一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法

2023-05-14 14:26:56 4

專利名稱：一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法
技術領域：
本發明涉及一種對工業生產全過程進行遠程監控的方法，特別涉及一種煉鋼 連鑄生產工序集中監控的方法，通過計算機將生產工序的物流和信息流以非常直 觀、形象的方式實時地結合在一起，進行遠程監控，均衡各工序之間的生產。可 廣泛應用於工序多、分布廣、工序間按照一定流程，按照計劃組織生產的企業， 在信息管理系統上實現遠程集中監控管理。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展和社會的不斷進步，對生產過程的質量控制、生產 系統綜合調度能力的要求也日益提高。煉鋼生產已經成為鋼鐵企業重點關注的一 道生產工序，它生產的產品質量的好壞、生產工序銜接的好壞直接影響物流平衡 和工序能耗等綜合指標。過去依賴工業電視、信息化管理系統等解決了現場監視、 生產線各工序的計劃編排等問題，但是管理部門對於現場生產各工序狀態信息的 掌握往往還是滯後的、不全面的，物流和信息流無法聯繫在一起，缺少一種能夠 讓管理者比較直觀的全面地掌握現場生產情況的手段。調度計劃信息也因此不能 很好的下達到相關的操作崗位，計劃執行率和計劃的指導意義大大折扣。國內外先進鋼鐵企業在過程控制級都已經實現對所控制區域單體設備的實 時監控，比較直觀形象，但對於各工序之間集成在一起，以一種直觀、形象的方 式，在管理信息系統上實時反映現場生產狀況、產品質量信息和計劃執行情況、 能夠有效支撐生產計劃動態調度的，目前還沒有發現。中國專利申請CN200410009705.6公開了 "一種煉鋼連鑄生產在線動態調度 方法"是關於一種煉鋼連鑄生產在線動態調度方法的專利，主要是根據生產情況， 執行動態調度的一種方法，中國專利申請CN200510111354.4公開了 "煉鋼連鑄 生產工藝中的出鋼計劃排程方法"是一種煉鋼連鑄生產工藝中的出鋼計劃排程方 法；JP10235540A " SCHEDULING SYSTEM FOR MANUFACTURING PROCESS"是提供 一種生產製造的計劃調度系統；JP09235610A "OPERATIONAL SCHEDULE MAKING SYSTEM IN STEELMAKING PROCESS"是一種調度計劃，使冶煉按照計劃進行，確 保連鑄連澆得有序進行，它們都是對生產主線上生產工序進行計劃調度，均衡生 產線物流匹配，都不包括物流跟蹤和質量控制方面的信息和鋼包作業、鐵水處理 的計劃調度。 發明內容-本發明的目的是提供一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，主要解決現有 監控方法對象單一，無法覆蓋整個生產流程的技術問題。本發明的技術方案為 一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，包括以下步 驟a、建立計算機監控網絡，首先將管理信息系統和各個生產單元過程控制系 統建立網絡，使用TCP/IP協議，創建接口表，將不同系統之間的通訊，採用不 同的規約，按照隊列的方式發送和接收處理；b、建立工序控制流程，根據生產 單元的位置按照物流順序排列，構成工序控制流程；c、生產流程的監控，生產 計劃信息以澆鑄計劃為基礎，以出鋼計劃為核心，將鐵水計劃、廢鋼加料計劃、 鋼包計劃、轉爐吹煉計劃和鋼水精煉計劃建立關聯，進行全面監控；d、動態數 據調整，根據各個生產單元的實際生產信息，對生產計劃信息進行數據更新；e、 工序控制流程實時監控，工序控制流程從生產計劃信息取得動態數據信息，通過 各個生產單元建立關聯，可隨時得知該工序和想要得知關聯工序的數據信息；f、 產品質量判定，根據爐次信息、澆鑄信息與要求鋼種成分進行比較，符合要求直 接熱送下一道工序，不符合要求則下線入板坯庫待判。步驟a中，管理信息系統對過程控制系統的信息採集採用事件觸發方式和定 時發送方式，管理信息系統與過程控制系統的通訊採用SOCKET編程或採用數據 庫通訊技術進行通訊。步驟c中，生產計劃信息按以下步驟獲得-(1) 首先計算出需排入計劃的每爐次的連鑄要求澆鑄時刻；(2) 以連鑄要求澆鑄時刻為起點推出該爐次的精煉處理終止時刻和處理開始 時刻，並以精煉設備為單位進行爐次歸併和精煉時刻的早出調整；(3) 以精煉處理開始時刻為起點推出出鋼終止時刻，並以轉爐為單位進行爐次 歸併和出鋼時刻的早出調整；(4) 考慮設備休止時間與計劃時間是否衝突，儘量避開設備休止時間； (5 )以出鋼終止時刻為起點倒推出轉爐前的各工序預定時刻；(6) 以出鋼終了時刻為起點調整二次精煉處理開始時刻和處理終止時刻；(7) 以二次精煉處理終止時刻推出連鑄鋼包到達時刻；(8) 調整連鑄要求澆鑄時刻，從而得到連鑄澆鑄計劃、精煉計劃、出鋼計劃。 步驟e中，工序關聯步驟為① 管理信息系統和各個生產單元過程控制系統所有連接線的顯示屬性置為 FALSE;② 查詢資料庫的生產計劃表，找出本爐次的生產計劃記錄；③ 確定第一工位；④ 找出下一工位，作為第二工位； 置第一第二工位之間的連接線顯示屬性為TRUE，設本工位為第一工位； ⑥所有工位査找完，結束；否則轉到步驟④。本發明的有益效果是，本發明依據不同生產單元過程控制的特點採用不同的 通信規約，佔用較少的系統資源和網絡帶寬，運用計算機實現遠程、多點現場生 產的集中監控， 一旦某個生產單元出現問題就能及時發現和進行調整，可以有效 避免各個生產單元之間衝突的發生，提高生產效率。可以將煉鋼、精煉和連鑄各 生產工序按照工藝流程集中控制，結合生產過程信息和生產調度計劃情況，實現 物流跟蹤、生產計劃動態調度、質量信息和板坯分流等功能，綜合反映生產過程 中的生產信息、質量信息、工藝路徑和計劃信息，便於遠程集中管理。


圖1是本發明的工藝路徑邏輯判斷流程圖將生產計劃調度信息以及生產實績信息體現在各生產單元之間生產順序上， 使得在選中任意一個生產工序時，都可以看到該工序處理的物品所經過的生產單 元以及將要去的工序，可以指導下一道工序做好生產準備，指導行車作業。圖2是本發明的管理信息系統與過程控制系統通訊圖管理信息系統與各個單元的過程控制系統通訊，使用TCP/IP協議，通過創 建接口表的方法，將不同系統之間的通訊，採用不同的規約，按照隊列的方式發 送和接收處理，既可以保持信息的有效性，又可以保證通訊的安全性和完整性。圖3是本發明的計劃調度模型各模塊之間的關係圖
模型以澆鑄計劃為基礎，以煉鋼出鋼計劃為核心，將鐵水計劃、廢鋼加料計 劃、鋼包計劃、轉爐吹煉計劃和鋼水精煉計劃緊密聯繫在一起，相互關聯、相互影響。
具體實施例方式
概述本發明的集中監控信息，主要包括各生產單元狀態信息，反映設備目前的 狀況(空閒、還是處於生產過程中的一個階段)、時間信息(在該生產工序的開 始生產時間和計劃結束時間)、計劃工藝路線信息(可以知道任一個工序正在處 理物質所經過的所有工序路徑和下一步將要去的工序)、物流信息(鋼包號、計 劃號等標識信息以及生產實績信息和質量信息)、調度計劃信息和板坯切割以及 板坯去向信息。實現步驟介紹實現步驟1:建立計算機監控網絡，與各生產單元的過程控制計算機系統的 通訊，採用標準的TCP/IP協議，過程控制系統實時發送物流在各生產單元的開 始、結束時刻和其它相關信息。根據各過程控制計算機系統實際情況的不同，信 息的採集方式也不一樣，主要有事件觸發和定時發送這兩種方式。對於具有一定 生產周期的、工序狀態變化頻繁的，工位的狀態信息的收集採用事件觸發方式。 當工位狀態發生改變時，相應的過程控制計算機系統將狀態信息立即發送到煉鋼 管理信息系統的資料庫狀態信息接口隊列；而對於像連鑄機連續性生產的工序， 狀態信息、拉速等信息釆用定時發送的方式，而對於更換爐次、開澆、終澆等信 息則採用觸發方式發送。煉鋼管理信息系統的信息處理進程採用事件觸發機制， 隨時處理接口隊列中收到的信息，更新煉鋼管理信息系統資料庫的計劃表，及時 更新工序狀態圖。採用這兩種不同的數據採集方式的優點是結合系統特點，減少 通信量，減輕系統的負擔。管理信息系統與各過程控制系統之間通訊採用SOCKET 編程技術或採用資料庫通訊技術進行通訊，可以充分利用現有的網絡資源實現遠 程跟蹤管理，開放性好，通訊量小，又由於採用接口隊列、接口表的方式，可以 有效的排除網絡通訊對本地進程的影響，有效保護本地系統資源。通訊規約見圖 2。實現步驟2:根據監控對象工藝布置情況，選擇合適的圖形，按照物流順序
排列，構成工序圖；實現步驟3:各工序的生產計劃信息，由計劃調度模型實現，如圖3，模型 的核心是出鋼計劃，其原理如下(1) 首先計算出需排入計劃的每爐次的連鑄要求澆鑄時刻；(2) 以連鑄要求澆鑄時刻為起點推出該爐次的精煉處理終止時刻和處理開始時 刻，並以精煉設備為單位進行爐次歸併和精煉時刻的早出調整；(3) 以精煉處理開始時刻為起點推出出鋼終止時刻，並以轉爐為單位進行爐次 歸併和出鋼時刻的早出調整；(4) 考慮設備休止時間與計劃時間是否衝突，儘量避開設備休止時間；(5) 以出鋼終止時刻為起點倒推出轉爐前的各工序預定時刻；(6) 以出鋼終止時刻為起點調整二次精煉處理開始時刻和處理終止時刻；(7) 以二次精煉處理終止時刻推出連鑄鋼包到達時刻；(8) 調整連鑄要求澆鑄時刻，從而得到連鑄澆鑄計劃、精煉計劃、出鋼計劃。 在計劃編排中存在資源衝突的問題，給出報警信息，以人工幹預為主，編排出最後的生產計劃，根據轉爐出鋼計劃再編排鐵水計劃和鋼包計劃，結果存儲在 資料庫表格中，即出鋼計劃表、鋼包計劃表和連鑄澆鑄計劃表，包含每個單元的 計劃開始、結束時刻；實現步驟4:將從過程控制系統收集的各工序生產實績信息，動態更新生產 計劃表，以實際信息代替計劃信息；實現步驟5:工序圖從生產計劃表取得相應信息，動態顯示在工序跟蹤圖上，將物流所經過工藝路徑，用連接線動態顯示出來。實現方法是先在畫面上所有上 下工序之間畫上連接線，以暗灰色顯示，當點擊某一工序所在區域時，再以藍色顯示該工序生產相關聯的計劃或實際信息時間、路徑等，參見圖l，實現過程 描述如下 所有連接線的顯示屬性置為FALSE;② 査詢資料庫的生產計劃表，找出本爐次的生產計劃記錄；③ 確定第一工位④ 找出下一工位，作為第二工位 置第一第二工位之間的連接線顯示屬性為TRUE，設本工位為第一工位⑥所有工位査找完，結束；否則轉到步驟四。計算預計到達下一工位時間很重要，下一工位可以根據時間信息做好生產準 備，調度可以據此協調各工位的生產，保證生產的順利進行。預計到達下一工位時間等於本工位計劃結束時刻，加上從本工位到達下一工 位的路程時間(行車移動時間、起吊時間等)。T。6xt - Tend+ Tm(m (式 )在式一中，Tn加為預計到達下一工位時間，Tend為本工位計劃處理結束時 間，Tm。ve為從本工位到達下一工位的路程時間(行車移動時間、起吊時間等)。 實現步驟6:對每塊切割完的板坯，根據爐次信息(鋼水化學成份、鋼種)和澆 鑄信息(頭坯、中間坯、尾坯、調寬坯、異鋼種連接坯等)判定板坯質量信息， 採用鋼水實際成份與相應鋼種要求的成份範圍進行比對的方法，判定成份是否符 合要求，切割信息決定是否符合計劃要求、是否要精整等，總之，根據板坯計劃 信息、板坯切割信息和質量信息給出板坯輸送路徑下線入板坯庫待判或直接熱 送下一道工序。而下線板坯信息可以通過無線通訊發送給行車無線終端，直接指 揮行車將板坯吊走。
權利要求
1、一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，其特徵是包括以下步驟a、建立計算機監控網絡，首先將管理信息系統和各個生產單元過程控制系統建立網絡，使用TCP/IP協議，創建接口表，將不同系統之間的通訊，採用不同的規約，按照隊列的方式發送和接收處理；b、建立工序控制流程，根據生產單元的位置按照物流順序排列，構成工序控制流程；c、生產流程的監控，生產計劃信息以澆鑄計劃為基礎，以出鋼計劃為核心，將鐵水計劃、廢鋼加料計劃、鋼包計劃、轉爐吹煉計劃和鋼水精煉計劃建立關聯，進行全面監控；d、動態數據調整，根據各個生產單元的實際生產信息，對生產計劃信息進行數據更新；e、工序控制流程實時監控，工序控制流程從生產計劃信息取得動態數據信息，通過各個生產單元建立關聯，可隨時得知該工序和想要得知關聯工序的數據信息；f、產品質量判定，根據爐次信息、澆鑄信息與要求鋼種成分進行比較，符合要求直接熱送下一道工序，不複合要求則下線入板坯庫待判。
2、 根據權利要求1所述的一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，其特徵 是步驟a中，管理信息系統對過程控制系統的信息採集採用事件觸發方式和定時 發送方式，管理信息系統與過程控制系統的通訊採用SOCKET編程或採用資料庫 通訊技術進行通訊。
3、 根據權利要求1所述的一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，其特徵是步驟C中，生產計劃信息按以下步驟獲得(1) 首先計算出需排入計劃的每爐次的連鑄要求澆鑄時刻；(2) 以連鑄要求澆鑄時刻為起點推出該爐次的精煉處理終止時刻和處理開始時 刻，並以精煉設備為單位進行爐次歸併和精煉時刻的早出調整；(3) 以精煉處理開始時刻為起點推出出鋼終止時刻，並以轉爐為單位進行爐次 歸併和出鋼時刻的早出調整；(4) 考慮設備休止時間與計劃時間是否衝突，儘量避開設備休止時間；(5) 以出鋼終止時刻為起點倒推出轉爐前的各工序預定時刻；(6) 以出鋼終止時刻為起點調整二次精煉處理開始時刻和處理終止時刻；(7) 以二次精煉處理終止時刻推出連鑄鋼包到達時刻；(8)調整連鑄要求澆鑄時刻，從而得到連鑄澆鑄計劃、精煉計劃、出鋼計劃。 4、根據權利要求1所述的一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，其特徵 是步驟e中，工序關聯步驟為① 管理信息系統和各個生產單元過程控制系統所有連接線的顯示屬性置為 FALSE;② 査詢資料庫的生產計劃表，找出本爐次的生產計劃記錄；③ 確定第一工位；④ 找出下一工位，作為第二工位； 置第一第二工位之間的連接線顯示屬性為TRUE,設本工位為第一工位； ⑥所有工位査找完，結束；否則轉到步驟④。
全文摘要
本發明涉及一種對工業生產全過程進行遠程監控的方法，主要解決現有監控方法對象單一，無法覆蓋整個生產流程的技術問題。一種煉鋼連鑄生產工序集中監控的方法，包括以下步驟a.建立計算機監控網絡，首先將管理信息系統和各個生產單元過程控制系統建立網絡，使用TCP/IP協議，創建接口表，不同系統之間的通訊按照隊列的方式發送和接收處理；b.建立工序控制流程，根據生產單元的位置按照物流順序排列，構成工序控制流程；c.生產流程的監控，建立計劃信息表並在各計劃間建立關聯，進行全面監控；d.動態數據調整，根據各個生產單元的實際生產信息，對生產計劃信息進行數據更新；e.工序控制流程實時監控，工序控制流程從生產計劃信息取得動態數據信息，通過各個生產單元建立關聯；f.產品質量判定。本發明用於煉鋼連鑄全流程遠程監控。
文檔編號B22D46/00GK101152668SQ20061011667
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月28日 優先權日2006年9月28日
發明者李衛東, 楊金成, 汪劍雄, 王緒國, 田建良 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司