炼钢生产过程物流自动跟踪系统研讨.docx

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炼钢生产过程物流自动跟踪系统

石家庄市博科测控技术有限公司
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目 录
一、引言 3
二、指导思想 4
三、系统目标 4
四、系统的适用场合 5
五、新一代炼钢物流跟踪系统的特点 5
六、系统功能 5
七、天车物料跟踪系统构成 7
八、系统软件硬件配置 7

一、引言
（一）加强成本管理和综合调度是钢铁行业生存发展的必然要求
     当前的市场竞争中，价格因素已经成为产品竞争力的重要因素。总体而言，钢铁产品已经由过去供不应求转变成供大于求，产品利润已经大大摊薄。钢铁企业必须在保证产品质量与交货期的同时，加强成本管理，使产品在价格较低的情况下仍然可以获取适当的利润。
      为此应对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成单元整合和系统优化，在生产过程层（而不是管理层）进行物料平衡，安排生产计划，实施调度、排产及优化。进而对生产过程的物料流，能量流，质量流和数据流统一监控，对此四大要素进行完全监测、分析、控制和优化。
     这四大要素中, 由于炼钢行业的自动化基础好,计量分析设备配置比较完善,能量流,质量流和数据流的监测比较完备,但对于物料流,由于其流动形态的特殊性和复杂性,各企业的监控效果总存在一些大大小小的问题.
（二）炼钢过程物料数据采集的现状
由于各企业的自动化和信息化水平差距较大，所以对物流数据的采集方法也各不相同，大致可分为下面几种情况：
1、缺乏基本的物料计量手段,天车称,地面称等配置不完善,获取的重量数据不完整,只好采用“倒推法”，即按照铸坯产量，考虑过程回废和理论消耗，推算出钢水产量。此方法只能进宏观的成本核算，在冶炼、连铸及班组间建立不起严格的买卖关系，工序成本核算出现盲区。
2、物料计量手段比较完善,可以用人工抄表的方法取得现场数据,再交给统计人员计算产量和各种消耗. 这种方法存在人为误差并且实时性差,推算出的旬钢铁料消耗误差较大，说明不了工序间存在的矛盾和问题，不能按炉号实时了解物流和过程数据，不利于调度有效迅速组织生产。
3、不但有完善的计量手段,而且三级计算机网的各种功能相当完惫,更有一些大型企业花巨资建造了常规的物流系统或MES系统.该系统应用于炼钢生产,重点之一是炉次物料的跟踪管理. 因为炼钢生产过程的物料流动主要是通过天车实现的，只有对天车的行为进行跟踪和辨识才能准确掌握物料的流动, 虽然常规的物流系统或MES系统软件功能极强,但缺乏对天车的行为进行跟踪和辨识的手段,所以对炼钢过程物料数据的跟踪还必需由人参与实现.例如一个钢水重包由转炉运往连铸机时,只有当铸机的操作人员识别了回转台上的包号并在计算机上按确认键后,与该包相关的炉号等数据才能传递到位.这种方法仍然不能摆脱人为误差和时间滞后的问题.例如某钢厂新上的系统为了解决钢水跟踪问题,要求天车工,每吊起或放下一次参与计量的钢包,必须按按钮确认该次操作才能采集该次物料数据.这么原始的人工操作,显然是对身价几千万,风靡国内外的常规的物流系统或MES系统的嘲讽.
针对我国炼钢行业物料数据采集的现状,我们开发了突出实用性,适合我国国情的炼钢生产过程物流自动跟踪系统.
二、指导思想
炼钢生产的目的是把铁水加工成钢,能源及质量数据都是为物流服务的.所以,伴随炼钢生产过程的四大要素中,物料流是核心,首先解决物料流的自动跟踪,然后以物料流为主线组织能源流和质量流及数据流.
三、系统目标
采用可靠的天车称重技术、无线数传技术、精确定位跟踪技术对炼钢生产的所有炉次进行称重,和去向跟踪,达到主要物料流的自动跟踪,并按炉号组织生产过程数据，实现：
1、各转炉分班次的无人干预的全程炉号传递和铁水、废钢、合金料重量值溯源。
2、各铸机分班次的无人干预的全程炉号传递、钢种传递和钢渣重量量值溯源。
3、实现各个炼钢组与转炉与铸机间钢水买卖关系。
4、对转炉和铸机的生产过程数据按炉号采集和统计；以物流数据为主线重新组织数据，全面反映每一炉的生产状况。
5、自动跟踪统计包龄，辅助包龄考核。
6、同时辅助调度实时监控物流、优化生产调度指挥。

四、系统的适用场合
1、企业没上常规的物流或MES系统. 全面实现物流和过程数据自动跟踪强化生产过程监控和优化调度指挥.
2、企业已投运常规的物流或MES系统.只解决以天车为运载工具的物料自动跟踪问题
3、企业已投运常规的物流或MES系统. 只解决为优化调度指挥服务的天车行为自动识别问题.
4、只解决单项问题. 例如为降低炼钢成本延长钢包包龄,只对包龄进行自动跟踪监控.
五、新一代炼钢物流跟踪系统的特点
1、采用特有定位识别技术，密集布置位置检测点，全程跟踪天车行为。
2、建造新的推理机制，克服钢包规格不一，龙门钩重量不一，和一些不规范操作带来的问题。
3、采用点对点通讯方式进行数据通讯，每部天车各自对应一个地面接收装置，数据传输速度快，不丢失特征值。
4、计算机画面模拟动态再现现场各种设备运转状况，使系统不但具有物流跟踪要求的各种功能，还能实现使生产调度准确掌握现场生产状况，优化生产调度指挥的目的。
5、适应性极强的数据采集器，提供和DCS、PLC、过程仪表等设备的数据接口，辅助采集各种工艺过程参数。
六、系统功能
1、动态连续显示所有行车所处的位置、运行轨迹，实时全面反映物流状态辅助调度指挥生产；
2、实现按炉号班次的自动标注和跟踪；
3、进厂铁水自动计量和统计；
4、实现铁水加入量、废钢加入量和合金料加入量的实时采集；
5、实现钢水产量实时采集；
6、对钢包上下线和所有周转过程进行跟踪，自动统计包龄。
7、实现网络上对炉前、铸机实时数据发布；
8、建立车间与车间、工序与工序、班组与班组间严格的钢水买卖关系。
9、实现了按炉号、按炉座、按连铸机、按班别、按钢种、按日、月、时、分等查询和统计钢产量、浇铸量、钢铁料消耗、钢水消耗等功能。
10、根据要求可生成：生产台帐明细表、转炉加入量及消耗明细表、转炉加入量及消耗日报表、转炉加入量及消耗汇总表、铸机产量及消耗明细表、铸机产量及消耗日报表、铸机产量及消耗汇总表等。
11、实现按炉号采集吹氧量；钢水温度、成份、氧含量；铁水成份；氩后温度；中包温度；停、开浇时间；拉速等过程参数。
12、统计功能
（1） 各炉钢消耗的各种合金料统计。
（2） 各种类型的钢消耗的合金料统计。
（3） 按班、日、月、年统计（1）、（2）项数据。
（4） 按班、日、月、年统计出炉数、炉号、出炉时间。
（5） 各炉号出钢量统计，及按班、日、月、年累计统计。
（6） 各连铸机接收钢水量，按炉号、班、日、月、年统计，记录钢包上连铸机时间。
13、分析功能
（1） 分析转炉、连铸的作业时间是否符合生产计划。
（2） 分析各炉钢的消耗量是否超标，超标自动报警。
（3） 包龄超限报警。
（4） 分析相关因素对钢水质量的影响。
（5） 分析计算炼钢生产的经济效益。
14、查询功能
（1） 按炉号查询。
（2） 按钢种查询。
（3） 按班、日、月、年进行查询。
（4） 按转炉、连铸机查询。
15、优化调度指挥功能.
七、天车物料跟踪系统构成
系统构成示意如下图
天 车 轨 道

8#天车场
识别器
通讯器
单片机

2#天车
识别器
通讯器
单片机

焦炉
焦炉

厂长 管理人员

微机房

天车设数采器，完成位置识别、重量检测和地面站无线通讯联络；微机房设接收器、地面站，负责无线接收、天车行为判别、数据记录、查询报表工作。地面站的计算机，进厂二级网实现资源共享。
八、系统软件硬件配置
每部天车都配有识别装置和无线分站。无线分站能完成和地面站的通讯联络和接收位置识别装置的位置信号、天车称的重量信号的功能。
在地面站设无线通讯主站和装有配套软件的计算机。无线通讯主站能完成无线组网功能和与计算机的数据通讯的功能。
在计算机上安装了用VB编写的软件，完成动画显示、行为辩识、数据处理和记录、数据查询功能；并将班，日，月数据转储到ACCESS，VFP等标准数据库中，以便其它管理人员使用相关数据。

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