轉爐跨行車調度系統開發研究

吳利輝

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210000）

首先，從鐵水坑→脫硫→轉爐，行車起著很重要的作用，如果沒有行車的合理安排很難保證生產工藝的順利進行。而在生產過程中常有行車調度不合理導致交通堵塞、返航、行車“打架”，甚至影響生產節奏及停產事故的發生。其次，由于未對行車進行監控，不能在線查看目前行車的運行狀況，人工盲目安排任務給行車，造成行車使用狀況不合理。因此，為了更好地調用行車，發揮行車的合理作用，特對轉爐跨行車調度進行研究。

1 轉爐跨行車調度系統的開發

1.1 轉爐跨行車調度的特點

轉爐跨整個作業過程中的運輸工作大部分都是通過行車運輸完成，因此，行車在上道工序及下道工序起著至關重要的作用。行車的運輸工作具有以下特點：

（1）空間上相互制約。同一跨上往往有幾臺行車；在同一跨上的行車布置是固定的，相對位置具有不可改變性；（2）不可搶占性。當行車接到任務時，一旦任務開始執行，一般不允許暫停改任務而去執行其他任務。（3）運輸優先性。行車的運輸任務具有不同的優先級。（4）被動運輸性。沒有執行任務的或者吊運重量輕的行車放棄目標工位避讓任務緊迫的或者吊運重量重的行車，實現被動運輸。（5）運輸時限性。為了保證鐵水的溫度盡量減少溫降，而且生產節奏必須保證后道工序的生產，這就要求行車在執行任務過程中必須在一定的時間內完成。

1.2 轉爐跨各個工位及行車簡況

本文某鋼廠爐生產跨共有4 臺行車，其中1 臺專門在轉爐添加廢鋼用行車，其余3 臺行車分別編號為1#、2#、3#行車。轉爐跨有3 個鐵水坑分別為1#坑、2#坑和3#坑；3 個脫硫站，分別為1#脫硫站、2#脫硫站和3#脫硫站；3 個轉爐，分別為1#轉爐、2#轉爐和3#轉爐。其位置布置為1#、2#和3#依次從西至東排布。

1.3 轉爐跨行車調度系統的組成及功能

為了降低行車運行成本，提高生產效率，特對行車調度系統進行開發如下功能。

（1）在線實時監控行車運行狀況模塊，此模塊主要監控行車是否執行任務、行車目前停靠位置、行車是否在維護等，通過此模塊可以清楚地掌握行車目前的運行狀態。

（2）行車作業在線動態執行模塊，包括選擇行車、開始任務、結束任務、開始任務時間、結束任務時間、暫停任務、任務位置、具體任務、預測任務花費時間、任務實際花費時間、任務剩余時間、避讓方位。此模塊可以實現任務的安排及執行等功能。

（3）數據存儲功能，存儲監控模塊及作業執行模塊的數據，實現數據共享。

（4）行車調度系統與二級系統、一級系統相互通訊。

（5）轉爐需要裝鐵水時，由二級系統發送信息給脫硫，脫硫二級系統再發送行車需求給行車系統行車調度系統，自動獲取目前的行車運行狀況及位置，安排合適的行車執行任務。

（6）脫硫工序需要鐵水時，有脫硫二級直接向倒灌二級下達任務，倒灌二級系統向行車調度系統發送行車需求，行車調度系統自動獲取目前的行車運行狀況及位置，安排合適的行車執行任務。

（7）行車交通發生堵塞時，根據任務的重要性選擇暫停避讓的行車。

（8）不在一級、二級范圍內的任務，可以根據目前行車運行狀況判定選擇需要的行車。

（9）在一級和二級范圍內的任務，可以有一級或者二級直接向行車調度系統發送行車需求，同時發送具體任務、任務的位置。如圖1 所示轉爐跨行車調度系統工作流程。

圖1 轉爐跨行車調度系統工作流程圖

2 具體實施方案

（1）在行車調度系統中添加行車在線實時監控模塊。

（2）在行車調度系統中添加行車在線運行指令模塊。

（3）行車運行軌道發生堵塞時，人工根據需要在行車運行指令模塊中選擇暫停的任務。

（4）一級和二級控制系統范圍內的任務，由一級或者二級直接發生任務需求給行車調度系統。

（5）未在一級和二級系統范圍內的任務，人工可根據行車監控系統在行車運行指令模塊發送任務。

（6）存儲監控模塊和在線運行指令模塊的數據。

3 實例分析

實際生產行車執行任務如表所示1。

表1 行車運行數據

此時，2#脫硫站一級系統向行車調度系統發出行車執行任務請求，具體任務為：從2#脫硫站吊鐵水到2#轉爐。

2#脫硫站和2#轉爐在位置上正好處于中間位置，方案有三種如下：

方案1，目前1#和2#行車正在執行任務，如果把任務安排給3#行車，那么3#行車在執行任務過程中需要2#行車避讓到2#轉爐的西側，那么2#行車的成本就會增加。

方案2，把任務安排給2#行車，當2#行車完成現有的任務后，可以從3#脫硫站直接返回到2#脫硫站吊鐵水到2#轉爐，這樣就不存在交通避讓而且完成任務所需要的時間也能滿足2#轉爐的要求，且所需要的成本與3#行車執行此任務比要節約成本。

方案3，把任務安排給1#行車，目前1#行車在吊3#脫硫站的鐵水到1#轉爐，當此任務完成后，到2#脫硫站運鐵水到2#轉爐，這中間不需要行車避讓。三個方案比較，方案1 所需的成本最高，其次是方案3。2#轉爐等鐵水時間上方案1 所需時間最短，其次是方案2，然后是方案3，但是方案2 與方案1 所花費的時間相差很小，但是成本卻相差很多，所以綜合考慮最終行車調度系統把任務安排給2#行車。實際生產數據如表2 所示。

表2 行車運行數據

行車調度系統中接到任務從2#鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站。由于2#行車在1#脫硫站與3#鐵水坑之間，目前有兩種方案討論如下：

方案1 行車調度系統把任務安排給待機的3#行車，等1#行車把鐵水從1#脫硫站吊走后，3#行車就可以從鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站，需要2#行車避讓到1#脫硫站東側即可。

方案2 行車調度系統把任務安排給1#行車，等1#行車完成從1#脫硫站吊運鐵水到1#轉爐后，再到2#鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站，需要2#行車和1#行車避讓到2#鐵水坑東側，1#行車完成這兩項的任務花費時間長，1#脫硫站等鐵水的時間有點長了，會影響后期生產節奏。從費用上考慮，3#行車距離新任務更近，所以消耗比3#行車執行任務更低。綜合考慮，行車調度系統把任務安排給了3#行車。此方案，提高作業率，降低生產成本。

4 結語

通過對行車調度系統的開發和優化得出以下結論：

（1）可以在線跟蹤監控行車的狀態，掌握行車的全部信息狀況。

（2）一級和二級系統可以直接發送任務給行車調度系統。

（3）可以通過行車調度系統查看行車執行任務所需的時間和剩余的時間。

（4）方案的多選性，可以根據需選擇最優行車方案。（5）臨時任務、不在一級和二級范圍內的任務，可實現人工在行車調度系統中選擇需要的行車。

綜上所述，行車調度系統可以實現安排任務的合理化，節約成本，提高工作效率，滿足生產節奏的要求。