一炼钢厂“炉炉清”系统开发实践

时间：2024-05-18

叶瑞海

（河钢集团邯钢公司一炼钢厂，河北邯郸 056015）

成本是企业的生命，尤其对于炼钢企业来说，成本管理是企业生存发展的永恒话题。为了打破以往以天、周、月为单位来计算炼钢成本的模式，需力求解决冶炼过程中各种原料消耗量不容易计算的难题，使成本管理实现单炉结算、实时可视的数字化管理。

1 系统介绍

所谓“炉炉清”，就是为了打破以往以天、周、月、季度等为单位来计算炼钢成本的模式，解决冶炼过程中各种原料消耗量不易计算的难题，采用实时数据聚合的方式为岗位操

以上所提出的两种方案之一是利用时间原则进行控制，这种方案模拟人们的灌溉习惯，对植物进行定时定点的浇水。但机器与人的区别在于，人会根据所看到的植物生长状态适当地增加或减少浇水量，而机器只能够在特定的时间浇灌特定量的水，能够满足对植物浇水的功能，长时间工作优势不明显，需要有人的参与对控制系统进行修改，适合一般的家作人员提供一个可视化的界面，为成本管理提供定性指导，为管理人员提供翔实的炉次消耗数据，使成本管理实现单炉结算。

该系统是依托一炼钢厂新钢轧MES系统设计开发的，当该炉次最后一块铸坯切割完成后，系统将收集该炉次从转炉开始到连铸全工序所有的消耗数据，按照标准工序消耗、预算消耗、实际消耗3类数据进行比较分析，给出直观的炉次成本信息，同时提供各类物料（辅原料、合金料、能源介质等）消耗的详细数据。

2 系统改造

一炼钢厂组建了“炉炉清”基础数据完善攻关组，从一点一滴的细节抓起，对现场的废钢秤、铁水秤、大包秤等主要关键称重仪表进行了全面的排查和改进，对基础自动化、生产数据的自动化二级聚合到MES三级系统数据传输等计算机系统存在的缺陷展开攻关并逐一解决。攻关组以基础数据作为根本出发点，从自动化一级、二级、三级和四级SAP计算机系统物料代码的统一到各个关键数据点的采集方式确定等做了大量基础性工作。通过多方开展工作，主要工序的关键数据已经实现了准确上传MES系统，“炉炉清”系统框架结构已经实现，逐步解决了全工序生产数据不一致、转炉渣料收集、转炉预投料、方坯介质消耗收集等难题。主要完成的改造工作如下。

2.1 自动化一级攻关

实现“炉炉清”系统的基础是生产过程中大量第一手消耗基础数据的收集。它涉及各系统PLC的基础数据采集，为了确保主要计量设备稳定运行，对存在问题的关键点进行重点跟踪；对一级PLC程序进行完善，转炉区域解决生产过程中提前备料无法传递给二级的异常情况，解决了底吹数据无法上传等问题，实现了数据准确上传；LF炉通过增加S7连接，实现喂丝机PLC系统与本体相连接，实现喂丝数据等的上传，为实现“炉炉清”生产过程中大量原始数据的准确收集提供了有力支撑。

2.2 完善自动化二级数据采集

完善自动化二级数据采集，确保主要数据稳定上传MES。由于“炉炉清”系统全部数据都来自于炼钢厂各二级计算机系统，这对炼钢厂13套二级计算机系统提出了严峻的挑战。为此，应不遗余力地对各二级系统进行持续改进，增加脱硫、转炉、LF二级与MES新的能源介质等接口，对于辅原料、合金料、能源介质等能够对应到炉的数据，全部按照炉次进行传递，对于脱硫中氩氮气、18B能源介质总表消耗、LF炉冷却水等只有总表的无法分到炉的数据，按照班次上传MES。三级MES按照产量来进行分摊结算，转炉二级按照四级统一的10种废钢物料代码传递给MES。LF更改了炉次号，从三级接收改为转炉二级接收，基本杜绝收不到计划和钢种变更造成计划与实际不符的问题，增加铁钢包二级接口，实现钢包号、包况等信息实时传递给LF二级。分析了影响成本的关键因素，提出合理的解决方案，例如对于系统无法实现自动收集的合金料，制定了相应的管理制度。

2.3 物料代码攻关

针对各二级系统、整体产销物料编码和SAP四级系统不一致的问题，制订和完善一炼钢厂物料编码对照表，从四级开始往下一一核对，确保物料的一致性。

由于各系统之间物料代码不统一，部分现场用的物料在MES产销系统和四级SAP中无法找到同样的名称。为了解决这一难题，组织四级SAP系统人员、三级MES人员和一炼钢各车间技术人员根据现场实际情况进行核对，采用自上而下的方法核对，以四级的名称为准来对三级以下的系统进行更改，最后制定了完全符合我厂要求的“一炼钢厂物料代码对应表”，同时分析制定了详细的实施方案和相应的管理制度，确保公司物料和一炼钢厂物料各系统保持一致。

2.4 数据核对

项目组与自动化部进行密切沟通，建立了二、三级数据定期核对制度。每周双方选取一定量的生产数据，按炉次仔细核对自动化二级系统的报表数据和三级MES成本模块的数据，对于异常的数据，通过分析日志，查找原因并逐一处理。在数据核对中及时发现和消除系统错误，对部分钢种的标准物料消耗和公司的预算单耗进行测算并录入“炉炉清”系统，实现对操作人员的指导。

2.5 系统培训

对岗位操作人员开展了多次二级系统操作培训，杜绝人为因素导致的数据异常。攻关组对全厂各个二级操作站、工艺工程师站画面的操作进行了优化和培训，尽可能减少人为干预，并且在人为干预过程中进行了软件的防错设计，确保炉次可以顺利接管，保证了数据的完整性和真实性。

3 系统界面设计

系统界面是直接面向用户的，它的实用性和直观性直接影响着用户的使用感受和情绪。为了让使用者最大限度地体验该系统的方便性和指导性，项目组根据操作人员、技术人员和管理人员的要求对系统界面进行反复修改，完成“炉炉清成本综合查询界面”等的开发，设计并优化“炉炉清”系统配置和前台、后台界面，按照工艺和操作的不同需求设计了有针对性的界面，对运行中发现的难题进行了有效解决。系统主要界面包括面向技术及管理人员的“炉炉清成本综合查询界面”，以及面向操作人员的“炉炉清炉次实时信息查询”、“炉炉清班次实时信息查询”，当某个炉次的铸坯切割完毕后完成炉次确定，全部炉次消耗数据将自动进行汇总并在系统中显示出来，为操作人员和技管人员提供指导。