綜合管理系統在鋼鐵企業的開發及應用

孟令勇　葉瑞海　畢雅巍

摘要：某煉鋼廠各個生產工藝都采用了國內外先進的生產過程，控制系統也按照標準現代化鋼廠自動化控制流程設計。自從投產以來，各個系統都能很好地進行生產作業，但是沒有能夠將各個工藝過程集中體現出來。文章介紹了鋼鐵企業中綜合管理系統的軟硬件結構、系統方案及典型技術內容，說明了該系統在鋼鐵行業的應用意義及價值。

關鍵詞：綜合管理系統；鋼鐵企業；SSMS；B/S；生產實績數據 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2015）14-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.021

我公司煉鋼廠從煉鋼到精煉再到連鑄，工藝上都采用了國內外先進的生產過程，控制系統也是按照標準現代化鋼廠自動化控制流程設計。自從投產以來，各個系統都能很好地進行生產作業，但是對于管理者來說，沒有一個系統能夠將各個工藝過程集中體現出來。

煉鋼區綜合管理系統（下稱SSMS）主要負責將煉鋼區改造工程范圍內的3套鐵水預處理、3座120t轉爐、2座雙工位LF、1套RH、2臺8流方坯連鑄機、1臺矩形/異型坯兼容連鑄機等生產工藝過程集中展現，能夠清晰地監控生產過程以及各工藝過程的實時數據，同時能生成生產報表，能讓管理者通過一種具有實時性、綜合性的方式來直觀地掌握全工序生產過程，并更好地監控、管理生產。

1 系統設計說明

1.1 總體設計原則

第一，充分考慮SSMS的可擴展性，在可預見的未來時期內，能夠通過對SSMS的擴展，滿足公司生產工藝改造對生產過程的監控、調度和管理的需要。

第二，根據煉鋼區生產工藝要求和控制要求，采用當今成熟的新技術、新設備、新成果，使SSMS具有適用性、可靠性和可維護性。

第三，為了保證生產實時數據的準確性和完整性，達到生產過程管理和報表生成管理的目的，在每個生產工藝的適當位置裝有必要的數據采集客戶端。

第四，考慮SSMS管理的范圍遍布全煉鋼區，采用WEB應用的瀏覽器/服務器（B/S）的系統結構。系統總體設計規模數據點有4000左右。

1.2 系統硬件構成

系統硬件主要由服務器、客戶端及網絡設備等組成。服務器選用高性能微機服務器，客戶端采用普通PC。網絡采用高速工業以太網和千兆以太網的結構，

B/S模式。高速工業以太網用于連接各個工藝生產過程和數據采集客戶端，能夠快速、準確地從工業生產過程中收集所需要的數據。千兆以太網用于連接實時數據庫服務器、數據庫和各個通過WEB發送的請求者。網絡結構簡圖如圖1所示：

圖1 網絡結構示意圖

系統軟件部分主要由Microsoft Server 2003操作系統，數據庫使用Oracle，開發工具使用Visual Studio.Net以及Microsoft Office應用軟件，另外包括實時數據庫開發軟件、應用軟件、防病毒軟件、遠程維護軟件、系統備份軟件等。

系統預留與各工藝計算機二級系統以及三級生產制造管理系統和能源管理電量系統之間的數據接口。數據通訊方式采用數據庫連接（DB-Link）的方式實現。SSMS和一級系統的通訊遵循OPC通訊協議標準。

2 系統主要的功能說明

2.1 生產數據收集

系統從各工序的二級系統或者一級系統通訊實時獲取生產實績信息，所有的生產數據要求實現自動收集，并且保存進入數據庫，不需要人工干預。

生產數據包括：倒罐站生產數據，脫硫生產數據、轉爐生產數據，LF爐生產數據，RH生產數據，連鑄生產數據。主要數據包括：脫硫氮氣主管壓力、支管供應壓力、鎂粉罐壓力、石灰粉罐壓力、噴吹設定速率、噴吹實際速率、噴吹時間、鎂粉使用量、石灰粉使用量、噴吹前鐵水溫度、噴吹后鐵水溫度、氮氣使用量，轉爐實際冶煉步驟、氧槍當前操作步驟、氧槍實際位置、氧氣總管壓力、氧氣總管流量氮氣總管壓力、氮氣總管流量、冷卻水進水流量、冷卻水進水溫度、冷卻水回水流量、冷卻水回水溫度、吹煉時間、鋼水溫度，LF爐電極電壓、電極電流、冶煉時間、氬氣設定流量、氬氣實際流量、鋼水溫度、電極位置，RH爐真空處理模式、保護氣體流量、煤氣流量、脫碳氧氣流量、真空槽環流氣體流量、鋼水溫度，連鑄大包凈重、中間包溫度、各鑄流澆鑄時間、設定拉速、實際拉速、冷卻水流量、冷卻水回水溫差、澆鑄模式信息、各鑄流鋼坯信息等各工藝相關數據。轉爐前臺界面如圖2所示：

圖2 轉爐管理畫面

2.2 綜合的報表系統

SSMS從二級系統接收爐次信息，提供煉鋼生產的爐次報表、班報、日報等。所有數據報表要求均為貫穿整個煉鋼生產流程的綜合報表（從轉爐-連鑄）。報表的歷史數據在數據庫中要求保存2年以上，報表要求使用Excel生成，可以靈活導出文件，方便用戶拷貝和

打印。

生產報表的及時、準確生成，使生產管理人員對上一階段、當前階段的生產過程有詳細的了解，同時能夠指導下一階段的生產。

2.3 各工序主要工藝畫面集中

要求各個煉鋼工序均有獨立的生產畫面，監控各個崗位生產的狀況，顯示主要的工藝參數，比如1#脫硫生產畫面、2#脫硫生產畫面、1#轉爐生產畫面、2#轉爐生產畫面等，所有的畫面都集成在統一的應用程序平臺，切換操作方便。

2.4 設備在線管理

在線關鍵設備監控管理，顯示在線主要設備的參數信息。管理者能夠通過系統對相關工藝設備的運行狀態有直觀、準確的掌握，方便進行生產設備管理。

2.5 生產能源計量

生產能源計量要求實現跟蹤收集包括從鐵水預處理、轉爐、精煉、連鑄等各生產工位的原輔料消耗，水、電、風、氣等能源消耗信息，實現能源消耗的班次、爐次等分析、計算、查詢功能。SSMS通過對能源消耗的歷史數據的處理工作，用以指導公司能源管理工作，降低消耗，減少廢氣、廢水、廢渣的排放，同時提高能源管理水平和能源管理效率。

3 關鍵技術

在綜合管理系統中，應用了隨WEB技術發展而產生的一種網絡結構模式——B/S結構。SSMS統一了客戶端，將系統功能實現的核心部分放在了服務器上，簡化了系統的開發、維護和使用。使用者只需使用個人PC上的瀏覽器通過WEB SERVER就能同服務器上的數據庫進行數據交互。

在通訊方面，由于一級系統使用的自動化控制技術種類多，協議多樣化，導致解決系統聯網中通信協議轉換的問題難道大。針對這種情況，本系統使用了國際上通用的OPC標準通信方式。這樣就解決了與不同廠商的一級自控系統設備和應用程序的接口問題，從而保證了生產實績數據的準確傳輸。另一方面，本系統還需要從相關工藝的二級系統中收集數據，存放到本地服務器的數據庫中。這里就使用了跨本地數據庫的數據通訊方式—DBLINK。相關本地數據庫中的代碼舉例如下：

Create database link To_zhuanlu_l2

Connect to admin identified by 123

using ′（DESCRIPTION=

（ADDRESS_LIST=（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=192.168.1.2）（PORT=1521））

）

（CONNECT_DATA=

（SERVICE_NAME=zhuanlu_l2））

）′

4 應用效果

通過綜合管理系統在公司內的實際應用，讓管理者通過一種具有實時性、綜合性的方式來直觀地掌握全工序生產過程，并更好地監控、管理生產，從實際應用來看，也取得了用戶認可及好評，系統同時具備靈活的可擴展性，可不斷適應工藝管理需求而變化。

作者簡介：孟令勇（1978-），男，山東濟寧人，河北鋼鐵股份有限公司邯鋼分公司自動化部工程師，研究方向：冶金自動化。

（責任編輯：陳 倩）