CN104020750A - 一种炼钢投入产出监控系统 - Google Patents

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赵斌
田坤
姬厚华
李长青
刘云雷
崔雪梅
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Abstract

本发明提供了一种炼钢投入产出监控系统，包括监控单元、数据传输单元、天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元，其中：监控单元，通过MES系统获取天车所在位置处炼铁炉的炉号，通过数据传输单元接收、存储并显示天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元采集的数据；天车定位单元，用于实现天车的自动定位；称重计量单元，用于采集天车上物料的重量；生产实绩采集单元，用于采集现场生产的PLC数据。该方案能够实现天车的自动定位，并可自动获取天车上物料称重数据以及工业网内所有产线上各PLC控制器内的大量生产数据，从而实现对整个炼钢过程中投入产出的监控，进而可使炼钢厂的管理水平得以强化。

Description

一种炼钢投入产出监控系统
技术领域
本发明涉及炼钢监控领域，特别设计一种基于RFID的炼钢投入产出监控系统。
背景技术
炼钢位于产品生产环节的关键部位，炼钢内部的工艺复杂：包括转炉炼钢、精炼、连铸等重要流程；外部与炼铁、轧钢相连。在整个炼钢生产过程中，天车作为物流的主要运载设备，它具有举足轻重的地位，天车吊运货物的位置变化和重量变化与工艺流程的设计和实施紧密关联。且现有各生产环节的控制系统呈现着分散、独立的状态，由于技术发展的局限性和管理者认识的不足，现场很多上位计算机基本处于各自独立状态，数据分布比较凌乱，没有形成统一的网络，数据不能共享，致使炼钢数据采集和统计还基本处于半手工状态，主要靠现场各工段记录员人工录入表格进而汇总上报，从而导致调度管理不全面、工艺控制不流畅、产耗水平低和生产成本管理效率不高。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是，针对现有技术的不足之处，提供一种基于RFID的炼钢投入产出监控系统的技术方案，该方案能够实现天车的自动定位，并可自动获取天车上物料称重数据以及工业网内所有产线上各PLC控制器内的大量生产数据，从而实现对整个炼钢过程中投入产出的监控，进而可使炼钢厂的管理水平得以强化。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种炼钢投入产出监控系统，包括监控单元、数据传输单元、天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元，天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元分别通过数据传输单元与监控单元相连，其中：
监控单元，通过MES系统（制造执行系统）获取天车所在位置处炼铁炉的炉号，通过数据传输单元接收、存储并显示天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元采集的数据；
数据传输单元，用于实现各检测数据的传输，包括交换机和相互配合使用的无线发射器与无线接收器，无线接收器通过导线与交换机相连，交换机通过导线与所述的监控单元相连；
天车定位单元，用于实现天车的自动定位，与所述的无线发射器通过导线相连；
称重计量单元，用于采集天车上物料的重量，包括安装在天车上的称重传感器，该称重传感器通过导线与所述的无线发射器相连，通过无线传输方式将采集的数据发送至所述的无线接收器；
生产实绩采集单元，用于采集现场生产的PLC数据，包括转炉PLC控制器、LF炉PLC控制器、VD炉PLC控制器和连铸炉PLC控制器，各PLC控制器分别通过所述的交换机与监控单元相连。各PLC控制器通过以太网进行通信。
所述的天车定位单元包括固定于天车驾驶室上的RFID阅读器和一组间隔设置在天车轨道上的RFID标签，RFID阅读器与各RFID标签信号连接，RFID阅读器通过导线与所述的无线发射器相连。
所述的PLC数据为炼铁过程中每一炉次的PLC数据，包含炼铁现场每一炉次的运行状态和生产参数。
所述监控单元采用PowerEdge C6220服务器。
所述RFID标签内分别写入相应的位置信息，各RFID标签内的位置信息各不相同。
RFID标签内还分别写入相应位置处天车的当前运行状态。
所述天车的当前运行状态为生产状态或检修状态。天车的运行状态有两种，分别是生产状态和检修状态。其中，生产状态包括：钢水包的运行轨迹，废钢、合金等辅材的吊装等。
所述数据传输单元还包括防火墙，交换机通过防火墙与监控单元相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明包括监控单元、数据传输单元、天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元，其中天车定位单元能够实现天车的自动定位、称重计量单元能够采集天车上物料的重量、生产实绩采集单元能够采集炼钢现场各炉次的PLC数据，又天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元分别通过数据传输单元与监控单元相连，所采集的各信息均可通过数据传输单元传输至监控单元，这能够克服现有技术中炼钢数据采集和统计处于半手工状态的弊端，可实现数据的自动上传，且经监控单元的分析与处理，可直观地进行显示，从而可实现对整个炼钢过程中投入与产出的整体监控，方便各级管理者掌握生产状况，实现炼钢生产的物流与信息流一致，达到全线物流的完整跟踪，且使得跟踪深度到件次，即深入到炉次及板坯，这可为调度指挥人员提供及时且准确的数据，支持调度进行生产管制；此外，由上述可知，本发明可对炼钢的各个生产工序进行数字化监控，并能深入跟踪到炼铁的炉次及板坯，便于后续对物料的投入与产出进行分析，这可为成本核算提供准确的支持；
(2)本发明通过交换机形成统一的网络，可实现数据的共享,使相关工作人员可不用亲临炼钢现场，便可直观地通过服务器进行炼钢现场实际情况的监控，从而可提高炼钢厂的管理水平；
(3)本发明的数据传输单元通过防火墙与监控单元相连，防火墙的使用，将现场各炉次的PLC控制器与监控单元进行网络隔离，将病毒、非法数据进行屏蔽，这可增加本发明使用的可靠性与稳定性。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明的一种炼钢投入产出监控系统，包括监控单元、数据传输单元、天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元，天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元分别通过数据传输单元与监控单元相连，其中：
监控单元，采用PowerEdge C6220服务器，通过MES系统获取天车所在位置处炼铁炉的炉号，通过数据传输单元接收、存储并显示天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元采集的数据；
数据传输单元，用于实现各检测数据的传输，包括交换机和相互配合使用的无线发射器与无线接收器，无线接收器通过导线与交换机相连，交换机通过导线与所述的监控单元相连；
天车定位单元，用于实现天车的自动定位，与所述的无线发射器通过导线相连；
称重计量单元，用于采集天车上物料的重量，包括安装在天车上的称重传感器，该称重传感器通过导线与所述的无线发射器相连，通过无线传输方式将采集的数据发送至所述的无线接收器；
生产实绩采集单元，用于采集现场生产的PLC数据，包括转炉PLC控制器、LF炉PLC控制器、VD炉PLC控制器和连铸炉PLC控制器，各PLC控制器分别通过所述的交换机与监控单元相连。LF炉为钢包精炼炉，VD炉为真空脱气炉。转炉PLC控制器、LF炉PLC控制器、VD炉PLC控制器和连铸炉PLC控制器依序用于控制转炉、LF炉、VD炉和连铸炉的现场生产，内部分别存有现场生产的PLC数据。所述的PLC数据为炼铁过程中每一炉次的PLC数据，包含炼铁现场每一炉次的运行状态和生产参数。
在本实施方式中，交换机采用以太网交换机，各PLC控制器均采用西门子400系列PLC控制器，各PLC控制器通过以太网进行通讯。
其中，所述数据传输单元还包括防火墙，交换机通过防火墙与监控单元相连。
在本实施方式中，所述的天车定位单元包括固定于天车驾驶室上的RFID阅读器和一组间隔设置在天车轨道上的RFID标签，RFID阅读器与各RFID标签信号连接，RFID阅读器通过导线与所述的无线发射器相连。
在本实施方式中，所述监控单元采用Oracle数据库进行各相关数据的存储。
在本实施方式中，所述RFID标签内分别写入相应的位置信息，各RFID标签内的位置信息各不相同。
在本实施方式中，RFID标签内还分别写入相应位置处天车的当前运行状态。所述天车的当前运行状态为生产状态或检修状态。
本系统工作时，天车在天车轨道上运行，当天车到达RFID标签处时，RFID阅读器读取标签内预置的天车位置信息以及天车运行状态信息，并将读取的上述信息通过无线发射器发射出去，无线接收器接收上述信息，并通过交换机和防火墙传输至服务器进行存储与显示；此外，服务器接收到上述信息后，与MES系统进行数据通信，通过MES系统获取天车当前位置处炼铁炉的炉号，并进行存储与显示；且在天车到达炼铁炉时，重量传感器采集天车上物料的重量，并将采集到的重量值通过上述同样的传输方式发送至服务器进行存储与显示；与此同时，服务器通过当前炼铁炉的PLC控制器采集并显示当前炉次炉内的PLC数据，包括包含该炉次的运行状态和生产参数。其中生产参数包括氧枪位置、连铸浇注长度、时间等信息。
综上，本发明通过交换机形成统一的网络，可实现数据的共享，且能够克服现有技术中炼钢数据采集和统计处于半手工状态的弊端，可实现数据的自动上传，工艺控制流畅，可实时掌握物料的称重重量，且可使相关工作人员可不用亲临炼钢现场，便可直观地通过服务器进行炼钢现场实际情况的监控，从而有利于后续物料的调度管理，进而提高生产效率，并增加炼钢厂的管理水平。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种炼钢投入产出监控系统，其特征在于，包括监控单元、数据传输单元、天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元，天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元分别通过数据传输单元与监控单元相连，其中：
监控单元，通过MES系统获取天车所在位置处炼铁炉的炉号，通过数据传输单元接收、存储并显示天车定位单元、称重计量单元和生产实绩采集单元采集的数据；
数据传输单元，用于实现各检测数据的传输，包括交换机和相互配合使用的无线发射器与无线接收器，无线接收器通过以太网与交换机相连，交换机通过以太网线与所述的监控单元相连；
天车定位单元，用于实现天车的自动定位，与所述的无线发射器通过导线相连；
称重计量单元，用于采集天车上物料的重量，包括安装在天车上的称重传感器，该称重传感器通过导线与所述的无线发射器相连，通过无线传输方式将采集的数据发送至所述的无线接收器；
生产实绩采集单元，用于采集现场生产的PLC数据，包括转炉PLC控制器、LF炉PLC控制器、VD炉PLC控制器和连铸炉PLC控制器，各PLC控制器分别通过所述的交换机与监控单元相连。
2.根据权利要求1所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述的天车定位单元包括固定于天车驾驶室上的RFID阅读器和一组间隔设置在天车轨道上的RFID标签，RFID阅读器与各RFID标签信号连接，RFID阅读器通过导线与所述的无线发射器相连。
3.根据权利要求1所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述的PLC数据为炼铁过程中每一炉次的PLC数据，包含炼铁现场每一炉次的运行状态和生产参数。
4.根据权利要求1或2或3所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述监控单元采PowerEdge C6220服务器。
5.根据权利要求1或2或3所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述RFID标签内分别写入相应的位置信息，各RFID标签内的位置信息各不相同。
6.根据权利要求5所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，RFID标签内还分别写入相应位置处天车的当前运行状态。
7.根据权利要求6所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述天车的当前运行状态为生产状态或检修状态。
8.根据权利要求1或2或3所述的炼钢投入产出监控系统，其特征在于，所述数据传输单元还包括防火墙，交换机通过防火墙与监控单元相连。
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