一、 項(xiàng)目介紹、建設(shè)情況

項(xiàng)目介紹：

針對(duì)不銹鋼公司目前廢鋼管理存在問(wèn)題，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、天車定位和無(wú)線傳輸，開(kāi)發(fā)煉鋼廠廢鋼分類計(jì)量與管理系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢鋼料場(chǎng)的動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控，提高費(fèi)高使用過(guò)程的精細(xì)化管理水平、降低廢鋼原料對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的影響；同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢鋼原料使用過(guò)程的可追溯，為轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的質(zhì)量、成本分析提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

實(shí)現(xiàn)鋼區(qū)天車系統(tǒng)的線性位置檢測(cè)全覆蓋，采用可靠的天車極ng確定位跟蹤技術(shù)，無(wú)線數(shù)傳技術(shù)對(duì)鋼包跟蹤及工位進(jìn)性管理，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中所有爐次進(jìn)行去向跟蹤，可實(shí)現(xiàn)各鑄機(jī)、各轉(zhuǎn)爐分班次的全程爐號(hào)傳遞、鋼種傳遞、鋼水產(chǎn)量和鋼渣重量自動(dòng)準(zhǔn)確記錄統(tǒng)計(jì)。同時(shí)能按照班次、爐號(hào)自動(dòng)記錄各種原料、輔料、合金料等消耗。同時(shí)天車采集各工序及鋼包物流信息，與MSCC連接，完善天車調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)天車的實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)鐵水裝入量、廢鋼裝入量、出鋼量的自動(dòng)采集，為自動(dòng)煉鋼提供有力數(shù)據(jù)支撐。

1) 天車地址極ng確定位：系統(tǒng)采用編碼電纜定位技術(shù)對(duì)天車X/Y軸位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，自動(dòng)確定天車的當(dāng)前物理位置；

2) 臺(tái)車地址極ng確定位：系統(tǒng)通過(guò)激光定位設(shè)備對(duì)地面臺(tái)車的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，自動(dòng)確定臺(tái)車的當(dāng)前物理位置；

3) 工位管理：系統(tǒng)可以根據(jù)需要對(duì)工位進(jìn)行靈活的配置，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)整；

4) 數(shù)據(jù)傳輸：在煉鋼車間建立獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)；

5) 系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)廢鋼的分類計(jì)量，并將廢鋼類型、配比和總量對(duì)應(yīng)到爐次，同時(shí)將已加料數(shù)據(jù)和待加料數(shù)據(jù)顯示到客戶端，以提供加料指導(dǎo)。

6) 鐵水包管理：系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤和記錄鐵水包包號(hào)、溫度、成分等并實(shí)現(xiàn)鐵水包信息對(duì)應(yīng)到爐次，同時(shí)把鐵水包重要信息推送給外部系統(tǒng)。

7) 鋼包管理：系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤鋼包，并把重量對(duì)應(yīng)到爐次，自動(dòng)記錄鋼包包號(hào)、工作時(shí)間、溫度、成分等信息，為鋼包的上下線提供依據(jù)，同時(shí)把鐵水包重要信息推送給外部系統(tǒng)。

8) 烘烤包管理：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接收鋼包的烤包信息，系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤烤包位已放置的待烤包包號(hào)，同時(shí)提供客戶端人工錄入烤包信息界面（如：烤包計(jì)劃；烤包開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間的人工干預(yù)功能），確認(rèn)則記錄其開(kāi)始烘烤時(shí)間，在烘烤過(guò)程中顯示其已烘烤時(shí)間和剩余烘烤時(shí)間；當(dāng)快達(dá)到計(jì)劃烘烤時(shí)間系統(tǒng)自動(dòng)提示，當(dāng)確認(rèn)完成則生成該包烘烤記錄；如未達(dá)到烘烤時(shí)間違規(guī)上線，系統(tǒng)自動(dòng)警報(bào)并記錄；若有烤包系統(tǒng)則可以直接連PLC取值，否則，需要用客戶端軟件現(xiàn)場(chǎng)手工輸入所需要的底層信號(hào)；

9) 全局監(jiān)控：系統(tǒng)自動(dòng)采集天車、臺(tái)車的位置和狀態(tài)信息，自動(dòng)采集地面各生產(chǎn)工藝設(shè)備狀態(tài)信息并通過(guò)動(dòng)畫(huà)形式展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)過(guò)程的可視化監(jiān)控

10) 針對(duì)天車在MSCC生產(chǎn)計(jì)劃之外的動(dòng)作，由天車物流系統(tǒng)定出工位區(qū)間將天車執(zhí)行此動(dòng)作的區(qū)間和時(shí)間點(diǎn)發(fā)送給MSCC；

11) 回澆余：系統(tǒng)采集小鉤重量，自動(dòng)判斷回澆余動(dòng)作、計(jì)算回澆余鋼水重量、回澆余鋼渣重量，綜合計(jì)算并對(duì)應(yīng)到爐次鋼水產(chǎn)量，形成生產(chǎn)記錄；

12) 鋼水跨天車稱量系統(tǒng)完善：鋼水跨50t、80t、100t、150t天車采集小鉤重量，保證相關(guān)設(shè)備的供貨及現(xiàn)場(chǎng)施工；

13) 新增稱量設(shè)備：渣跨新增七套天車稱重系統(tǒng)，包括相關(guān)設(shè)備的供貨和現(xiàn)場(chǎng)施工；

14) 報(bào)表功能：系統(tǒng)記錄現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備作業(yè)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)，并提供各種條件的查詢和統(tǒng)計(jì)分析，形成客戶需要的各種報(bào)表，系統(tǒng)自動(dòng)分析生產(chǎn)完成情況，給出質(zhì)量評(píng)價(jià)，支持人工介入質(zhì)量評(píng)價(jià)，為煉鋼作業(yè)工藝改進(jìn)提供強(qiáng)大的底層數(shù)據(jù)支撐；

15) 遠(yuǎn)程維護(hù)：系統(tǒng)提供完善的日志管理，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能；

16) 系統(tǒng)提供安全監(jiān)控的接口，提供物流信息（大車位置、重量）給安全監(jiān)控；

17) 數(shù)據(jù)共享功能：系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與煉鋼MSCC等外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互，將現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備生產(chǎn)實(shí)績(jī)實(shí)時(shí)向MSCC反饋；

建設(shè)情況：

湖南千盟工業(yè)智能系統(tǒng)股份有限公司自2017年8月28日簽訂合同至2018年12月31日完成不銹鋼公司智能制造項(xiàng)目-鋼區(qū)天車定位系統(tǒng)及物流管理系統(tǒng)項(xiàng)目全部功能驗(yàn)收。

二、 具體實(shí)施方案

1. 總體思路

為了滿足煉鋼車間各區(qū)域物流信息跟蹤、滿足與不銹鋼二級(jí)、三級(jí)、MSCC、鐵包號(hào)識(shí)別、準(zhǔn)時(shí)化系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)的信息交互、滿足車間需要的操作界面與報(bào)表功能及滿足智能制造和信息化建設(shè)的可擴(kuò)展需求，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套智能制造鋼區(qū)天車定位與物流管理系統(tǒng)，功能示意見(jiàn)圖1，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖 1鋼區(qū)天車定位與物流管理系統(tǒng)功能示意

圖 2鋼區(qū)天車定位與物流管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)圖

2. 詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

1. 自主開(kāi)發(fā)煉鋼作業(yè)區(qū)全局監(jiān)控模塊，用于調(diào)度室生產(chǎn)指揮。

2.自主開(kāi)發(fā)鋼水跨詳細(xì)監(jiān)控畫(huà)面，顯示鋼水跨內(nèi)冶煉設(shè)備、天車作業(yè)信息

3.自主開(kāi)發(fā)加料跨詳細(xì)監(jiān)控畫(huà)面，顯示加料跨內(nèi)冶煉設(shè)備、天車作業(yè)信息

4.自主開(kāi)發(fā)廢鋼跨詳細(xì)監(jiān)控畫(huà)面，顯示廢鋼跨內(nèi)冶煉設(shè)備、天車作業(yè)信息

5.自主研發(fā)鋼包整體管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋼包位置跟蹤、冷修、熱修、烘烤、人員等信息綜合管理。

6.自主開(kāi)發(fā)天車操作終端，實(shí)現(xiàn)天車工與作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)及時(shí)交互溝通，自身位置、物重信息監(jiān)測(cè)

7.天車動(dòng)作報(bào)表：詳細(xì)記錄天車動(dòng)作實(shí)績(jī)，支持多條件靈活查詢

8.轉(zhuǎn)爐報(bào)表：詳細(xì)記錄轉(zhuǎn)爐裝廢鋼、裝鐵水、出鋼信息

9.鋼包報(bào)表：實(shí)現(xiàn)鋼包全流程詳細(xì)信息跟蹤，包括熱修、爐次信息，確保鋼包安全使用

三、 技術(shù)路線

（1） C#語(yǔ)言WPF界面開(kāi)發(fā)技術(shù)，生動(dòng)形象反映作業(yè)區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)，增強(qiáng)操作員體驗(yàn)感；

（2） ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)技術(shù)，合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。

（3） 連續(xù)高精度地址檢測(cè)技術(shù)，位置反應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確，具備多設(shè)備協(xié)調(diào)管控基礎(chǔ)。

（4） 智能吊物識(shí)別技術(shù)，連續(xù)鋼包位置跟蹤，解決作業(yè)區(qū)鋼包位置管理困難的長(zhǎng)期行業(yè)性難題。

四、 項(xiàng)目成果、實(shí)施成效及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況

鋼區(qū)天車定位與物流管理系統(tǒng)具備地址檢測(cè)專有技術(shù)、吊物自動(dòng)識(shí)別技術(shù)2項(xiàng)發(fā)明ZL，軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

2. 實(shí)際完成情況與預(yù)期目標(biāo)對(duì)比情況

完成天車地址極ng確定位；

完成臺(tái)車地址極ng確定位；

完成工位管理；

完成數(shù)據(jù)傳輸，在煉鋼車間建立獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)；

完成系統(tǒng)自動(dòng)判斷廢鋼電磁吊每次的加料類型，并通過(guò)采集電磁吊天車稱重傳感器的稱重?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算累加入廢鋼斗的廢鋼總重量，計(jì)算出廢鋼配比,并將廢鋼類型、配比和總廢鋼重量對(duì)應(yīng)到爐次，同時(shí)將已加料數(shù)據(jù)和待加料數(shù)據(jù)顯示到客戶端，以提供加料指導(dǎo)；

天車物流系統(tǒng)接收由MSCC下發(fā)廢鋼斗計(jì)劃，包括爐次號(hào)、重量、配比、時(shí)間節(jié)點(diǎn)等信息，由天車物流系統(tǒng)推理計(jì)算，將相應(yīng)廢鋼斗時(shí)間廢鋼重量、配比、計(jì)劃重量給渣跨天車顯示，對(duì)天車工形成指導(dǎo)信息；

完成鐵水包管理：系統(tǒng)通過(guò)天車定位獲取天車所吊鐵水包的位置及其移動(dòng)軌跡，通過(guò)天車稱重傳感器獲取天車所吊鐵水包的重量并對(duì)應(yīng)到爐次；并依據(jù)鐵包業(yè)務(wù)流程和規(guī)則，系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤和記錄鐵水包包號(hào)、溫度、成分等，為鐵水包的上下線提供依據(jù)，系統(tǒng)依據(jù)MSCC的爐次計(jì)劃、鋼種等信息，推導(dǎo)工藝路徑（可人工干預(yù)），相關(guān)重要數(shù)據(jù)（任務(wù)、爐次鐵水需求量，工藝路徑，位置、重量等）在天車終端展示，同時(shí)把鐵水包重要信息推送到相應(yīng)的三級(jí)和二級(jí)系統(tǒng)，對(duì)鐵水包包齡、工作時(shí)間、修理類型功能暫時(shí)預(yù)留；

完成鋼包管理：系統(tǒng)通過(guò)天車定位獲取天車所吊鋼包的位置及其移動(dòng)軌跡，通過(guò)天車稱重傳感器獲取天車所吊鋼包的重量并對(duì)應(yīng)到爐次；并依據(jù)鋼包業(yè)務(wù)流程和規(guī)則，系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤和記錄鋼包包號(hào)、包齡、工作時(shí)間、有無(wú)包蓋、修理類型、溫度、成分等，為鋼包的上下線提供依據(jù)，系統(tǒng)依據(jù)MSCC的爐次計(jì)劃、連鑄、鋼種等信息，推導(dǎo)工藝路徑（可人工干預(yù)），相關(guān)重要數(shù)據(jù)（任務(wù)，位置、重量等）在天車平板展示，同時(shí)把鋼包重要信息推送到相應(yīng)的三級(jí)和二級(jí)系統(tǒng)；

完成烘烤包管理：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接收鋼包的烤包信息，系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤烤包位已放置的待烤包包號(hào)，同時(shí)提供客戶端人工錄入烤包信息界面（如：烤包計(jì)劃；烤包開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間的人工干預(yù)功能），確認(rèn)則記錄其開(kāi)始烘烤時(shí)間，在烘烤過(guò)程中顯示其已烘烤時(shí)間和剩余烘烤時(shí)間；當(dāng)快達(dá)到計(jì)劃烘烤時(shí)間系統(tǒng)自動(dòng)提示，當(dāng)確認(rèn)完成則生成該包烘烤記錄；如未達(dá)到烘烤時(shí)間違規(guī)上線，系統(tǒng)自動(dòng)警報(bào)并記錄；若有烤包系統(tǒng)則可以直接連PLC取值，否則，需要用客戶端軟件現(xiàn)場(chǎng)手工輸入所需要的底層信號(hào)；

完成煉鋼車間全局監(jiān)控：系統(tǒng)自動(dòng)采集天車、臺(tái)車的位置和狀態(tài)信息，自動(dòng)采集地面各生產(chǎn)工藝設(shè)備狀態(tài)信息并通過(guò)動(dòng)畫(huà)形式展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)過(guò)程的可視化監(jiān)控（4座轉(zhuǎn)爐、2個(gè)脫硫工位、2個(gè)扒渣機(jī)、一期2個(gè)兌鐵位、二期1個(gè)兌鐵位、13個(gè)烤包器、修包鋼包位置、1座雙工位RH爐、3個(gè)精煉（3座雙工位LF爐）、3臺(tái)連鑄機(jī)）可在不同的客戶端顯示，動(dòng)畫(huà)回放功能，支持加速瀏覽；

完成鋼包蓋跟蹤：由主控室崗位工在操作室終端中輸入，輸入三位數(shù)，**位判斷是否加蓋，其他為鋼包號(hào)；即1NN為鋼包不加蓋，0NN為鋼包加蓋；天車物流系統(tǒng)進(jìn)行重量計(jì)算；

完成天車超載記錄；

完成小包兌大包管理：依據(jù)調(diào)度員調(diào)度任務(wù)或者智能推送任務(wù)，天車起吊小包，系統(tǒng)自動(dòng)生成臨時(shí)包包號(hào)，包重和小包位置，天車操作小包兌大包，系統(tǒng)自動(dòng)記錄大包鐵水累加重量（當(dāng)前鐵水重量）及所需鐵水量（根據(jù)鐵包容量減去累加鐵水重量），小包鐵水剩余重量，天車操作小包回原位或者其他臨時(shí)位，系統(tǒng)自動(dòng)記錄該小包包號(hào)、剩余鐵水重量和位置，系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐計(jì)劃智能推送或者調(diào)度員根據(jù)當(dāng)前兌鐵記錄指揮下一次小包對(duì)大包任務(wù)；由MSCC將生產(chǎn)計(jì)劃下發(fā)到大鐵包，小鐵包的包號(hào)、定位等信息虛擬生成，由天車物流系統(tǒng)完成，兌鐵操作時(shí)序由天車物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)計(jì)劃號(hào)由MSCC系統(tǒng)生成，并只匹配進(jìn)入到煉鋼車間的可以一包到底的大鐵包。此大鐵包號(hào)虛擬生成；

完成與MSCC通信；

完成回澆余計(jì)算；

完成鋼水跨天車稱量系統(tǒng)完善：鋼水跨50t、80t、100t、150t天車采集小鉤重量，保證相關(guān)設(shè)備的供貨及現(xiàn)場(chǎng)施工；

完成新增稱量設(shè)備：渣跨新增七套天車稱重系統(tǒng)，包括相關(guān)設(shè)備的供貨和現(xiàn)場(chǎng)施工；

完成天車物流系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃需求，從生產(chǎn)工藝設(shè)備（從PI系統(tǒng)采集或三級(jí)采集）自動(dòng)采集涉及調(diào)度功能的設(shè)備信號(hào)，采用狀態(tài)空間法判斷設(shè)備狀態(tài)，為調(diào)度系統(tǒng)提供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)判斷依據(jù)；PI系統(tǒng)或三級(jí)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)要確保底層調(diào)度和動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)性（3秒左右）和完整性要求，若不能滿足要求，應(yīng)開(kāi)放PLC端口，直接從PLC取數(shù)據(jù)；

完成報(bào)表功能：系統(tǒng)記錄現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備作業(yè)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)，并提供各種條件的查詢和統(tǒng)計(jì)分析，形成客戶需要的各種報(bào)表，系統(tǒng)自動(dòng)分析生產(chǎn)完成情況，給出質(zhì)量評(píng)價(jià)，支持人工介入質(zhì)量評(píng)價(jià)，為煉鋼作業(yè)工藝改進(jìn)提供強(qiáng)大的底層數(shù)據(jù)支撐；

完成遠(yuǎn)程維護(hù)：系統(tǒng)提供完善的日志管理，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能；

完成系統(tǒng)提供安全監(jiān)控的接口，提供物流信息（大車位置、重量）給安全監(jiān)控；注意：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不能為安全監(jiān)控視頻信息提供傳輸通道，因?yàn)橐曨l信息量太大，會(huì)嚴(yán)重影響我方的數(shù)據(jù)采集，會(huì)造成數(shù)據(jù)信息錯(cuò)誤，信號(hào)嚴(yán)重延時(shí)，造成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、卡頓等；

完成數(shù)據(jù)共享功能：系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與煉鋼MSCC等外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互，將現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備生產(chǎn)實(shí)績(jī)實(shí)時(shí)向MSCC反饋。