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集成与贯通,看新余钢铁智能化如何炼成?

集成与贯通,看新余钢铁智能化如何炼成?

航空母舰作为军事实力的象征,向来是大国逐力的标配。然而,航母生产技术不仅复杂,还对各种材料要求极高。就以航母夹板钢材来说,其强度相当于一平方厘米要承受住5000~8000公斤的冲击力。正因特殊,西方国家长期对中国航母钢材生产技术进行封锁。2008年以来,为突破航母钢材生产技术,中国钢铁企业联合攻关,历经三年突破航母特种钢生产技术,其意义不仅在于解决国产航母的基础材料问题,更推动国内钢铁企业走上技术驱动产业创新的道路。

新余钢铁智能化转型之路

新余钢铁集团有限公司是一家年产能达千万吨的省属大型国有钢铁联合企业,已成功推出面向海洋工程用钢、IF钢、临氢钢、低温移动式罐车用钢、耐磨钢、模具钢、汽车用钢、高牌号冷轧电工钢等几十类高端产品,广泛运用于石油石化、大型桥梁、军用船舶、核能电厂、航空航天等国家重点工程,远销多个国家和地区。

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近年来,随着国家基础设施、铁路桥梁、建筑及水利等行业的快速发展,市场对长材轧钢的产品质量要求日益提升,为满足各行业对更高品质钢材的蓬勃需求,革新生产工艺就成为当务之急。

由于当前高速棒材已被越来越广泛的使用,根据轧钢生产工艺智能化发展的趋势,提升高速棒材生产线的智能水平已成为企业迫切的需求。为此,新余钢铁希望通过产线升级改造来扩充高速棒材的生产。通过与工厂负责人沟通了解到,与传统生产线相比,高速棒材生产线对控制精度、传动能力、数据可靠性有了更高的要求,传统的管理控制模式也无法满足高速棒材生产工艺要求。

为满足高速棒材生产工艺对控制精度、数据可靠性等要求,实现智能化生产,工厂必须在内部纵向打通从ERPMES,再到车间现场的业务衔接,实现数据的由下而上纵向贯通。同时为保证智能化生产计划一体化和全程物料跟踪,还必须实现横向联接炼钢和棒材轧制,实现生产组织和数据采集的自动化、生产控制和物料跟踪以及有序、规范的生产管理的精细化,贯穿新高棒产线的销售、生产、质量、发货等业务运作。

为实现业务系统纵向贯通与横向集成,新钢在现场导入MES系统。系统向下与自动化设备对接实现实时的数据交互,向上与企业ERP管理系统对接,及时获取生产的计划和变动信息。同时,新高棒MES系统纵向连接公司ERP层以及各机组过程控制系统,实现管控衔接。

工厂信息化实施负责人对记者表示:“由于MES需要持续从生产线的PLC获取实时数据,并进行现场的数据处理,因此对现场的数据采集服务器提出了非常苛刻的要求,绝不允许出现短时间的故障,否则将造成生产过程中的损失。而传统的双机热备架构,由于切换过程中存在空窗期,已经不能满足当前的不停机数据采集需求。”

保障智能化生产的定海神针

保障智能化生产的基础条件是什么?笔者认为是保障业务连续性和运行过程安全。这包括系统安全,也包括人员安全。要实现这个目的,除了采用更加稳定可靠的工业服务器来承载业务,还需要保证现场数据的稳定采集。特别是随着工业智能化水平的提升,工业自动化和工厂无人化的出现,这种需求日趋强烈。那么,为保障新高棒智能化生产线稳定可靠运行,新余钢铁采取了哪些措施和手段?

具体来说,新余钢铁改变了传统通过双机热备的部署模式,通过选择容错能力更强的Stratus ztC Edge边缘计算方案。

1ztC Edge利用虚拟化、高可用容错软件提供节点系统化容错能力,当系统硬件模块设备发生故障时,依然可以保证用户数据采集业务的可持续运行。由于Stratus ztC Edge边缘技术容错服务器具有零秒切换的冗余能力,这使得它成为了解决当前产线数据采集子系统问题的最佳解决方案。通过基于Micro checkpoint的容错同步技术,ztC提供了超过99.999%的可用性,从而为用户的应用提供了FT容错级别的冗余保护。

2由于MES需要持续从生产线的PLC获取实时数据,并进行现场的数据处理,对现场的数据采集服务器提出了非常苛刻的要求。ztC Edge支持通用的OT和IT协议,更容易集成到现有的工业自动化环境中。SNMP请求和陷阱可用于配置通知和警报。客户可以通过OPC UA或REST API在大多数第三方系统管理工具和仪表盘中呈现相关系统数据。

3ztC Edge具有精密小巧的机身,基于无风扇低功耗的静音设计,可直接在现场苛刻的环境下运行。企业可以在产线边缘节点上就地处理和分析数据,保证数据的实时性和可靠性,完美替代传统工控机,可保证无人值守,降低了用户的TCO总体拥有成本。

随着新高棒MES系统的正式上线,新高棒产线现在已完成了从原料入库到成品发运全流程全自动跟踪与管控。新余钢铁的项目的负责人表示:“新高棒生产线通过大量的数据采集和跟踪替代了传统的人工手抄收录数据、电话传递信息的模式,将这些传统模式的工作全部转为线上进行,且大部分数据均为自动采集,减少了生产过程中的人为干预,真正做到了数据的实时更新,流转有序,也大大减少了操作工的工作压力和工作强度,实现了全流程的无纸化、自动化、智能化。”

对新余钢铁而言,MES系统的全面投入使管理更加透明化、精细化和规范化,同时也使线棒材厂的管理效率和管理精度也上升到了一个新台阶。

审核编辑(
王静
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