宝钢三期工程三电系统概述(上)
日期：2008-8-11 22:56:18 来源：中国自动化网
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第1篇：宝钢三期工程三电系统概述(上)
第2篇：宝钢三期工程三电系统概述(下)
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摘要 叙述了宝钢三期三电系统引进新技术、水平及主要特点，建成后形成从基础自动化到全公司4级计算机系统，通过公司光纤主干网形成全公司综合管理系统。
关键词 宝钢三期工程三电系统应用
0 前言
宝钢于1985年9月完成一期工程建设，1991年6月完成二期建设，此时形成年产铁水650万t，钢水671万t的生产能力，1995年钢产量达850万t，取得了良好的经济效益。目前正在进行的三期建设是在一、二期规模和品种的基础上进行扩充，将在2000年之前陆续建成。建成后将形成1 100万t/a钢的生产能力。三期建设包括：原料、烧结、焦化、高炉、转炉、连铸、电炉、圆(方)坯连铸、热轧、冷轧、电厂和热电装置，以及相应辅助设施，如图1所示，使产品结构进一步优化，以满足市场急需特定产品的需求(如镀锡板、汽车板和电工钢等)。
三期建成后主要形成两条大的物流，一条为冷热轧板卷生产物流，即二炼钢→二连铸→二热轧→二冷轧；另一条为电炉→圆坯连铸→线材等及部分圆坯，给已有的钢管厂供料。其特点是：
.新建工序与原有工序有复杂的物流交叉，把握信息流与物流同步难度很高；
.三期一部分单元是在原有设备基础上扩充，且原有设备面临改造，如原料堆场、能源中心等，建成后成为一个统一的单元，新老系统切换复杂；
.三期建设各单元不同时投产，因此单元间集成困难；
.三期建成后，三期与一、二期形成一个互为有机联系的整体，要求合理地组织生产，因此对公司的产销管理系统提出很高要求。 三期建成后，宝钢将成为世界上特大型现代化钢铁联合企业，各道生产工序装备都有先进的工厂自动化和计算机管理系统，将帮助达到以下目的： .提高产品的产量和质量，适应高难度、高附加值产品的生产；
.降低成本，降低能耗，省力化；
.最大限度减少信息“孤岛”，提高信息加工处理能力和提高全公司信息资源的共享性，从而提高全公司综合管理水平，以最小的投入赢得最大的市场和效益。
1 系统概要
1.1 系统层次
宝钢计算机系统在逻辑上分两层：工厂自动化和公司信息管理，根据各层的特点在物理实现上又分为不同的级。
(1)第1层 工厂自动化(FA) 在工厂自动化范围内，分为基础自动化、过程计算机控制、生产控制管理3级系统，分别简称L1、L2、L3。主要完成对生产过程的自动控制和管理。
第1级L1 基础自动化级(BA)，由PLC、DCS、MMI及相应控制网络等组成。主要功能有顺序控制，生产过程控制，包括热工过程的PID控制，设备的控制，如APC(自动位置控制)、AGC(自动厚度控制)、AWC(自动宽度控制)，以及数据采集等，是确保生产的最基础控制级。
第2级L2 过程控制级。主要功能：通过数学模型计算各工艺参数，采用自学习、自适应等控制技术优化过程控制，以确保最佳控制设定值(送L1)，物料跟踪和数据收集等。该级主要确保产品加工质量。
第3级L3 (车间或工序)生产控制管理级。主要功能：对所加工的产品实物由本单元的上工序供料开始到本单元生产直到出厂的全过程在线管理，包括全线物流跟踪，库管理，作业计划的编制和调整，在线质量管理及数据通信等。其中全线物流跟踪是全公司信息管理基础。各L3物流跟踪如表1所示。随着物料的加工，信息也相应被加工处理。该级确保车间(或工序)正常组织生产。
(2)第2层 公司信息管理层
分为区域管理级(准L4级)和公司管理级(L4级)。
准第4级L4 区域管理级，介于L4级和L3级之间，如铁区区域机。主要功能有原料和能源两部分管理。
原料：根据铁水的月生产计划制定原料各分厂(原料、烧结、炼焦等)的月生产计划、生产实绩、质量等管理。
能源：根据各单元月生产计划制定能源平衡计划及能源供需平衡预测等。
第4级L4 公司管理级(产销系统)即特大型的企业级管理系统。主要功能由5大系统、42个功能模块组成，5个系统是生产、质量、出厂、销售、财务等管理系统。
综上所述可以看出：第一，工厂自动化包括L1、L2、L3，主要是按计划组织生产，追求最优控制，提高产品加工质量，降低成本、能耗，省力等。第二，公司(企业)管理L4(包括L3)，实现以财务为中心，合同为主线，从用户需求，合同订单开始组织生产，直到产品出厂，发送到用户，进行全过程的管理，追求成本最低，企业利润最大，用户最满意，从而使企业赢得最好的效益。通过全公司光纤主干网，L4将三期与一、二期以及不同工序和管理进行有机整合，形成全公司综合管理系统。第三，级间的关系是下级向上级传送实绩数据，上级向下级传送指令，形成大系统意义上的闭环和符合PDCA的螺旋式循环的质量保证体系。越是下级，实时性和响应性要求越高；越是上级，信息的处理量越大。L3级上主干网，实现随物料流动，信息由上游工序同步传送到下游工序，从而使管理机能得到全工序的物流跟踪信息，并在此跟踪信息的基础上派生资金流、合同执行等管理流。因此物流跟踪的核心是信息流与物流的同步，这也是实现正确及时管理的基础。第四，由于计算机技术、网络技术及分布式数据库技术等的迅猛发展，引入平面概念，加上客户机/服务器结构的引入，级的概念也在更新。因此对级的概念也在不断拓宽和加深认识。
1.2 系统配置
宝钢三期三电系统配置概要如图2所示，图中不包括能源中心、电厂、化工等单元的三电系统，也不包括原有计算机系统。三期引进公司级管理机3台，其它计算机100余台，若加上现有计算机约200台。
2 引进的新技术及特点
2.1 网络技术
采用计算机网络技术，形成从车间到全公司多层次综合企业计算机网络系统。
2.1.1 多层次的网络系统，且各层次之间及同层次之间网络互联
(1)管理层网络 L4级采用最新的ATM异步传送方式的网络，组成公司的光纤主干网，如图3所示。
NMC—网络管理中心；MIS—管理机系统；NMS—网络管理系统；3MS—公司管理机；8260—ATM交换机；8274—以太网交换机；2SM—二炼钢；EAF—电炉；2CR—二冷轧；2HT—二热轧；L—本地；R—远程；E—以太网；A—ATM网
ATM网是一种使用交换方式，面向网络连接的技术，为无数用户提供高速节点，各个节点并行工作，使得ATM交换机同时支持多路传送，避免了共享介质网络中通常遇到的带频限制和数据瓶颈问题。
目前主干网链络带宽均为155 Mb/s，整个主干网带宽在数个Gb/s，实现高速传送，满足数据、图形、语音、图像等多媒体通信要求，支持交换式虚拟网络和先进的网络管理。网络覆盖三期新建单元，三期建成后与目前二期TDM光纤主干网一起，形成宝钢统一高速光纤主干网，实现透明传输，总覆盖约70～80 km。
L3级车间局域网，采用Ethernet TCP/IP网，传送速率10 Mb/s，视距离分别采用光纤或同轴电缆，目前已引进5个L3局域网，每个局域网覆盖全车间(厂)。在网上除挂L3主机外，有操作终端、打印机等。
(2)过程控制网，共2级。
过程控制级网，要求传送电文短，响应快。有采用同轴以太网，也有采用制造厂的专用网，如表2所示。如1 580 mm热轧L2，采用三菱电机专用光纤网Dataway MDWS-60F。
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关键词 宝钢三期工程三电系统应用
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——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
0 前言
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宝钢于1985年9月完成一期工程建设，1991年6月完成二期建设，此时形成年产铁水650万t，钢水671万t的生产能力，1995年钢产量达850万t，取得了良好的经济效益。目前正在进行的三期建设是在一、二期规模和品种的基础上进行扩充，将在2000年之前陆续建成。建成后将形成1 100万t/a钢的生产能力。三期建设包括：原料、烧结、焦化、高炉、转炉、连铸、电炉、圆(方)坯连铸、热轧、冷轧、电厂和热电装置，以及相应辅助设施，如图1所示，使产品结构进一步优化，以满足市场急需特定产品的需求(如镀锡板、汽车板和电工钢等)。
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三期建成后主要形成两条大的物流，一条为冷热轧板卷生产物流，即二炼钢→二连铸→二热轧→二冷轧；另一条为电炉→圆坯连铸→线材等及部分圆坯，给已有的钢管厂供料。其特点是：
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.新建工序与原有工序有复杂的物流交叉，把握信息流与物流同步难度很高；
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.三期一部分单元是在原有设备基础上扩充，且原有设备面临改造，如原料堆场、能源中心等，建成后成为一个统一的单元，新老系统切换复杂；
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.三期建设各单元不同时投产，因此单元间集成困难；
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.三期建成后，三期与一、二期形成一个互为有机联系的整体，要求合理地组织生产，因此对公司的产销管理系统提出很高要求。 三期建成后，宝钢将成为世界上特大型现代化钢铁联合企业，各道生产工序装备都有先进的工厂自动化和计算机管理系统，将帮助达到以下目的： .提高产品的产量和质量，适应高难度、高附加值产品的生产；
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.降低成本，降低能耗，省力化；
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.最大限度减少信息“孤岛”，提高信息加工处理能力和提高全公司信息资源的共享性，从而提高全公司综合管理水平，以最小的投入赢得最大的市场和效益。
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1 系统概要
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1.1 系统层次
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宝钢计算机系统在逻辑上分两层：工厂自动化和公司信息管理，根据各层的特点在物理实现上又分为不同的级。
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(1)第1层 工厂自动化(FA) 在工厂自动化范围内，分为基础自动化、过程计算机控制、生产控制管理3级系统，分别简称L1、L2、L3。主要完成对生产过程的自动控制和管理。
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第1级L1 基础自动化级(BA)，由PLC、DCS、MMI及相应控制网络等组成。主要功能有顺序控制，生产过程控制，包括热工过程的PID控制，设备的控制，如APC(自动位置控制)、AGC(自动厚度控制)、AWC(自动宽度控制)，以及数据采集等，是确保生产的最基础控制级。
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第2级L2 过程控制级。主要功能：通过数学模型计算各工艺参数，采用自学习、自适应等控制技术优化过程控制，以确保最佳控制设定值(送L1)，物料跟踪和数据收集等。该级主要确保产品加工质量。
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第3级L3 (车间或工序)生产控制管理级。主要功能：对所加工的产品实物由本单元的上工序供料开始到本单元生产直到出厂的全过程在线管理，包括全线物流跟踪，库管理，作业计划的编制和调整，在线质量管理及数据通信等。其中全线物流跟踪是全公司信息管理基础。各L3物流跟踪如表1所示。随着物料的加工，信息也相应被加工处理。该级确保车间(或工序)正常组织生产。
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(2)第2层 公司信息管理层
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分为区域管理级(准L4级)和公司管理级(L4级)。
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准第4级L4 区域管理级，介于L4级和L3级之间，如铁区区域机。主要功能有原料和能源两部分管理。
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原料：根据铁水的月生产计划制定原料各分厂(原料、烧结、炼焦等)的月生产计划、生产实绩、质量等管理。
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能源：根据各单元月生产计划制定能源平衡计划及能源供需平衡预测等。
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第4级L4 公司管理级(产销系统)即特大型的企业级管理系统。主要功能由5大系统、42个功能模块组成，5个系统是生产、质量、出厂、销售、财务等管理系统。
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综上所述可以看出：第一，工厂自动化包括L1、L2、L3，主要是按计划组织生产，追求最优控制，提高产品加工质量，降低成本、能耗，省力等。第二，公司(企业)管理L4(包括L3)，实现以财务为中心，合同为主线，从用户需求，合同订单开始组织生产，直到产品出厂，发送到用户，进行全过程的管理，追求成本最低，企业利润最大，用户最满意，从而使企业赢得最好的效益。通过全公司光纤主干网，L4将三期与一、二期以及不同工序和管理进行有机整合，形成全公司综合管理系统。第三，级间的关系是下级向上级传送实绩数据，上级向下级传送指令，形成大系统意义上的闭环和符合PDCA的螺旋式循环的质量保证体系。越是下级，实时性和响应性要求越高；越是上级，信息的处理量越大。L3级上主干网，实现随物料流动，信息由上游工序同步传送到下游工序，从而使管理机能得到全工序的物流跟踪信息，并在此跟踪信息的基础上派生资金流、合同执行等管理流。因此物流跟踪的核心是信息流与物流的同步，这也是实现正确及时管理的基础。第四，由于计算机技术、网络技术及分布式数据库技术等的迅猛发展，引入平面概念，加上客户机/服务器结构的引入，级的概念也在更新。因此对级的概念也在不断拓宽和加深认识。
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1.2 系统配置
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宝钢三期三电系统配置概要如图2所示，图中不包括能源中心、电厂、化工等单元的三电系统，也不包括原有计算机系统。三期引进公司级管理机3台，其它计算机100余台，若加上现有计算机约200台。
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2 引进的新技术及特点
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2.1 网络技术
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采用计算机网络技术，形成从车间到全公司多层次综合企业计算机网络系统。
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ATM网是一种使用交换方式，面向网络连接的技术，为无数用户提供高速节点，各个节点并行工作，使得ATM交换机同时支持多路传送，避免了共享介质网络中通常遇到的带频限制和数据瓶颈问题。
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目前主干网链络带宽均为155 Mb/s，整个主干网带宽在数个Gb/s，实现高速传送，满足数据、图形、语音、图像等多媒体通信要求，支持交换式虚拟网络和先进的网络管理。网络覆盖三期新建单元，三期建成后与目前二期TDM光纤主干网一起，形成宝钢统一高速光纤主干网，实现透明传输，总覆盖约70～80 km。
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L3级车间局域网，采用Ethernet TCP/IP网，传送速率10 Mb/s，视距离分别采用光纤或同轴电缆，目前已引进5个L3局域网，每个局域网覆盖全车间(厂)。在网上除挂L3主机外，有操作终端、打印机等。
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(2)过程控制网，共2级。
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过程控制级网，要求传送电文短，响应快。有采用同轴以太网，也有采用制造厂的专用网，如表2所示。如1 580 mm热轧L2，采用三菱电机专用光纤网Dataway MDWS-60F。
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