于慶泉 劉占博 趙恒波 周 鵬 張國強(qiáng) 崔金林 孫 強(qiáng)
（鞍鋼股份皺魚圏鋼鐵分公司煉焦部 營口 115007）
【摘 要】 闡述了煉焦區(qū)域“兩化融合”的實(shí)施過程和取得的成果，展望了“兩化融合”的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】煉焦；工業(yè)化；信息化；物聯(lián)網(wǎng)
1引言
“兩化融合”是指電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營管理的常規(guī)手段。信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，不再是單方的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，而是兩者在技術(shù)、生產(chǎn)、管理等各個(gè)層面相互交融，彼此不可分割，并催生工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息服務(wù)業(yè)等新產(chǎn)業(yè)。“兩化融合”是工業(yè)化和信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。“企業(yè)信息化，信息條碼化”是國家“物聯(lián)網(wǎng)十二五規(guī)劃”中的描述。物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的“兩化融合”可以從四個(gè)角度來理解：生產(chǎn)自動(dòng)化，產(chǎn)品智能化，管理精細(xì)化和產(chǎn)業(yè)先進(jìn)化。
鞍鋼股份堿魚圈鋼鐵分公司致力于打造“綠色樣板型鋼鐵企業(yè)”，在發(fā)展“兩化融合”的道路上進(jìn)行著積極的探索。公司提出了“積極發(fā)展信息化生產(chǎn)力，提升產(chǎn)品開發(fā)能力、經(jīng)營能力、生產(chǎn)制造能力，減員增效，提高公司綜合競(jìng)爭(zhēng)能力”的工作目標(biāo)。
2煉焦區(qū)域“兩化融合”的必要性和可行性
2.1推進(jìn)“兩化融合”的必要性
煉焦區(qū)域的主要設(shè)備包括焦?fàn)t、推焦車、攔焦車、熄焦車、裝煤車、煤塔和熄焦塔等。這些設(shè)備分散在焦?fàn)t的機(jī)側(cè)、焦側(cè)、端臺(tái)和爐頂各處且距離較遠(yuǎn)，給日常管理檢查、事故調(diào)查和控制系統(tǒng)日常檢查維護(hù)、故障診斷等各項(xiàng)工作都帶來了很大的制約，影響了工作效率和質(zhì)量。發(fā)展企業(yè)信息化、開發(fā)“分散控制,集中管理”的煉焦設(shè)備管控平臺(tái)，成了煉焦生產(chǎn)提質(zhì)增效的迫切要求。
煉焦區(qū)域主要設(shè)備如圖1所示。
2.2推進(jìn)“兩化融合”的可行性
促進(jìn)信息化和工業(yè)化融合，最基礎(chǔ)的傳統(tǒng)技術(shù)是基于短距離有線通信的現(xiàn)場(chǎng)總線的各種控制技術(shù)，如PLC,DCS,HMI和SCADA等。煉焦區(qū)域的焦?fàn)t調(diào)節(jié)系統(tǒng)、焦?fàn)t車輛控制系統(tǒng)和濕法熄焦控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就使用了可編程序控制器技術(shù)(PLC)、集散控制系統(tǒng)技術(shù)(DCS)、人機(jī)交互技術(shù)(HMI)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制技術(shù)(SCADA)。
經(jīng)過技術(shù)升級(jí)改造,煤塔控制系統(tǒng)已經(jīng)由繼電器控制系統(tǒng)升級(jí)為PLC控制系統(tǒng)。而且煉焦區(qū)域主要控制系統(tǒng)所用的控制器均為西門子S7系列可編程控制器。所以說，煉焦區(qū)域的主要控制系統(tǒng)擁有相同的硬件和軟件平臺(tái)，其推進(jìn)“兩化融合”的技術(shù)基礎(chǔ)得天獨(dú)厚。
3焦?fàn)t車輛通信網(wǎng)絡(luò)
促進(jìn)信息化和工業(yè)化融合.首先要解決信息通訊的問題。經(jīng)過對(duì)國內(nèi)先進(jìn)焦化企業(yè)的走訪調(diào)研，結(jié)合自身設(shè)備裝備情況，制定了“在焦?fàn)t區(qū)域建立基于光纖通訊技術(shù)和無線通信技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)”的方案。
在焦?fàn)t中控室設(shè)置了核心交換機(jī)和管理計(jì)算機(jī);在焦?fàn)t各處設(shè)置了 8套地面通信基站，與核心交換機(jī)采用光纖通信，與焦?fàn)t車輛無線網(wǎng)橋采用無線通信;在每臺(tái)焦?fàn)t車輛安裝了一套無線網(wǎng)橋, 與地面基站采用無線通信,與焦?fàn)t車輛控制系統(tǒng)交換機(jī)采用超6類屏蔽雙絞線通信。由此建立了基于光纖通信技術(shù)和無線通信技術(shù)的涵蓋焦?fàn)t車輛的通信網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。
4焦?fàn)t車輛管控平臺(tái)
在建立焦?fàn)t車輛通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了焦?fàn)t車輛管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化和管理精細(xì)化的雙提升。焦?fàn)t車輛管控平臺(tái)可分為管理平臺(tái)和控制平臺(tái)兩大部分。
4.1管理平臺(tái)
管理平臺(tái)的開發(fā)應(yīng)用了人機(jī)交互技術(shù)(HMI)、 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制技術(shù)(SCADA)O使用了西門子視窗控制中心軟件SIMATIC WinCC (Windows Control Center)o它是自動(dòng)化與IT系統(tǒng)縱向集成的信息樞紐，具有良好的開放性和靈活性。管理平臺(tái)的開發(fā)結(jié)合了日常管理過程中的管理需要，克服了以往存在的諸多管理難題，實(shí)現(xiàn)了管理精細(xì)化的提升。
4.1.1 焦?fàn)t車輛動(dòng)態(tài)信息集中顯示功能
焦?fàn)t車輛動(dòng)態(tài)信息的集中顯示功能，便于管理人員掌握所有焦?fàn)t車輛的實(shí)時(shí)操作信息、報(bào)警信息和工作狀態(tài).進(jìn)而快速高效地實(shí)施管理。例如以往對(duì)裝煤車順序取煤的管理,需要管理人員到各臺(tái)裝煤車去檢查，現(xiàn)在管理人員在中控室即可進(jìn)行快速準(zhǔn)確地檢查。集中顯示界面如圖3所示。
4.1.2 生產(chǎn)組奴功能
生產(chǎn)計(jì)劃是生產(chǎn)組織最基本的手段，生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果是對(duì)生產(chǎn)組織和執(zhí)行質(zhì)量的檢驗(yàn)依據(jù)。管理平臺(tái)的生產(chǎn)計(jì)劃編輯、修改和下發(fā)等生產(chǎn)組織功能，可以將生產(chǎn)計(jì)劃下發(fā)到每臺(tái)焦?fàn)t車輛，組織操作人員按照計(jì)劃要求完成煉焦生產(chǎn)。管理平臺(tái)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，便于管理人員檢驗(yàn)生產(chǎn)組織和執(zhí)行的質(zhì)量，完善管理行為。生產(chǎn)組織界面如圖4所示。
4.1.3 操作信息和掖警信息的顯示、記錄和查詢功能
此功能不僅可以提供操作信息和報(bào)警信息的實(shí)時(shí)顯示,而且能夠?qū)@些信息進(jìn)行歸檔記錄,便于開展操作行為的追溯和事故原因的調(diào)查。此功能對(duì)違章操作行為有著強(qiáng)大的震懾作用，對(duì)規(guī)范操作行為、杜絕操作事故起到了積極的作用。記錄和查詢界面如圖5所示。
4.2控制平臺(tái)
焦?fàn)t車輛通信網(wǎng)絡(luò)的建立，使焦?fàn)t車輛之間、焦?fàn)t車輛與中控計(jì)算機(jī)之間形成了真正意義上的信息化通信。中央控制系統(tǒng)由中控計(jì)算機(jī)和中控PLC組成，他對(duì)所有焦?fàn)t車輛實(shí)施了全面、統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化的提升。
4.2.1 焦?fàn)t車輛的協(xié)調(diào)楂制珀能
傳統(tǒng)的焦?fàn)t車輛協(xié)調(diào)控制包括推焦車、攔焦車和熄焦車的推焦聯(lián)鎖、推焦車和裝煤車的平煤聯(lián)鎖,裝煤車的取蓋聯(lián)鎖。結(jié)合煉焦生產(chǎn)的實(shí)際, 創(chuàng)新性地新增了攔焦車防止導(dǎo)焦柵后退誤操作聯(lián)鎖（與推焦車聯(lián)鎖）、熄焦車防止走行誤操作聯(lián)鎖（與推焦車聯(lián)鎖）、焦?fàn)t車輛防互撞聯(lián)鎖（與相鄰車輛聯(lián)鎖）等功能。未來，根據(jù)安全生產(chǎn)的需要，將設(shè)計(jì)更多的聯(lián)鎖功能投入使用，推進(jìn)煉焦生產(chǎn)向更安全、更智能的方向發(fā)展，促進(jìn)煉焦生產(chǎn)提質(zhì)增效。
4.2.2 焦?fàn)t車鋼運(yùn)程枚障診斷功能
利用西門子STEP7編程軟件實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t車輛控制系統(tǒng)程序的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控。當(dāng)焦?fàn)t車輛發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員不必到達(dá)故障車輛，只需在中控室即可完成故障診斷，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程故障處理,贏得寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。此功能大大縮短了焦?fàn)t車輛的故障停機(jī)時(shí)間，提高了煉焦生產(chǎn)的效率。遠(yuǎn)程監(jiān)控界面如圖6所示。
4.2.3 焦?fàn)t車輛控制糸統(tǒng)運(yùn)程維護(hù)功能
利用西門子STEP7編程軟件實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t車輛控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程巡檢和程序的上傳、下載、比較、備份等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。以往對(duì)13臺(tái)焦?fàn)t車輛的控制系統(tǒng)進(jìn)行一次全面巡檢需要6.5 h,現(xiàn)在運(yùn)用遠(yuǎn)程巡檢技術(shù),這個(gè)過程僅需20 min。“兩化融合”的應(yīng)用，大大提高了控制系統(tǒng)維護(hù)的工作效率和工作質(zhì)量。控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)界面如圖7所示。
5 “兩化融合”的發(fā)展趨勢(shì)
信息化與工業(yè)化的融合必將向著更廣泛，更深遠(yuǎn),更智能的方向發(fā)展。
5.1向更廣泛的方向發(fā)展
未來，信息化與工業(yè)化的融合必將更加普及。就煉焦區(qū)域而言，必將形成一個(gè)涵蓋焦?fàn)t調(diào)節(jié)系統(tǒng)、焦?fàn)t車輛控制系統(tǒng)、煤塔控制系統(tǒng)、濕法熄焦控制系統(tǒng)、干熄焦控制系統(tǒng)、篩運(yùn)焦控制系統(tǒng)等所有控制系統(tǒng)的工廠管控網(wǎng)絡(luò)，以高效的信息通訊代替現(xiàn)有低效的信號(hào)傳輸方式，促進(jìn)全區(qū)域的協(xié)同自動(dòng)化生產(chǎn)。工廠級(jí)管控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想如圖8所示。
5.2 向更深遠(yuǎn)的方向發(fā)展
借助于局域網(wǎng)技術(shù).必將實(shí)現(xiàn)公司范圍內(nèi)的所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息化管控。借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司范圍內(nèi)所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息化管控。結(jié)合智能移動(dòng)終端技術(shù)，坐在家中使用手機(jī)實(shí)施生產(chǎn)管理、生產(chǎn)操作和設(shè)備巡檢已經(jīng)指日可待。
5.3向更智能的方向發(fā)展
信息化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展成熟，必將促進(jìn)人工操作向遠(yuǎn)程操作和無人操作的轉(zhuǎn)變。隨著“大數(shù)據(jù)”技術(shù)的推廣普及，生產(chǎn)設(shè)備的自診斷系統(tǒng)、專家系統(tǒng)也將應(yīng)運(yùn)而生。生產(chǎn)設(shè)備“給自己看病”已不再是天方夜譚。
6總結(jié)
“兩化融合”是工業(yè)化和信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，也是制造業(yè)提質(zhì)增效的迫切要求。在焦?fàn)t區(qū)域搭建基于無線通信技術(shù)的管控平臺(tái)，是推進(jìn)“兩化融合”的一次有益嘗試。不僅在生產(chǎn)自動(dòng)化和管理精細(xì)化方面取得了較大的進(jìn)步，而且在無線通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)W習(xí)了豐富的知識(shí)，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，獲得了大量的科研成果。繼續(xù)探索實(shí)踐，促進(jìn)煉焦區(qū)域信息化與工業(yè)化的進(jìn)一步融合.助力中國制造向“中國智造” 轉(zhuǎn)型。