性進(jìn)行嚴(yán)格管理和權(quán)限分配。

4.4 業(yè)務(wù)流程與管理理念相結(jié)合

安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)是一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)密切結(jié)合的綜合性系統(tǒng)，是對(duì)現(xiàn)有工作模式的規(guī)范與統(tǒng)一，需要依據(jù)設(shè)定好的工作流程進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行需要現(xiàn)場(chǎng)工藝、管理人員的密切配合。系統(tǒng)的功能最終是服務(wù)于生產(chǎn)管理的，系統(tǒng)運(yùn)行后仍需要結(jié)合管理需求不斷調(diào)整、優(yōu)化，這個(gè)過(guò)程應(yīng)該是長(zhǎng)期的、連續(xù)的。

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)把“以物流為導(dǎo)向”、“以物料為中心”、“以集中管控為抓手”作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)物料從原料場(chǎng)到高爐的整個(gè)生命周期的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)物料跟蹤管理，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、提升配料精確比、加強(qiáng)數(shù)據(jù)管控等各種功能，為企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏、平衡物流、減少余料、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本提供管理平臺(tái)和決策支持。

該系統(tǒng)的實(shí)施運(yùn)用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，依次進(jìn)行了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)，將業(yè)務(wù)流程與管理理念相結(jié)合，為鐵前物料運(yùn)輸打造了一個(gè)集信息化、自動(dòng)化為一體的數(shù)字化平臺(tái)。

5.1 組建一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

各單位各生產(chǎn)區(qū)域的控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，類(lèi)型各不相同，在盡量確保原生產(chǎn)控制系統(tǒng)不變的情況下，構(gòu)建一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。宗旨是重新敷設(shè)各控制系統(tǒng)之間的光纜，組建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要求接入各區(qū)域的調(diào)度、各分廠的部分管理科室以及各區(qū)域控制系統(tǒng)的操作崗位。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置盡量合理，確保今后可能新增的控制系統(tǒng)接入，并保有一定的余量?；揪W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5.2 重新整理、修改原生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)地址

因?yàn)樵a(chǎn)控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，且僅為一個(gè)生產(chǎn)單點(diǎn)服務(wù)，所以其網(wǎng)絡(luò)地址可能設(shè)置重復(fù)。因此，需要根據(jù)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，重新合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)地址，設(shè)置路由或網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行修改和確認(rèn)，在進(jìn)行地址修改時(shí)，必須在檢修時(shí)段完成，確保修改后的系統(tǒng)能夠迅速投入生產(chǎn)，以免影響正常的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)置應(yīng)考慮今后的擴(kuò)展余量。

5.3 特殊生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造

原生產(chǎn)控制系統(tǒng)的PLC類(lèi)型各異，在鐵前的物料系統(tǒng)PLC中，主要有DP通訊、MODBUS通訊、工業(yè)以太網(wǎng)通訊等方式。根據(jù)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用工業(yè)以太網(wǎng)方式進(jìn)行，因此，需要將原控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的通訊轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行必要的程序編制、改造等工作，以最終實(shí)現(xiàn)各PLC系統(tǒng)能夠接入此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并為相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存取打下基礎(chǔ)。但因西門(mén)子、施耐德PLC設(shè)備的工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議不同，所以該系統(tǒng)采用施耐德的modbus TCP協(xié)議進(jìn)行上層的通訊，針對(duì)不同的通訊協(xié)議，增加相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

5.4 逐步接入各個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)架構(gòu)搭接完成后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)各層路由器及網(wǎng)關(guān)設(shè)備的配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全性配置，同時(shí)逐步接入各個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)控制系統(tǒng)PLC接入，需要按照底層交換機(jī)的區(qū)域，按照交換機(jī)聯(lián)接區(qū)域逐個(gè)接入。同時(shí)，接入一個(gè)系統(tǒng)后，便進(jìn)行上層管理PLC系統(tǒng)的通訊實(shí)驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)通訊正常，輸入輸出設(shè)備傳輸正常，然后再進(jìn)行下一個(gè)區(qū)域的控制系統(tǒng)的接入，接入不能影響正常的生產(chǎn)進(jìn)行，確保安全可靠。

5.5 平臺(tái)搭建

依托公司現(xiàn)有信息化網(wǎng)絡(luò)配置覆蓋鐵區(qū)原料區(qū)域的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。在鐵前區(qū)域分區(qū)域設(shè)立采集站，設(shè)置采集接口機(jī)。各站點(diǎn)分別新增一臺(tái)信息化交換機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)情況敷設(shè)線纜與信息化主干網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及設(shè)備工藝狀態(tài)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容施工主要以室內(nèi)布線為主，軟、硬件平臺(tái)搭建主要包括：

（1）設(shè)備通過(guò)串口、并口、RJ45網(wǎng)口、USB等數(shù)據(jù)接口連接至數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)；（2）架設(shè)數(shù)據(jù)采集、服務(wù)應(yīng)用和PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，PI數(shù)據(jù)服務(wù)器采取雙機(jī)熱備策略；（3）數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)根據(jù)物理位置的不同接入不同的數(shù)據(jù)采集接口機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況架設(shè)交換機(jī)、網(wǎng)線等設(shè)備；（4）服務(wù)器采用Windows Server 2012操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用ORACLE 11G；（5）對(duì)公司現(xiàn)有PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行版本升級(jí)。

5.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

質(zhì)量處實(shí)驗(yàn)室需要對(duì)煤、焦炭、焦化產(chǎn)品、粉、金屬礦石合金及產(chǎn)成品等進(jìn)行多項(xiàng)質(zhì)檢，涉及多種不同型號(hào)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，建設(shè)工作具有較高的復(fù)雜性。

5.6.1 采集范圍

目前，安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)公司的生產(chǎn)用含鐵物料分類(lèi)主要為球團(tuán)、塊礦、勻礦及各單品種礦等。這些生產(chǎn)物料均來(lái)自第一、第二原料場(chǎng)的翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)。來(lái)自翻車(chē)機(jī)的球團(tuán)、塊礦，經(jīng)過(guò)各級(jí)皮帶運(yùn)輸至高爐系統(tǒng)；各單品種礦經(jīng)過(guò)一次料場(chǎng)堆放，二次料場(chǎng)混勻，或直接經(jīng)二次料場(chǎng)堆放，取至八大罐混料，再經(jīng)過(guò)各級(jí)皮帶運(yùn)輸至各臺(tái)燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出燒結(jié)礦后經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)輸至各高爐系統(tǒng)。

在以上的生產(chǎn)工藝過(guò)程中，涉及到的生產(chǎn)設(shè)備種類(lèi)有上千種幾萬(wàn)臺(tái)套，涉及到運(yùn)輸部及煉鐵兩個(gè)分廠三個(gè)區(qū)域，而且各生產(chǎn)部門(mén)的生產(chǎn)基礎(chǔ)自動(dòng)化程度不同，涉及的設(shè)備有手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制、全自動(dòng)控制，涉及到的生產(chǎn)控制系統(tǒng)種類(lèi)有西門(mén)子系統(tǒng)、施耐德系統(tǒng)、其他專(zhuān)有小系統(tǒng)。

5.6.2 通訊方式

根據(jù)設(shè)備類(lèi)型，采用OPC或MODBUS實(shí)現(xiàn)采集不同設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器功能。設(shè)備通訊架構(gòu)如圖2所示。

圖2 設(shè)備通訊架構(gòu)

5.7 PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在生產(chǎn)控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)之間起著一個(gè)數(shù)據(jù)橋梁的作用。該系統(tǒng)具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和完整性能力，同時(shí)支持歷史數(shù)據(jù)處理分析、過(guò)程優(yōu)化、先進(jìn)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)和其它復(fù)雜的計(jì)算功能。

由于生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連，項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、實(shí)施和投用的各個(gè)階段都將確保生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，該系統(tǒng)具有很高的運(yùn)行安全性、數(shù)據(jù)安全性、技術(shù)先進(jìn)性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)充性、開(kāi)放性和平滑升級(jí)性等特點(diǎn)。

5.8 PI實(shí)時(shí)畫(huà)面開(kāi)發(fā)

根據(jù)管理需求，基于PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)鐵前物料生產(chǎn)流程畫(huà)面和報(bào)表?？偙O(jiān)控畫(huà)面可按品種或按高爐進(jìn)行劃分，包含從原料配料、輸送和消耗所有工序流程的畫(huà)面和報(bào)表。畫(huà)面的繪制參考現(xiàn)場(chǎng)工藝畫(huà)面，兼顧管理崗位和生產(chǎn)崗位的不同需求，重點(diǎn)突出。畫(huà)面展示了配料信息、皮帶運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、皮帶走向、皮帶秤數(shù)據(jù)、下料信息和設(shè)備工藝參數(shù)。

5.8.1 畫(huà)面開(kāi)發(fā)流程

PI實(shí)時(shí)畫(huà)面的開(kāi)發(fā)步驟如下：

（1）需求分析，收集料線走向和畫(huà)面需要顯示的變量。

（2）按照品種和高爐的不同劃分，進(jìn)行料線的匯總和確認(rèn)。

（3）核對(duì)設(shè)備點(diǎn)號(hào)和皮帶秤信息。

（4）按照工藝流程和料線匯總走向，使用PI ProcessBook軟件制作靜態(tài)畫(huà)面。

（5）數(shù)據(jù)冗余服務(wù)器上制作Citect工控畫(huà)面，配置冗余通訊，采集13套PLC中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

（6）PI接口機(jī)進(jìn)行配置，采集數(shù)據(jù)服務(wù)器上Citect工控畫(huà)面中的數(shù)據(jù)到PI服務(wù)器。

（7）根據(jù)PI服務(wù)器采集的數(shù)據(jù)，定義畫(huà)面變量。

（8）畫(huà)面連接PI服務(wù)器中設(shè)備狀態(tài)和故障顯示的相應(yīng)變量。

5.8.2 主要監(jiān)控畫(huà)面

（1）按高爐劃分。登錄安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)，點(diǎn)擊系統(tǒng)界面左側(cè)導(dǎo)航欄的按高爐劃分，分為1#高爐系統(tǒng)、2#高爐系統(tǒng)、3#高爐系統(tǒng)。其中3#高爐系統(tǒng)的礦石焦炭上料系統(tǒng)畫(huà)面如圖3所示。

圖3 3#高爐礦石焦炭上料系統(tǒng)畫(huà)面

（2）按品種劃分。登錄安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)，點(diǎn)擊系統(tǒng)界面左側(cè)導(dǎo)航欄的按品種劃分，分為礦石系統(tǒng)、焦炭系統(tǒng)、燒結(jié)系統(tǒng)。

5.9 數(shù)據(jù)發(fā)布

實(shí)時(shí)畫(huà)面和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)工藝日?qǐng)?bào)表的生成和打印，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，均可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布。采用BS架構(gòu)，通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、指令錄入和畫(huà)面查看等功能。

系統(tǒng)采用基于Silverlight 5.0的開(kāi)發(fā)技術(shù)，使用C#作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,Visual Studio 2010作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用B/S結(jié)構(gòu)，具有軟件部署快捷、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

6 應(yīng)用效果

安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)已穩(wěn)定投運(yùn)三年，該系統(tǒng)將信息化、自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了崗位集中操作和物料信息、重量信息的實(shí)時(shí)采集記錄，有效地增強(qiáng)了原燃料物流的可控性，報(bào)表系統(tǒng)的自動(dòng)生成杜絕了人工操作的弊端。通過(guò)信息化手段達(dá)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確共享，改變現(xiàn)有的工作模式和管理方式，使整個(gè)供料過(guò)程可追溯，實(shí)現(xiàn)了減員增效，改善了工作環(huán)境，提升了工作效率和管理水平，為公司創(chuàng)效做出了積極的貢獻(xiàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

安鋼鐵前生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，技術(shù)先進(jìn)，信息共享，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為公司“兩化”融合起到了極大的推動(dòng)作用，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，具有廣闊的市場(chǎng)推廣前景。