大盘卷系统轧件跟踪可行性分析

高线/大盘卷系统轧件跟踪系统可行性报告中冶华天工程技术有限公司二○○九年二月一、总论1、主要内容高线/大盘卷轧件跟踪系统其主要功能是实时接收来自连铸的板坯信息，通过采集设备状态信息和现场检测信号实时准确地判断具体轧件的具体位置。通过通讯实时将轧件的长度、宽度、厚度、重量、温度及钢种成份等信息传送给下级过程控制系统及上级制造执行系统，为过程控制系统各项功能和制造执行系统的投入提供了保证。同时将轧件信息传送给成品标牌系统供标牌自动打印。系统建立独立的Oracle跟踪用数据库，记录板坯信息、轧制记录、成品信息，并通过人机界面对跟踪信息进行显示和跟踪修正，实现轧制过程的自动跟踪，成品数据归档，同时提供轧制及成品信息查询等功能。轧件跟踪系统是全自动轧钢的前提，根据跟踪轧件的触发信息触发相应的过程计算程序，操作数据库、调用模型计算和产生控制信息等，并为操作人员显示轧件位置、状态和轧制工艺等信息。另外实时准确的轧制记录、成品信息，为生产部门组织生产、分析产品质量、分析事故原因提供参考，为公司的决策者制定合理、科学的生产计划提供依据。2、社会和经济意义本系统开发成功及实际应用将有助于轧钢车间管理规范化，提高工作效率，减轻劳动强度，节省人力物力开支；本系统实际应用将提高公司内部管理信息的交换速度和准确率，为企业的决策者提供快捷、准确的信息，实现企业管理科学化和自动化，从而提高企业形象、管理水平和参与市场竞争的能力；本系统的开发是企业信息系统信息资源开发的重要方面，轧钢工艺是整个生产链中的重要环节，轧钢信息资源是钢铁公司重要的信息资源，轧钢管理信息系统的建设就是对这一重要信息资源的开发；本系统的推广应用将提高企业管理水平，其重大的社会效益显而易见。(1)提升工作效率，优化生产工艺，挖掘生产潜力该系统若成功投入使用，不仅可以改变该厂以往生产中繁琐的人工抄送送钢卡和送递炉号卡片步骤，而且解决了以往他们在作业中易出现的脱节问题，避免了混乱现象的发生，同时，也可为该厂生产管理指挥人员随时掌握生产进程，进行现场管理提供了重要的准确数据，为成本，能源管理提供了考核依据。(2)降低成本，提高产量该系统使用西门子公司生产的可编程控制器为主，该产品有很高的控制精度和稳定性，随着钢铁行业的进一步发展，国内钢铁企业轧钢能力均上了一个新的台阶，对自动控制系统也提出了更高的要求，目前轧钢生产线控制手段先进且复杂，靠过去人工的信息采集已远远跟不上时代的要求。因此公司必须尽快开发轧钢跟踪系统，以满足市场和用户需求。(3)信息技术改变传统工业金字塔结构的自动化控制系统通过运用现场总线技术、基于TCP/IP的以太网技术和其他的专用网络技术实现了生产制造控制信息与生产管理信息的通信和交换。在现场层实现了现场生产的运行状态、组态设计和计划执行等信息的采集和分配。在控制层不仅对工程、生产和设备的信息进行处理和分析，同时也将生产管理企业规划、资本状况、流程优化、设备维护、产品服务(采购、供货期、产品反馈)等信息通过相应的综合性能指标进行运算，然后调度生产制造现场进行执行。3、项目总体目标总体目标：1)实现轧件和生产过程重要参数的实时跟踪，以及对现场自动控制系统、连铸和上级系统的接口。2)开发成功《轧制过程的跟踪系统》软件包，可在全国冶金企业轧钢厂推广应用，并最终形成具有自主版权的商品化软件产品。3)提交完整的系统开发文档，包括系统需求说明书、系统详细设计说明书、软件测试报告、用户操作使用说明书等。二、项目技术可行性分析1、国内外技术发展现状随着我国加入WTO后全球经济一体化进程的加快，钢铁企业直接面临着同国际一流企业在技术、质量、管理、价格及服务等方面的全面竞争，一方面，激烈的市场竞争导致产品价格不断降低，利润空间越来越小，从而迫使企业必须增强内在素质，以降低生产成本；另一方面，客户对产品的质量要求越来越高，工艺革新的速度也越来越快，企业要求具备灵活的计划和调度生产手段，因此，采用先进的管理理念，利用信息化、自动化技术改造传统的钢铁企业，是使企业在当今日益激烈的竞争中立于不败之地的发展方向。如今，我国轧钢生产行业进入了又快又好的发展期，轧钢生产技术取得了显著进步，缩小了与国际轧钢技术先进水平的差距，信息化和自动化技术发挥了重要作用。在我国轧钢行业中，自动化和计算机控制系统主要还是靠引进。例如，在国内已经建成投产的50多条热连轧生产线中，引进热轧计算机控制系统的占4/5以上。轧钢行业的信息化工程或者承包给外国公司，或者请外国公司规划和设计，或者引进国外软件、套件所占比例也很大，造成关键技术受制于人，形成了“引进—落后—再引进—再落后”的局面。2、创新点1)数据采集系统完成从基本自动控制系统（Ⅰ级）采集现场实时过程数据，并保存到数据库服务器中，稳定、可靠的数据采集系统是本系统成败的关键。该采集系统将采用目前流行的OPC技术来进行数据存取和交换，OPC技术是以Microsoft的OLE/COM技术为基础建立的一项技术规范与标准，它采用客户/服务器（C/S）模型，具有语言无关性、代码重用性、易于集成和扩充等优点，它是未来基础自动化（Ⅰ级）和管理信息系统（Ⅱ级）之间数据交换的发展方向。2)计算机和PLC之间的通信技术，加热炉PLC系统与连铸系统PC计算机间的通信协议采用TCP/IP。加热炉PLC自动实时接收来自连铸系统的钢坯信息。3)数据库技术在物料跟踪系统中应用。3、知识产权情况该项目是中冶华天独立开发，具有可靠性好，能帮助和提高产品产量及质量，其知识产权归中冶华天所有，能形成中冶华天的自主品牌，应具有一定的市场竞争力。三、项目实施方案1、技术方案1)加热炉系统进料：正常情况加热炉PLC系统自动接收来自连铸系统的坯料炉号规格，经过炉前侧长和称重后形成完整的坯料信息，待人工确认或自动确认后方可送入炉内。加热炉PLC系统与连铸系统的通信协议采用TCP/IP。炉内：坯料入炉后，步进梁前进或后退，根据步进步数对坯料进行跟踪。踪信息包括：钢坯炉号、规格、长度和重量。炉内跟踪信息显示要区分不同炉号和不同规格。同时人工可修改。出料：当钢坯头部到达1#热检时，出料悬臂辊钢坯信息传给主扎线系统1#轧件映像区，当钢坯尾部到达1#热检时，删除出料悬臂辊上钢坯映像，以便接收下一块钢坯。当步进炉进行退坯操作时，系统具有退坯跟踪功能；2)主扎线系统主扎线系统的轧件跟踪是通过HMD1、HMD6和HMD13、HMD20热检信号来判断。主扎线系统设2个钢坯映像区。其中HMD1为加热炉出口处热检、HMD6为12#机架后热检、HMD13为大盘卷BRSM后热检、HMD20为高线吐丝机前热检。当钢坯头部到达1#热检时，出料悬臂辊钢坯信息传给扎线1#映像区；当钢坯头部到达6#热检时，扎线1#映像区钢坯信息传给扎线2#映像区；当钢坯头部到达13#热检时，扎线2#映像区钢坯信息传给盘卷区系统；当钢坯头部到达20#热检时，扎线2#映像区钢坯信息传给高线区系统；当钢坯尾部到达6#热检时，清除扎线1#映像区钢坯信息；当钢坯尾部到达13#或20#热检时，清除扎线2#映像区钢坯信息；当1#、2#、3#或4#飞剪碎断时，自动清除扎线1#、2#映像区钢坯信息；轧线1#、2#映像区钢坯信息人工可修改。3)高线收集区高线风冷线设4个钢坯映像区，当HMD20热检检测到钢头信号，系统自动将风冷线3#映像区钢坯信息传给4#映像区，2#映像区钢坯信息传给3#映像区，1#映像区钢坯信息传给2#映像区，扎线2#映像区钢坯信息传给风冷线1#映像区。下次来钢以此类推。高线集卷站设芯棒1#、2#、运卷车共3个线卷映像区。1)首次集卷芯棒为1#芯棒，当检测线卷头部达集卷筒时，首先判断来钢信息在几号风冷线映像区，然后将此信息传给芯棒1#映像区，当检测线卷尾部达集卷筒时，清除风冷线对应映像区信息。下次来卷信息将存入芯棒2#映像区。芯棒1#、2#映像区交替工作。2)1#芯棒处水平位，当运卷车将水平位芯棒上线卷移走时，芯棒1#映像区线卷信息传递到运卷车线卷映像区，同时清除芯棒1#映像区信息。当下次来卷芯棒旋转后，2#芯棒处水平位，小车移走线卷时，将芯棒2#映像区线卷信息传递到运卷车线卷映像区，同时清除芯棒2#映像区信息。3)运卷车将芯棒处线卷送至C型钩位时，系统自动保存运卷车映像区线卷信息到成品数据库中，同时清除运卷车映像区数据。4)盘卷收集区盘卷收集区设置27个盘卷映像区：1#卷取机、2#卷取机、四段步进梁上24个棒卷工位、移送运卷小车。1)首次1#卷取机工作，当BRSM后热检检测到钢头时，系统将扎线2#映像区钢坯信息传给1#卷取机。当卷取机集满整卷后由盘卷移送机将盘卷移到步进梁上，步进梁就会向前步进一格，步进梁各个棒卷工位映像区信息依次后移，1#卷取机盘卷信息传给步进梁1#映像区，清除1#卷取机映像区。2)下次来卷2#卷取机工作，当棒卷移至步进梁，步进梁向前步进一格后，步进梁各个棒卷工位映像区信息依次后移，2#卷取机盘卷信息传给步进梁1#映像区，清除2#卷取机映像区。3)1#、2#卷取机交替工作。步进梁在自动或半自动方式下，向前步进一格，盘卷信息各个棒卷工位映像区信息依次后移，手动方式下需人工修正。4)当位于步进梁末尾盘卷运卷车将盘卷从步进梁上卸下时，系统自动将步进梁24#映像区信息传给移送小车，当C型钩将盘卷运卷车上盘卷运走后系统保存运卷车映像区线卷信息到成品数据库中，同时清除运卷车映像区数据。2、生产实施方案该项目于2010年x月正式立项并成立项目开发小组，具体进度安排如下：·第一阶段：调研及资料收集阶段2009年7月至2009年9月，开发小组成员到相关企业考察和收集设计资料，为具体开展设计工作做技术准备。·第二阶段：系统开发阶段2009年10月至2009年12月，开发小组完成系统开发。·第三阶段：完成设计阶段2010年1月至2010年3月，完成开发设计。·第四阶段：现场调试从2010年3月～2010年12月，开始结合安泰高线及大盘卷生产调试，完成设计成果的应用，并进行总结。3、产品经营销售本项目开发成功后，随即进入推广应用阶段。从xxxx年x月开始，结合国家发改委的产业发展政策，通过我公司商务部网络和公司网站在全国宣传和推广该项技术，结合中冶华天相关工程项目进行应用并完成系统安装；同时坚持主动走出去，向我们的潜在用户推介我们新开发的跟踪系统，争取更大的社会、经济效益。四、市场调查和竞争力预测1、市场前景预测随着我国钢铁产量的不断增加和企业自动化及管理水平的提高，自动化1.5级跟踪系统在随后的几年内将会被广泛地应用于钢铁厂中。不仅新建的钢铁企业要自动化跟踪系统；一些已建的钢铁企业，随着钢铁产量的增加，也需再建跟踪自动化系统，因此，自动化跟踪系统使用前景是非常可观的。2、竞争力预测目前市场上从事自动化跟踪系统设计单位的较多，但水平参差不齐。我公司具有如下优势：1）在从事自动化设计方面已有近30年经验和积累，在国内冶金自动化行业中具有良好的声誉；2）我们新开发的跟踪自动化系统具有，设计手段先进、工作安全可靠：并且拥有自主知识产权。3）我公司还与国内多家钢铁企业具有紧密的联系，有很好的客户基础。由于拥有以上三个优势，本产品的市场竞争优势将十分明显。五、投资估算及资金筹措1、投资估算本项目的投资估算为100万元，其具体分项如下：1）课题组人工时，计30万元；2）前期调研费用，计x万元；3）设备购置，计50万元；4）设备安装和现场调试费，计x万元；5）人员差旅费用，计5万元；6）市场开拓费用，约x万元；7）其他费用约15万元2、资金筹措本项目是中冶华天的开发科研项目，所需项目资金从中冶华天科研开发经费中支出。六、经济和社会效益分析钢铁企业配置跟踪自动化系统，降低成本、提高产品质量，具有很大的经济效益和社会效益。轧件跟踪系统在钢铁企业投运，为企业生产经营提供了方便、快捷、安全的信息数据处理手段，实现了对能源物资计量数据、产品质量数据的实时监控和信息资源的共享，能够快速、准确生成各种所需的报表，大大提高了对生产和经营的管理与控制决策能力，提高了管理水平和生产效率，堵塞了管理漏