CN121317536A - 一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统，属于炼钢厂生产技术领域，旨在解决现有废钢二次配槽依赖30+30t吊车，作业效率低、能耗高、人工劳动强度大且存在安全隐患的问题。该系统包括智能称量、数据联动、任务推送及操作执行模块：智能称量模块利旧吊钩秤并对接16t天车PLC系统，保障重量数据精准；数据联动模块通过5G对接转炉生产与废钢管理系统，实现数据自动流转；任务推送模块向司机推送配槽任务；操作执行模块支持自主作业与数据上传。系统实现配槽从“人工主导”到“数据驱动”升级，降低能耗与劳动强度，提升效率及安全性，可在同类型天车推广。

Description

一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统

技术领域

本发明涉及炼钢厂生产技术领域，具体涉及一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统。

背景技术

在炼钢厂生产中，多种钢种需进行废钢二次配槽作业。现有作业模式下，配好的废钢槽会被送至16t跨废钢停等区，该区域的2个称位位于16t跨最南边，每槽废钢量需依据铁水情况定量控制。当存在额外废钢时，需通过30+30t吊车从非固定车位吊运至1#/2#称位进行配槽称量，且因进场自产废钢堆放不规则、磁盘吸附量不稳定，需频繁在槽内、槽外增补废钢，进一步增加30+30t吊车作业量；完成配槽后还需进行双槽废钢装入操作。

上述模式存在三大核心问题：一是30+30t吊车的额外吊运作业会影响炉前生产节奏，限制每日钢产量；二是30+30t吊车电机总功率较高，长期额外作业导致电耗成本大幅增加；三是地面指吊人员需在作业区域来回穿行，废钢散落飞溅易引发打击伤害，存在安全隐患，同时人员劳动强度大。现有技术缺乏低成本、高效率的解决方案，无法满足废钢配槽流程优化需求。

发明内容

本发明以解决背景技术中提出的问题为目的，提供了一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统。

具体技术方案如下：

一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统，包括：智能称量模块、数据联动模块、任务推送模块以及操作执行模块；所述智能称量模块用于实时采集并处理废钢重量数据，所述数据联动模块分别与智能称量模块、任务推送模块、操作执行模块通信连接，所述数据联动模块用于对接外部生产系统以获取生产计划，并同步配槽数据至外部管理系统，所述任务推送模块用于接收数据联动模块传输的配槽任务并推送至作业终端，所述操作执行模块用于接收作业人员的操作指令以完成配槽作业，并自动上传作业数据至数据联动模块。

作为本发明的一种优选方案，所述智能称量模块包括吊钩秤、数据库以及校准单元；所述吊钩秤与16t天车PLC系统对接以获取废钢重量数据，所述数据库用于存储称量数据与生产计划，所述校准单元用于对磁盘吊进行称量精度校准。

作为本发明的一种优选方案，所述数据联动模块采用5G网络进行通信，以实现称量-计算-指令的闭环响应；所述外部生产系统为转炉生产系统，所述外部管理系统为废钢管理系统。

作为本发明的一种优选方案，所述任务推送模块的作业终端包括主要终端和备用终端；所述主要终端为5G平板，所述备用终端为手机端；所述任务推送模块推送的配槽任务包含配槽重量信息和槽位信息。

作为本发明的一种优选方案，所述操作执行模块包括应急调整单元、偏差控制单元以及安全核对单元；所述应急调整单元用于应对生产计划临时变更，所述偏差控制单元用于控制配槽精度，所述安全核对单元用于检查物料是否掉落。

作为本发明的一种优选方案，所述吊钩秤为15t天车淘汰的利旧吊钩秤；所述数据库存储的称量数据与生产计划可实现追溯查询。

作为本发明的一种优选方案，所述应急调整单元可由调度人员操作以修改配槽配比；配槽配比修改后，所述任务推送模块同步更新配槽任务并通知作业人员。

作为本发明的一种优选方案，所述偏差控制单元通过小磁盘配槽控制废钢吸附量，并通过限制罐沿渣切割长度进一步控制配槽精度；所述罐沿渣切割长度不超过预设长度阈值。

作为本发明的一种优选方案，所述校准单元的校准周期为每2天；校准过程中使用带编号和重量标识的防雨盖板对磁盘吊进行校准。

作为本发明的一种优选方案，还包括硬件集成组件；所述硬件集成组件包括手操器，所述手操器按每台16t天车配置一套，且与16t天车PLC系统对接，用于作业人员操控智能称量模块的重量数据采集功能。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，通过构建“智能称量模块-数据联动模块-任务推送模块-操作执行模块”的协同架构，明确各模块通信连接关系与核心功能分工，从系统整体层面实现废钢配槽全流程的数字化衔接。其中，智能称量模块为配槽提供精准数据基础，数据联动模块打通外部生产与管理系统的数据壁垒，任务推送模块确保作业指令高效传达，操作执行模块支持作业自主完成与数据自动上传。整体方案彻底改变传统依赖其他型号吊车额外吊运、人工主导配槽的模式，减少人工干预环节，提升配槽作业的整体连贯性与智能化水平，同时为后续降低能耗、保障安全奠定系统基础。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于炼钢16t天车的智能配槽系统的连接关系框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本申请的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，如图1所示，包括：智能称量模块、数据联动模块、任务推送模块以及操作执行模块；智能称量模块用于实时采集并处理废钢重量数据，数据联动模块分别与智能称量模块、任务推送模块、操作执行模块通信连接，数据联动模块用于对接外部生产系统以获取生产计划，并同步配槽数据至外部管理系统，任务推送模块用于接收数据联动模块传输的配槽任务并推送至作业终端，操作执行模块用于接收作业人员的操作指令以完成配槽作业，并自动上传作业数据至数据联动模块。

该方案通过构建“智能称量模块-数据联动模块-任务推送模块-操作执行模块”的协同架构，明确各模块通信连接关系与核心功能分工，从系统整体层面实现废钢配槽全流程的数字化衔接。其中，智能称量模块为配槽提供精准数据基础，数据联动模块打通外部生产与管理系统的数据壁垒，任务推送模块确保作业指令高效传达，操作执行模块支持作业自主完成与数据自动上传。整体方案彻底改变传统依赖其他型号吊车额外吊运、人工主导配槽的模式，减少人工干预环节，提升配槽作业的整体连贯性与智能化水平，同时为后续降低能耗、保障安全奠定系统基础。

具体的，在本实施例中，智能称量模块包括吊钩秤、数据库以及校准单元；吊钩秤与16t天车PLC系统对接以获取废钢重量数据，数据库用于存储称量数据与生产计划，校准单元用于对磁盘吊进行称量精度校准。该方案通过在智能称量模块中设置吊钩秤、数据库与校准单元，且明确吊钩秤与16t天车PLC系统的对接关系，实现废钢重量数据的直接采集与实时获取，避免传统人工估算或间接称重导致的重量数据偏差；数据库对测量数据与生产计划的存储功能，确保配槽过程中的关键数据可追溯，便于后续作业复盘与问题排查；校准单元对磁盘吊的精度校准作用，能持续维持称量设备的精度稳定性，避免因设备精度下降导致配槽质量不达标，进一步保障每一次配槽作业的重量准确性。

具体的，在本实施例中，数据联动模块采用5G网络进行通信，以实现称量-计算-指令的闭环响应；外部生产系统为转炉生产系统，外部管理系统为废钢管理系统。该方案明确数据联动模块采用5G网络通信，可大幅提升数据传输速率与稳定性，实现“称量-计算-指令”的闭环快速响应，避免传统网络延迟导致的作业节奏脱节，确保配槽作业与转炉冶炼需求同步；同时，数据联动模块对接转炉生产系统与废钢管理系统，直接获取生产计划并同步配槽数据，省去传统人工手录数据的环节，减少人工录入过程中可能出现的错录、漏录问题，提升数据流转效率，让配槽作业更贴合实际冶炼生产计划，降低因数据不对称导致的作业调整频率。

具体的，在本实施例中，任务推送模块的作业终端包括主要终端和备用终端；主要终端为5G平板，备用终端为手机端；任务推送模块推送的配槽任务包含配槽重量信息和槽位信息。该方案通过为任务推送模块配置主要终端与备用终端，形成终端冗余保障，避免单一终端故障导致司机无法接收作业指令的情况，确保任务传达的可靠性；同时，推送的配槽任务包含重量与槽位信息，让司机在作业前即可明确核心作业参数，无需像传统模式那样等待调度人员人工传达，减少指令传达环节的时间消耗与信息偏差，提升司机接收指令后的作业响应速度，缩短配槽作业的准备时间。

具体的，在本实施例中，操作执行模块包括应急调整单元、偏差控制单元以及安全核对单元；应急调整单元用于应对生产计划临时变更，偏差控制单元用于控制配槽精度，安全核对单元用于检查物料是否掉落。该方案在操作执行模块中设置应急调整单元、偏差控制单元与安全核对单元，其中应急调整单元可应对生产计划临时变更的情况，避免因计划变动导致作业停滞或需重新制定作业流程，提升系统对生产突发情况的适应性；偏差控制单元能针对性控制配槽精度，减少配槽过程中因废钢吸附不稳定、切割长度不当等导致的配槽偏差，保障配槽质量；安全核对单元对物料掉落的检查，可及时发现配槽过程中可能存在的物料安全隐患，避免废钢散落飞溅引发的安全风险，同时支持司机自主完成作业与数据上传，进一步提升作业的自主性与安全性。

具体的，在本实施例中，吊钩秤为15t天车淘汰的利旧吊钩秤；数据库存储的称量数据与生产计划可实现追溯查询。该方案明确吊钩秤为15t天车淘汰的利旧设备，可充分利用现有闲置设备，无需额外采购新的称量设备，大幅降低系统改造成本；数据库存储的称量数据与生产计划可追溯查询，不仅便于后续对配槽作业的历史数据进行统计分析，还能在出现配槽质量问题时快速定位问题环节，减少问题排查时间，为后续优化配槽流程提供数据支撑，提升整体作业管理效率。

具体的，在本实施例中，应急调整单元可由调度人员操作以修改配槽配比；配槽配比修改后，任务推送模块同步更新配槽任务并通知作业人员。该方案明确应急调整单元可由调度人员操作修改配槽配比，且修改后任务推送模块同步更新任务并通知司机，实现配槽配比调整的快速传导，避免传统调整模式中需多环节沟通确认导致的时间延误，确保调整后的作业指令能及时传达至司机，让配槽作业快速适配变更后的生产计划，减少因计划变更对整体生产节奏的影响，提升作业灵活性。

具体的，在本实施例中，偏差控制单元通过小磁盘配槽控制废钢吸附量，并通过限制罐沿渣切割长度进一步控制配槽精度；罐沿渣切割长度不超过预设长度阈值。该方案明确偏差控制单元通过小磁盘配槽与限制罐沿渣切割长度实现精度控制，其中小磁盘配槽可更精准地控制废钢吸附量，减少因磁盘吸附量不稳定导致的配槽重量偏差；限制罐沿渣切割长度能进一步避免因切割长度不当引发的废钢量波动，二者结合形成双重精度控制，有效降低配槽过程中的重量偏差，确保配槽精度符合冶炼要求，减少因配槽精度不足导致的后续冶炼调整。

具体的，在本实施例中，校准单元的校准周期为每2天；校准过程中使用带编号和重量标识的防雨盖板对磁盘吊进行校准。该方案明确校准单元的校准周期与校准工具，固定的校准周期可定期对磁盘吊的称量精度进行校验，避免长期使用导致的精度漂移；以带编号和重量标识的防雨盖板作为校准工具，能确保校准过程的标准化与准确性，避免因校准工具不规范导致的校准误差，持续维持磁盘吊的称量精度，为每次配槽作业的重量准确性提供稳定保障，减少因称量精度问题导致的配槽返工。

具体的，在本实施例中，还包括硬件集成组件；硬件集成组件包括手操器，手操器按每台16t天车配置一套，且与16t天车PLC系统对接，用于作业人员操控智能称量模块的重量数据采集功能。该方案通过设置硬件集成组件中的手操器，且按每台16t天车配置一套并对接PLC系统，为司机提供专属的重量数据采集操控工具，让司机在作业过程中可直接通过手操器控制重量数据采集，无需依赖其他复杂操作设备，提升操作便利性；同时，手操器与PLC系统的对接确保重量数据采集的稳定性与及时性，避免因操控工具适配问题导致的数据采集中断或延迟，保障配槽作业中重量数据采集的顺畅性，进一步提升作业效率。

工作原理：

本系统通过智能称量模块、数据联动模块、任务推送模块、操作执行模块的协同工作，实现废钢配槽全流程智能化运行，具体原理如下：

1.智能称量模块：作为数据基础模块，采用15t天车淘汰的利旧吊钩秤，与16t天车PLC系统对接，实时采集废钢重量数据；数据库存储称量数据与生产计划，确保数据可追溯；校准单元每2天用带编号和重量标识的防雨盖板校准磁盘吊，维持称量精度，为配槽作业提供准确重量依据。

2.数据联动模块：承担“数据桥梁”功能，一端对接转炉生产系统获取生产计划，确保配槽作业符合冶炼需求；另一端将配槽数据同步至废钢管理系统，省去人工手录数据环节；通过5G网络通信，实现“称量-计算-指令”的闭环响应，避免数据延迟影响生产节奏，保障各模块数据流转顺畅。

3.任务推送模块：以5G平板为主要终端、手机端为备用终端，接收数据联动模块传输的配槽任务(含重量、槽位信息)，并精准推送至16t天车司机，替代传统人工传达指令模式，确保司机实时获取作业信息，快速响应作业需求。

4.操作执行模块：作为司机作业核心工具，支持司机确认任务后自主开展配槽作业，作业完成后自动上传数据至数据联动模块，形成全链条数字化记录；同时，应急调整单元应对生产计划临时变更，偏差控制单元(小磁盘配槽+限制罐沿渣切割长度)保障配槽精度，安全核对单元检查物料掉落情况，全面保障作业稳定、精准与安全。

使用方法：

1.计划下达阶段：转炉生产系统生成生产计划，数据联动模块接收该计划后同步至数据库，任务推送模块基于生产计划自动生成对应的配槽任务(明确每炉次配槽重量及对应废钢槽位)。

2.任务接收与确认阶段：16t天车司机通过5G平板(若平板故障则使用手机端备用终端)查看配槽任务，确认配槽重量等关键信息后，启动16t天车，采用小磁盘开始配槽作业。

3.作业执行与校准阶段：配槽过程中，智能称量模块实时显示废钢重量，司机依据重量数据调整作业；每2天利用带编号和重量标识的防雨盖板，通过校准单元对磁盘吊进行称量精度校准，确保称量准确。

4.应急调整阶段：若生产计划临时变更，调度人员通过操作执行模块的应急调整单元修改配槽配比，任务推送模块同步更新配槽任务并通知司机，确保作业适配变更后的计划。

5.数据上传与核对阶段：配槽作业完成后，操作执行模块自动将作业数据上传至数据库及废钢管理系统；司机通知废钢工通过安全核对单元检查物料是否掉落，确认无误后，本次配槽作业完成。

综上，本实施例提供的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，具有如下优点：

1.降本增效层面：系统采用15t天车淘汰的利旧吊钩秤，大幅降低单台车改造成本；通过16t天车自主完成配槽作业，替代30+30t吊车额外吊运，减少高功率设备使用，降低电耗成本，同时延长30+30t吊车使用寿命，减少设备维护成本；数据联动模块省去人工手录数据环节，任务推送模块缩短指令传达时间，整体缩短配槽作业耗时，解决炉前生产节奏受限问题，可适配高炉次产量需求。

2.安全与劳动强度层面：无需地面指吊人员在作业区域来回穿行，避免废钢散落飞溅引发的打击伤害，提升作业安全性；取消人工手录数据与双槽装入作业，司机通过终端接收任务、自主完成作业并自动上传数据，实现“一人一车自主作业”，大幅降低人员劳动强度。

3.精度与管理层面：智能称量模块的校准单元定期校准磁盘吊，操作执行模块的偏差控制单元通过小磁盘配槽与限制罐沿渣切割长度保障配槽精度，减少因重量偏差导致的配槽质量问题；全链条数字化记录便于作业数据追溯与复盘，为生产管理提供数据支撑，提升管理效率。

4.推广应用层面：系统基于现有设备进行利旧改造，无需大规模更换设备，成本低且适配性高，可在炼钢厂同类型天车配槽作业中广泛应用，推动炼钢生产从“人工主导”向“数据驱动”升级，助力炼钢生产智能化发展。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，包括：智能称量模块、数据联动模块、任务推送模块以及操作执行模块；所述智能称量模块用于实时采集并处理废钢重量数据，所述数据联动模块分别与智能称量模块、任务推送模块、操作执行模块通信连接，所述数据联动模块用于对接外部生产系统以获取生产计划，并同步配槽数据至外部管理系统，所述任务推送模块用于接收数据联动模块传输的配槽任务并推送至作业终端，所述操作执行模块用于接收作业人员的操作指令以完成配槽作业，并自动上传作业数据至数据联动模块。

2.根据权利要求1所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述智能称量模块包括吊钩秤、数据库以及校准单元；所述吊钩秤与16t天车PLC系统对接以获取废钢重量数据，所述数据库用于存储称量数据与生产计划，所述校准单元用于对磁盘吊进行称量精度校准。

3.根据权利要求1所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述数据联动模块采用5G网络进行通信，以实现称量-计算-指令的闭环响应；所述外部生产系统为转炉生产系统，所述外部管理系统为废钢管理系统。

4.根据权利要求1所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述任务推送模块的作业终端包括主要终端和备用终端；所述主要终端为5G平板，所述备用终端为手机端；所述任务推送模块推送的配槽任务包含配槽重量信息和槽位信息。

5.根据权利要求1所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述操作执行模块包括应急调整单元、偏差控制单元以及安全核对单元；所述应急调整单元用于应对生产计划临时变更，所述偏差控制单元用于控制配槽精度，所述安全核对单元用于检查物料是否掉落。

6.根据权利要求2所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述吊钩秤为15t天车淘汰的利旧吊钩秤；所述数据库存储的称量数据与生产计划可实现追溯查询。

7.根据权利要求5所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述应急调整单元可由调度人员操作以修改配槽配比；配槽配比修改后，所述任务推送模块同步更新配槽任务并通知作业人员。

8.根据权利要求5所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述偏差控制单元通过小磁盘配槽控制废钢吸附量，并通过限制罐沿渣切割长度进一步控制配槽精度；所述罐沿渣切割长度不超过预设长度阈值。

9.根据权利要求2所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，所述校准单元的校准周期为每2天；校准过程中使用带编号和重量标识的防雨盖板对磁盘吊进行校准。

10.根据权利要求1-9中任一所述的用于炼钢16t天车的智能配槽系统，其特征在于，还包括硬件集成组件；所述硬件集成组件包括手操器，所述手操器按每台16t天车配置一套，且与16t天车PLC系统对接，用于作业人员操控智能称量模块的重量数据采集功能。