钢企二级网络系统

西安阿图达工业机器人有限公司

2019.11.20

系统说明

冶炼二级系统（以下简称该监控系统），采用TCP/IP网络通讯实现冶炼系统信息的传输、交换和管理。系统集控制、信号采集、数据归纳和运行管理为一体，实现了冶炼设备分散冶炼、集中数据管理的功能。

本监控系统主要功能实现单炉数据追溯、数据共享及数据监控功能。每台分设备设有监控主机，总控设有监控看板、监控主机、打印机等设备。

总体架构

系统网络结构

系统总体采用分散、分层式结构设计。整个系统分为三层：现场控制层(一级：Wincc及plc)、通信管理层(二级分控)和系统管理层（主控）。

现场控制层：

现场控制层指现场冶炼系统控制部分，包括Wincc上位机、PLC及其他可通讯设备。

本系统中常用的有s7300系列PLC、s7400系列PLC和1500系列PLC（兼容市面多数PLC）。

通讯管理层：

通讯管理层指各冶炼单元的二级电脑。本系统中通讯管理层有两个任务：使用西门子OPC协议与现场控制层Wincc软件进行数据交互监控事件信号及冶炼数据信息，再通过TCP/IP协议将数据整理存入数据库服务器；通过读取数据库服务器中其他冶炼单元上传的数据以界面化方式展示相关环节生产实况信息。主要设备有各单元工控机、数据服务器、二级工作站电脑。

系统管理层：

系统管理层指总控、移动终端及生产看板。通过系统管理层可以维护冶炼工艺、查看各冶炼单元实况信息、查看设备在线情况，也可打印各个冶炼单元冶炼报表。系统管理层中生产看板有两块，一板轮循展示电炉、精炼炉连铸、和轧机的生产实况，一板放大展示需要详看的冶炼单元。主控PC用来维护基础数据、维护设备信息、查看历史报表和完成打印功能。

设备包括

2台55寸液晶显示屏

   1台dellPC

1台惠普打印机

附加设备


数据库服务器、交换机、光纤收发器、UPS电源

联网冶炼单元

该系统共包含以下单元：

1、电弧炉；

2、精炼炉；

3、化验室；

4、连铸机；

5、轧机

6、电力系统

7、其他冶炼有关可联网设备

功能介绍

总控

功能

PC端:

实况轮循展示：在外扩看板上按指定时间切换展示各个生产单元生产数据

指定冶炼单元实况查看：在外扩看板上选择要查看的某个生产单元数据

系统维护：管理系统开启的功能

人员维护：各个工位操作人员信息管理便于生产追溯使用

冶炼单元生产历史数据查看：可查看各个生产单元事件记录、温度记录、加料记录、报警记录及报表等详细信息

报表：根据筛选条件查看生产单元分报表查询和总报表查询

用户维护：系统操作人员维护

数据维护：异常信息更新

移动终端：

指定冶炼单元实况查看：在外扩看板上选择要查看的某个生产单元数据

报表：根据筛选条件查看生产单元分报表查询和总报表查询

消耗统计：水、电、气等资源消耗

与MES数据交互

     数据交互分为两种：数据推方式和数据拉方式

     数据推方式：MES系统提供接口，二级网络系统调用接口将数据发送给MES。

数据拉方式：二级网络系统提供接口，MES调用接口从二级网络数据服务器采集数据。

        电炉及精炼炉   

功能：

基础数据监控：炉号、钢种、实测温度、冶炼时间、有功电度、无功电度、氧气或氩气消耗等关键数据

测温记录：自动记录每次测温枪测温数据

加料记录：记录每次自动加料数据包括物料代码、物料名称、加入量和加入时间

其他生产单元数据共享：展示其他生产单元最新生产数据便于把控生产节奏

报警记录：记录本炉次下各个报警信号包括报警来源、报警名称、报警开始时间和报警结束时间

事件记录：记录本炉次下所有设备动作信息 （冶炼开始、 冶炼结束、 炉盖动作、 电极加紧放松、 分合闸 、事故信息等）例如：起炉盖   2019：13：35

报表：根据筛选条件生成报表支持各种联合条件

分为日报、 月报、 班报及综合报表，可打印可保存为excel格式。

化验室

功能：

采集分析结果：分析数据有两种一种是通过光谱分析仪直接通过通讯方式采集一种由人工填写化验结果数据

发送分析结果到指定工作站：由化验室工作人员将化验结果发送到指定冶炼单元指定炉号下。

记录查询：化验室化验数据发送记录查询

数据维护：已发送化验室数据提供在线维护并自动生成维护记录

化验室维护：管理可发送冶炼单元

连铸

功能：

基础数据监控：每流浇铸状态、二流水流量监控、结晶器水流量监控、大包钢水重量、大包钢水温度、开浇时间、结束时间、水压力等数据监控

其他生产单元数据共享：展示其他生产单元最新生产数据便于把控生产节奏

物料消耗记录：连铸耗材统计

报警记录：记录本炉次下各个报警信号包括报警来源、报警名称、报警开始时间和报警结束时间 生成记录列表

运转事项记录：记录连铸机下所有设备动作信息 生成记录列表

报表：每炉拉坯数据自动生成报表

分为日报、 月报、 班报及综合报表，可打印可保存为excel格式。

轧机

功能

实况信息：记录轧机在线数据信息

报警记录：记录轧机系统设备报警信息生成记录列表

运转事项记录：记录轧机下所有设备动作信息生成记录列表

报表：分为日报、 月报、 班报及综合报表，可打印可保存为excel格式。

总结

以往靠人工记录数据是我们制造业传统的方式，这种方式存在很多弊端：

在数据的时效性、准确性达不到新一代企业管理的要求，

纸质数据不能直接载入MES系统，重复的录入工作增加不必要的负担，如果不录入，MES数据和一级设备数据就会断层。

人工记录对设备发出的异常不能及时处理，日积月累对设备寿命、企业和个人安危容易造成隐患，也威胁着企业的生存。

纸质记录制约着企业信息化管理的发展给人以落后的印象。

二级网络系统优点：

架起了MES系统与底层设备之间桥梁，可以实现上层与底层数据互通。

24*365模式准确实时记录数据，不存在漏录错录情况。

数据追溯方便，对于质量管理和产能管理提供精准数据。

实时数据多平台可查随时调整生产节奏。

操作简单自动记录为一线员工减负。

为企业信息化生产智慧化生产提供依据。

西安阿图达工业机器人有限公司

2019.11.20