济钢炼钢厂物流管理系统.doc

济源钢铁公司炼钢厂物流管理系统晁霞 李向锋 李冰(河南济源钢铁(集团)有限公司炼钢厂 河南济源454650)摘要：本文详细介绍了济（源）钢（铁公司）炼钢厂物流管理系统的开发、设计、组成、功能、推广和应用，以及该系统投入运行后各项经济指标有了明显提高，取得了良好的经济效益。关键词：物流 建立 管理 调度 效果一、前言依托着计算机系统和电子定位技术的紧密结合，工业物流系统被广泛应用于冶金、石油、化工、公路铁路、港口码头等各个领域。炼钢物流管理系统是现代炼钢自动化管理的重要组成部分,是将炼钢在生产过程中的时间流、温度流、和物质流等参数进行系统解析、综合集成和优化而形成的系统调控技术。河南济源钢铁公司炼钢厂于2002年8月开始与承德华联工程网络公司合作，充分运用该公司先进的、成熟的物流管理软件，并结合炼钢厂现场实际，开发、推广和应用了集数据采集、调度指挥、物流管理、事故预测为一体的物流管理系统，并于2002年10月正式投入使用。通过五年来的运行、维护及软硬件的不断改版升级，该系统安全、可靠、运行平稳，对转炉生产管理和各项经济技术指标的提高具有很大的指导作用，同时也为炼钢厂全面提高自动化管理水平打下了坚实基础。二、炼钢厂物流管理系统开发、应用的目标（一）规范计量管理，增加计量的准确性、时实性，减少计量纠纷。本系统由于采用全自动计量方式，减少了人为因素的干扰，所采集的数据公正客观的反映了现场的物料消耗情况，避免了由于人工计量方式造成各车间、各工序之间由于利益不同而产生的计量纠纷。同时该系统也节省了大量的计量人员减轻了劳动强度。 由于该系统能够对石灰等各种辅料的各种多批次复杂的消耗进行有效的计量，从而将以前人工未能计量的这部分消耗也纳入了自动管理，使现有的计量系统更加完善，堵住了漏洞。（二）增加考核力度，为各种降耗措施提供依据，降低各种消耗。 现在各钢厂都在进行挖潜降耗，但前提是有一个客观公正的计量考核系统为其提供所需的依据。 如：在转炉炼钢中大家都非常重视降低喷溅，其中装准率的稳定是很重要的环节，此套系统避免了人工计量中的各种不确定性，真正能客观的反映转炉的钢铁料加入状况。在考核措施配合有力的条件下，能够大幅度降低喷溅的发生。 在辅料的使用上，通过对石灰等辅料加入状况记录能够正确的放映出在冶炼的各个环节辅料加入时机，加入量是否合适，从而有效的加强了对炼钢工的考核力度，可以有效的降低辅料的消耗。 在配合金环节上，如果采用该系统有效的稳定了装入量，可以采用下限配合金，在配合合金计量系统，从而降低合金消耗。 在温度考核环节上，本系统能够自动记录各种环节的测温情况，考核一倒温度命中率，高、低温出钢率，本系统能提供有效的管理手段。 在拉碳成功率考核方面，本系统可以自动记录每炉钢的拉碳次数从而在此环节上加强了对炼钢工的考核。 在工艺环节上，本系统能准确分析转炉的溅渣状况，严格监控溅渣操作。同时，在吹氩（氮）的时间，强度上本系统也提供了准确的指标。 在时间环节上，本系统记录了各种操作开始的时刻和持续的时间。帮助管理者统计分析冶炼周期，浇钢周期等指标。（三）提供先进现场监控手段，方便各级管理者掌握生产状况，控制生产节奏，及时发现和纠正问题。 本系统一个很大的用途在于它同时又是一个调度指挥及监控系统，本系统在运行过程中能够动态的显示当前的现场状况。如当前转炉的炉号、炉数、氧压、吹氧时间，连铸的拉速、大中包温度，当前连铸机上的炉号，上连铸机时间，天车的状态及位置。这些都是调度在指挥生产中所必须知道的信息，以前调度反映调度室信息太少，在生产过程中经常出现由于信息不及时，造成不必要的生产节奏被打乱的情况，严重制约了钢产量的进一步提高。目前，炼钢厂物流管理系统都放在调度室中，为调度协调组织生产提供信息。 本系统能够在炼钢过程中实时生成调度台帐，调度人员，管理人员可以通过网络版管理程序无论身处何处都能及时掌握当前的生产状况，及时做出决定，发现和纠正问题。 在事故的认定上，本系统每四秒储存一次所有衡器的重量以及所有天车的位置信息，能够存储数十年。比如一包钢水超镇静时间回炉，是由于转炉还是连铸，是调度还是天车的责任，通过查询当时的各种天车的工作状况可以有效的进行责任认定。 本系统可提供枪位曲线、氧压曲线、拉速曲线等，可以指导炼钢工进行操作。并且可以统计异常操作的概率。同时，本系统有助于减少设备损害。有利于提高炉龄、枪龄、提高包龄，减少喷溅。（四）快速及时的统计分析，极大的提高了统计速度和时效性，避免了大量的人工输入即由此造成的失误。根据炼钢厂的特殊要求，本系统针对各种考核要求提供了强大的统计功能。避免了在统计过程中的失误和虚假数据的发生，能有效的反应当前的生产状况。三、济钢炼钢厂物流管理系统的建立（一）炼钢厂主要设备及工艺技术水平20t氧气顶吹转炉2座50t氧气顶底复吹转炉1座冶炼钢种：普碳钢、低合金钢、号字钢、铆螺钢、AL钢等系列转炉冶炼周期：2226分钟R5.25m二机二流连铸机二台R8m四机四流连铸机一台连铸坯断面：120mm120mm 150mm150mm连铸拉速：1.82.7m/min(二)炼钢厂物流管理系统设计分析 （）总体设计思路任何一个炼钢厂在生产过程中的调度、物流系统主要是围绕时间流、温度流和物质流三个内容运行的。通过对炼钢厂生产流程中铁水加入量、废钢加入量、转炉、精炼炉、钢包供应和连铸等环节的分析，得出炼钢厂的物流运行框架，再根据现场实际情况及硬件设备可得出该系统的运行模拟图（见图1），炼钢厂的物流管理系统就是该运行图的基础上进行设计的。图例说明：位置1为1#连铸机 位置2为西回炉线 位置3为1#混铁炉 位置4为2#连铸机 位置5为2#炉出钢线 位置6为1#炉出钢线在现有计量设备-天车电子秤的基础上，通过配备无线数传设备、天车定位装置等，实现对铁水、废钢和钢水等物料的自动跟踪和计量。通过微机和微机网络系统，实现物流管理信息的查询功能。每台参与计量的天车配一套无线数传分站及和位置检测装置,每一计量有关位置加位置标识.（）计算机辅助生产调度的建立随着炼钢厂生产节奏的不断加快，各种物质运转速度不断加快，由于炼钢生产环节多，流程复杂，以及生产过程中的一系列不确定因素的干扰，给生产调度带来许多困难。单纯靠若干调度员去实施调查、组织、统计，凭经验实施、靠电话及对讲机传递信息的落后的生产组织方式，已不能适应高效快速连续生产的需要，生产过程中经常出现由于信息不畅而影响生产的现象。在自动化水平不断提高、信息技术应用不断创新的今天，这种方式显然是急需改进的。因而开发、应用高效计算机辅助生产调度系统以成为炼钢厂发展的必然。炼钢厂高效调度、物流管理系统的建立，充分考虑了计算机辅助调度功能，将各工艺点的时间量、温度量、物质量和工艺参数通过物流系统局域网络汇总传至调度室终端计算机，调度员可以一目了然地洞察车间生产的各重要环节，及时消除工序链中的隐患因素，合理快速有效的组织生产，炼钢厂物流管理系统原理图示意图（见图2）。图2 炼钢厂物流管理系统原理图示意图四、炼钢厂物流管理系统的组成及功能、本系统由下列互相关联的系统构成：（一）物流管理部分1、通过车间加料跨、连铸跨各天车称量及定位系统、连铸大包座架称量系统，获得混铁炉倒出铁水量、各转炉入炉铁水量、各转炉入炉废钢量、各转炉出钢量、各连铸机消耗钢水量、各连铸机产生浇余量数据，即可实现钢铁料消耗的自动跟踪。2、系统对所获得的数据进行处理，得到各转炉钢铁料消耗情况；通过手工输入各炉号入库连铸坯量，得到各连铸机钢铁料消耗情况及钢水收得率。3、系统对所获得的数据进行处理，得到混铁炉余量、转炉装准率等辅助管理数据。4、系统通过连铸提供的拉速信号，大包秤重量自动估计出剩余浇钢时间及开浇时间。5、根据吹氧信号，自动记录每炉吹氧时间。6、仿真的现场画面提供现场实时监视功能，使管理者和调度能在计算机屏幕上随时了解当前炼钢厂的生产流程状况。7、系统对生产过程自动生成调度台帐。8、系统能及时统计钢铁料消耗状况。9、网络版的系统程序。10、与转炉匹配的合金料记录统计。11、辅料接入系统，并按炉号对应记录。12、通过温度表接入，记录炉前、炉后、连铸温度，并形成报表。13、支持通用的自定义条件查询。14、支持通用的自定义条件统计，按时段及自定义条件核算到班组。15、提供人工干预平台,并建立完备的操作和故障记录。（二）过程工艺计量部分辅助信号的数据采集1、 转炉数椐采集系统管理部分采集点包括：a) 氧枪、氧气压力、流量、枪位、开氧、吹氧时间b) 氧枪、水流量c) 辅料料斗秤数据。d) 氮气压力流量2、 连铸数采系统采集点包括：a)从变频器接出拉速到拉速表b)从温度表接出大中包测温BCD码到温度转换接口。c)从大包秤接入信号经主控室计算机WINCC组态画面远传到调度室物流计算机。 3、钢水成分分析数据采集：接串口转换仪两套，可将1#、2#、3#、4#炉及精炼炉的成分通过物流管理系统分别远传至各主控操作室计算机。(三)炼钢物流系统网络连接组建局域网络，建立物流工作组使生产区域计算机PLC资源供物流系统采用，同时通过局域网络也可实现办公区域和生产区域的多用户计算机资源共享。（四）本系统软件运行平台本系统软件采用2007版炼钢专用物流管理套件,包括:1、 数据采集及推理机2、 专用浏览器软件3、 专业炼钢统计软件4、 专用历史曲线查询5、 炼钢专用配套数采软件6、 数据服务器软件五、炼钢厂物流管理系统的应用及效果： 炼钢厂物流管理系统投入运行以来，取得了良好效果，各项经济技术指标不断提高。尤其是最处使用时效果最为明显，铁水、废钢装准率，钢铁料消耗、连铸坯产量等都创历史最好水平。（一）铁水、废钢装准率的提高铁水、废钢装准率的稳定在炼钢工艺中是极为关键的，首先铁水、费钢装准率的稳定可以降低喷溅，其次便于冶炼工的生产操作及配料，也是稳定铁水收得率的重要保证，最初炼钢厂的铁水、废钢装准率仅有40%50%。物流管理系统投运以后，效果非常明显，由于客观有效的计量，加上考核力度的加强，铁水、废钢装准率迅速提高至80%以上，现在已达90%以上。（二）钢铁料消耗大幅度下降自该系统投入运行以来，炼钢厂充分利用该系统所提供的客观、准确的物料消耗记录，通过对生产个环节物料消耗的认真分析，及时找出影响消耗的原因，并及时进行调整和严加考核。使钢铁料消耗逐年下降。2004年1月2005年11月钢铁料消耗统计见表-1。2004年2月2005年11月钢铁料消耗统计2004年月份1234567891011平均消耗钢铁料消耗Kg/t1112.961120.561114.871125.221115.021113.761113.391113.351109.761108.631113.051114.5972005年月份1234567891011平均消耗钢铁料消耗Kg/t1111.521112.081112.241103.981102.161069.191095.021090.791090.911067.981095.791095.605（三）连铸坯产量更是逐年上升 由于物流系统的运行，使调度人员更好地、更及时地了解转炉及连铸生产的全过程，不仅及时有效的对生产进行了协调组织，减少了事故发生和事故损失，而且也提高了调度人员对事故的预见能力。设备事故率逐月下降，产量逐年上升。2004年3月11月炼钢厂连铸坯产量统计见表2。六、结论济钢炼钢厂物流系统能够准确、及