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炼钢厂新二区生产物流系统设计方案对于钢铁企业来讲，企业物流是最最重要的，因为企业的生产过程就是一个物流的过程，物流直接关系到生产成本的高低，企业利润的丰欠，从而影响到产品的销售价格。企业物流改造或者物流过程重组对企业降低生产成本，提高企业竞争能力，都具有特别重要的意义。一、现状分析以及系统开发的必要性炼钢厂生产工艺流程从铁水入厂到连铸坯外运，要经过脱硫-混铁炉-炉前-吹氩-精炼-连铸-钢坯管理七道工序，原料管理还穿插在其中，在新二区的生产过程中，各工序的生产数据完全靠各工序的工作人员在各岗位上进行手工记录，然后各科室再根据这些原始记录进行信息的汇总加工，各工序之间的数据信息的流通渠道不畅，并且流通中数据存在一定的损失，数据的时效性、准确性无法保证，查询十分不便，另外，由于新二区没有统一的生产指挥网络，各工序间的信息传递以及各种调度指令的下达要靠对讲机和电话来完成，不适应炼钢厂现代化管理的要求。为此，我们以各工序为基础模块进行炼钢厂生产物流系统的设计开发，分为原料、脱硫、混铁炉、调度计划、炉前冶炼、吹氩、精炼、连铸、钢坯管理九大基本模块，这不仅使全厂各工序之间信息畅通，而且只要在厂内局域网上的任何一台机器上，都可以查询到现场的生产情况，相当于开通了一条全厂信息的高速路，为生产组织、物流动态控制提供了极具参考价值的信息。二、系统开发方法与原则1．开发思路本系统采用先进的开发思想和方法，制订全面、系统、科学的开发方案，确保开发出的新系统具有良好的可管理性、可用性和可维护性。基于生命周期法和快速原型法的优缺点，本系统开发利用软件工程化的思想和方法，借助先进的开发工具，在系统分析和设计阶段采用生命周期法，在系统实现阶段采用快速原型法，使系统开发具有较高的质量和效率。2．开发原则（1）先进性原则采用新思想、新技术，使目标系统起步在较高的技术水平，以使系统具有较长的寿命期。（2）整体性原则具有较大的扩展空间，可与后续的开发实现无缝连接，因此设计时必须全面考虑系统的各个方面。（3）成长性原则系统的开发要考虑将来的变化和扩充，要考虑企业的发展。（4）经济性和安全性原则以合理的性能价格比选择硬件配置，由于该系统要和现场PLC连接，在PLC与该系统之间安装硬件防火墙，确保PLC与该系统之间通讯方式为单向。三、系统结构及其功能1．原料管理：包括进入炼钢厂新二区的各工序所使用的全部原料，从地磅开始，到各种原料的入库、各车间领用、外调、库存管理。2．脱硫工序：负责铁厂来的铁水的生产，包括铁水炉号、罐号、脱前脱后成份、压力、处理方式及原因、加料、脱硫剂成份、皮重、毛重等信息，其中加料量、喷吹压力、罐顶压力、悬浮压力、下料时间从PLC上自动采集，并将炉号、罐号、铁水成份、进站铁水温度、脱后铁水温度，信息自动显示到混铁炉工序。3．混铁炉工序：根据脱硫传递的信息，将铁水进混铁炉，动态计算出每个混铁炉的存铁量和铁水成份，并将铁水成份、温度自动传生产物流系统原料管理脱硫工序混铁炉工序调度计划吹氩工序精炼工序连铸工序炉前工艺钢坯管理递到炉前工艺微机显示，为炉前冶炼提供有价值的参考依据。4．调度计划：由当班调度下达本班生产计划，包括炉座（预留）、炉号、炉龄、计划钢种、计划连铸（预留）、计划规格、是否进精炼信息发送到对应转炉的微机，并在转炉和吹氩、精炼的单显电子屏上显示，使调度指令快速醒目地传递到相应工序。5．炉前工艺：采集铁水、废钢、铁块装入量，自动接收调度和混铁炉发送的冶炼计划、铁水成份、铁水温度，自动从PLC上采集冶炼过程中辅料加入量、开吹时间、放钢时间、拉碳次数、拉碳温度、放钢温度（人工输入，炉前将每炉的各种合金加入量，溅渣效果、溅渣时间（自采）、钢水量（自采）、氮气消耗（自采）、氧气消耗（自采）等信息输入微机，并把炉号、钢种信息发送到吹氩工艺。（炉号、钢种、出钢口次数（人工输入）、枪龄（人工输入）、氧压曲线、供氧时间、终渣情况（人工输入）、喷溅、返干。6．吹氩工序：自动显示调度计划化炉前发送的信息，并自动采集光谱成份、炉后成份，从温度中间站上采集氩前、氩后温度，吹氩将加料情况、钢包状况、吹氩情况、氩气压力、氩气消耗、吹氩时间、渣厚、各种喂线量输入、透气砖是否吹开及原因、该炉钢水去向输入微机，去精炼的传递到精炼工序，去连铸机的发送相应连铸机和相应的钢坯管理。7．精炼工序：需要进精炼的钢水，由精炼（是精炼取光谱样）将炉号、钢种、成份传递到精炼，精炼输入精炼原因、加料情况、电耗、精炼时间、成份、实际去向，发送到连铸工序和钢坯管理工序。8．连铸工序：接收吹氩、精炼发送来的炉号、钢种信息，并按炉号作为主关键字，自动显示出本炉钢的炉前装入量，出钢量，最终成份，氩前氩后温度，钢包状况，从PLC上自动采集中包温度和异常点的部位、时间、波动范围。连铸信息按浇次信息、当炉信息、异常点信息进行输入，浇次信息对应炉号每个浇次更新一次，包括结晶器，烘包，中包材质等信息，当炉信息包括规格，定尺，支数，拉坯吨数，到站、开浇、停浇时间，滑块规格、更换时间，水口更换时间等信息，异常点信息包括单流停，甩坯，故障，退回钢水等信息。9．钢坯管理：该工序为该系统的最后一道工序，该工序根据炉号可自动显示出以前工序输入的计划钢种、规格、定尺、支数、成份信息，采集每炉钢的实际钢种、码坯量、发出支数、送坯方式、温度、接坯人、发坯人、去向、车号、磅单重量，并自动计算出理论重量、磅差。如该炉钢有质量问题，将转到组坯信息中输入相关信息。10、成本管理：该模块为管理层模块，系统根据各工序的生产信息、原材物料的消耗等信息，以及系统从现场自动采集的水、电、风、气的消耗情况（目前，新二区的现场测量设备已具备自动采集数据并远传的能力），自动的计算各工序的生产成本，并生成报表自动提交到厂领导以及相应管理部门的计算机上，从而完成生产成本的实时监控。四、系统主要特点特性1．PLC信息自动采集：该系统基于PLC基础自动化的现场实时生产数据进行自动提取，实现了部分数据的自动采集，如脱硫喷吹时间、加料量、各种压力，炉前开吹时间、辅料加入量到放钢、溅渣时间及冶炼周期的整个冶炼周期的数据、连铸各种异常点的采集等，减少了人工干预成份，确保了数据的可靠性、及时性。2．工序信息关联：各工序的数据表之间通过关键字段进行连接，下道工序可自动显示出所需要的上道工序信息，减少了中间环节，保证数据的一致性，使数据传递更加快捷方便，厂领导和各职能部门在办公室内便可查询到当前生产情况，为各种决策提供动态、及时的参考信息。3．温度采集：选用仪表中间站方案，通过程序自动采集中间站的串口输出温度值，实现了吹氩、精炼、连铸的温度自动采集。减少了人工输入的误差，提高了温度数据的准确性。4．成份采集：化验室光谱数据进数据服务器，实现数据共享，光谱分析室新上一台微机，通过串口自动读取光谱分析微机内成份数据，经分析、转换、过滤后送至厂数据网服务器，数据网上其它工作站可通过读取服务器上数据，使钢水、包样、坯样成份数据能及时被各使用单位使用。单独使用一台微机来实现上述功能，该微机起到一个隔离作用，将光谱分析系统与炼钢厂数据网完全隔离，不会对光谱分析系统造成任何影响。5．建立字典库：对于各工序通用的字典库，统一规划，建立唯一字典库，确保系统各工序统一标准，如钢种、连铸规格，每个工序能够规范化输入的信息也建立字典库，以减少输入量，如脱硫工序的未扒渣原因等，也为分类统计查询奠定了良好基础。6．减少网络流量：通过Delphi的ADO控件与后台数据库连接，通过SQL语句，现场各工序只下载最近2天的数据，执行速度快，大大减少网络I/O流量，提高应用系统的性能，避免网络拥塞。7．网络分段管理：网络通过划分网段进行分段管理，使上网机器与该系统使用微机物理上隔离开，并采用网络版瑞星杀毒软件，避免病毒的破坏。8．硬件防火墙：采用硬件防火墙，使现场PLC上位机的数据只能单向发送到数据服务器，而其它机器无法访问PLC上位机，确保PLC上位机不会遭到破坏。9．备份原则：数据服务器采用双机热备，一旦一个数据服务器出故障，系统自动启动另一台数据服务器。数据服务器备份方案采用完全备份与差异备份相结合，即一个月进行一次完全备份、每天进行一次差异备份，确保数据安全。五、系统软硬件费用及开发费用预算根据以上需求分析，对系统实施费用作一下预算：单位万元。序号名称数量单价（万元）小计（万元）1.服务器IBMxSeries4458870-2AX28162.计算机（戴尔DellOptiPlex170L818P43.0G/256M/80G/17寸液晶）3.硬件防火墙2364.交换机（TP-Link全光纤智能交换机系列TL-SF2808T）50.425.Windows2003Server2126.SQLServer20032127.软件开发费1558.网络附件（光缆等）110109.合计51六、实施效果本系统实现了采集系统与工业控制系统、光谱、仪表的安全无缝连接，采集炼钢厂各工序的全部数据，实现了企业内部工序间信息传递及时，数据来源可靠、资源共享，确保信息能迅速及时传达到企业内部各职能部门，使各节点的数据通过该系统形成了一条有序的、流动的信息链，大大提高信息的及时性、准确性和可靠性，提高了工作效率，节约管理成本，并且该系统为企业管理的信息化搭建了优秀的硬件平台，这有利于我们在这个平台上开发更优秀的管理系统，使企业现代化管理水平实现跨越式发展，具有可观的经济效益和较好的社会效益。