自動化專家指揮系統在企業生產能源管控中的應用

張瑞雪 寇義冉

（河北鋼鐵集團，河北 石家莊050000）

0 前言

鋼鐵企業特點就是各工序緊密交叉銜接，特別是鐵、鋼的實時平衡。 某企業生產運營管控中心于2011 年5 月建成、7 月3 日正式啟用，是利用自動化、信息化技術和集中管理模式建立的管控一體化的系統性生產運營管控中心，對全公司的生產、能源、物流系統實施集中扁平化的動態監控和數字化管理。旨在通過周密計劃、監控異常、快速反應、及時調控，實現流程最優、效能最佳，以及信息化和工業化高層次的深度結合，為公司提供了一個集中、透明的管控信息化平臺，有利于提高生產、物流、能源、人員和道路的綜合運行管控能力，為進一步精益化生產組織、提高能源綜合利用能力、降低污染物排放打下了基礎，為建立特鋼企業生產經營新秩序提供了后部保障。

調度員負責公司安全生產指揮和協調，以及鐵、鋼、材、水、電、氣的平衡等的重要工作，是全公司至關重要的一個樞紐口，為了使總調度員更好的判斷各工序生產線的生產狀態，做好各工序生產之間的協調，合理分配能源，及時應對可能出現的阻礙生產正常運轉的問題，有針對性的開發了精益生產監控模塊——生產能源監控及異常應對系統，這是一套以滿足生產調度為核心、調度人員實時獲取生產數據，集主體產線設備運行狀況、主要能源產出與消耗、現場監控于一體的生產指揮系統，針對出現的報警狀況做出判斷并及時聯系生產單位進行改善。 通過軟件對能源系統（燃氣、氧氮氣、水、蒸汽、電、煤和焦炭等）的集中監控和管理，實現從能源數據采集——過程監控——能源介質消耗分析——能耗管理等全過程的高效科學管理， 有助于采取措施，控制能源消耗。為公司建立了適應新形勢下的集生產、能源、管理于一體化信息管理平臺。

1 自動化專家指揮系統開發的前提

以往， 某企業各工序出現異常后，只能通過二級生產廠的調度進行匯報后，公司總調才能得知異常點，然后再對生產及能源進行動態平衡，這樣就容易出現二級單位隱瞞事故及事故后生產、能源調整不及時的情況，導致公司總調不能及時的作出正確判斷，從而造成連帶事故的發生及能源浪費，給總調度員組織生產造成了一定難度。 由于特鋼企業銷售生產模式的特殊性，品種多、規格多、變化頻繁，導致生產不能按照原有計劃組織，直接影響到合同訂單的交付。

2 設計原則及軟件構成

為進一步全員全方位開展精細化管理、 著力推進信息化建設，結合生產實際情況，運用信息化與數字化建立生產能源監控及異常應對系統，通過生產能源監控及異常應對系統對整個某企業生產、能源信息的集中監控管理和對主要生產線設備進行了實時監控，隨時監控生產異常，針對異常做到快速反應、及時調整，最大限度的減少損失，實現生產的均衡、穩定、高效、低耗的目的。

該系統主要涉及了生產線幾個主要生產單位的設備，通過這些設備的重要指標，從實時數據庫獲取實時值，然后加以邏輯判斷，對異常情況通過系統進行報警。 主要由以下幾大模塊組成：

（1）生產工序、能源監控

該部分主要是通過獲取每個工序重要的生產設備指標實時數據，并規定其正常范圍，超出正常范圍，進行報警。

系統主界面如圖1 所示。 顯示了主要幾個生產工序和能源圖標。每個圖標都有一個指示燈（紅色表示異常，綠色表示正常）。

主界面是生產監控的一部分，單擊每個圖標就可以看到工序或者能源系統的詳細指標狀態。 點擊查看異常，系統將會自動匯總異常指標。

（2）異常應對記錄與查詢

將生產異常最優處置方案納入系統，若生產出現異常后，通過錄入異常情況描述，系統通過默認或者計算得出數據給出正確的操作指令，并計算鐵、鋼產能及軋鋼的用氣量等，同時系統自動給出異常應對方案，快速反應，減少事故如何處置的判斷時間，將事故損失降至最低。

（3）三流拉鋼

澆鑄工序進行精細化管理，對關鍵指標進行量化。 通過分析三流拉鋼數據，甄別影響的關鍵因素，采取有效措施，從而提高連鑄機的作業率，提高煉鋼效能。 通過服務器后臺時時采集數據，每日進行匯總，從而計算出連鑄機三流拉鋼比例，為優化生產組織及降本提供數據支

撐，最大限度的發揮連鑄機運行效率。

（4）短信平臺

當生產中出現重大事故等緊急情況時， 需多部門到現場協同處理，在幾分鐘內需全部通知到涉及的相關人員，而控制室的人員有限，而該軟件短信平臺群發功能，解決了這個問題，可以大量的減少調度員逐一打電話通知的時間，相關人員可以更快的到達現場，這樣就為事故及時處理爭取到了寶貴的時間， 從而降低次生事故的發生及損失。

3 取得成效

自動化專家指揮系統在企業生產能源管控中的應用上線，對公司的水、電、燃氣、蒸汽、氧氮氣等資源的產生和使用情況以及焦化、燒結、 煉鐵、 煉鋼到軋鋼各工序的生產情況實現了24 小時在線自動監控，出現異常能夠即時判斷、快速反應、及時調控，為進一步優化流程，實現精準高效生產組織奠定了堅實的基礎。通過精細組織，優化調度，保證了高爐的系統穩定順行，持續優化煉鋼的生產組織、科學組織發揮軋鋼產能，降低事故發生率及影響時間，使生產日趨穩定，為公司挖潛增效創造了堅實的物質基礎。 利用系統開展異常監控，實施預管預控、能源充分利用，公司綜合電價降低率同比降低了0.25%；公司外采天然氣消耗降低1.2m3/t、轉爐煤氣回收提高8.4m3/t；事故時間同比降低147.65 小時，整體綜合創效1900 余萬元。