圖為晉南鋼鐵正在運行的鐵水罐車。
丁衛(wèi)國 荀志偉
在鋼鐵企業(yè)的生產中，鐵水罐扮演著至關重要的角色，它承載著高溫液態(tài)鐵水，穿梭于煉鐵與煉鋼工序之間，是連接高爐和轉爐這兩大關鍵設備的“運輸使者”。晉南鋼鐵深知其重要性，但以往傳統(tǒng)的鐵水罐調度方式存在諸多難題，這也成為了企業(yè)尋求變革、研發(fā)鐵水罐智能調度系統(tǒng)的起點。
過去，晉南鋼鐵和眾多鋼鐵企業(yè)一樣，在鐵水罐軌道運輸調度方面，多采用機車牽引配合人工調度的方式，手工進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，人工維護管理鐵水罐和運輸設備，人力成本居高不下。并且，在人工計量時，難以對鐵水的重量、溫度、成分等數(shù)據(jù)進行全面跟蹤記錄，全憑經驗把控生產過程，精細化管理更是無從談起，這就導致生產效率低下，數(shù)據(jù)的準確性、一致性和及時性都難以保證。
更為嚴重的是安全問題，人工無法對鐵水包全面測溫，不僅浪費耐熱材料，而且一旦出現(xiàn)疏忽，有可能出現(xiàn)鐵水溢出等危險情況。當現(xiàn)場人員繁雜時，人員監(jiān)管容易被忽視，生產安全時刻面臨威脅。這讓企業(yè)深刻意識到傳統(tǒng)調度方式必須改變了。
面對這些痛點，晉南鋼鐵決心開啟鐵水罐智能調度系統(tǒng)的研發(fā)之旅。
在研發(fā)過程中，晉南鋼鐵確定了清晰明確的總體建設目標，那就是實現(xiàn)鐵水從高爐到轉爐整個生產過程的全自動化、智能化管理。利用5G+MEC（移動邊緣計算）的大帶寬、低時延無線網(wǎng)絡，降低人工參與度，提高生產效率，達成降本增效的效果，同時實現(xiàn)生產過程精細化管理，讓生產計劃可執(zhí)行、生產數(shù)據(jù)可追溯，實現(xiàn)工業(yè)化與信息化深度融合。
為了實現(xiàn)這些目標，技術團隊精心設計了實施方案：先是給每個鐵水罐貼上兩個耐高溫RFID（射頻識別技術）標簽，每個標簽有著唯一與鐵水罐號一致的ID號，用于精準識別和身份認證；在軌道的接鐵水入口處、檢化驗平臺下都裝有2個RFID讀寫器，通過射頻自動識別標簽獲取罐號；罐蓋狀態(tài)監(jiān)控也沒落下，每臺過跨車安裝4個限位開關，檢測罐蓋開合是否到位，并借助5G技術把信息傳至罐車跟蹤系統(tǒng)畫面。
不僅如此，利用5G+MEC的低時延特性，鐵水罐車實現(xiàn)了接鐵水、合蓋、行走、揭蓋等過程全部自動化，現(xiàn)場無需人員操作監(jiān)視，這可是一大創(chuàng)舉。每臺過跨車還安裝行程編碼器，每條軌道安裝校零開關，行程編碼器與車輪傳動軸連接，獲取距離信息后通過5G實現(xiàn)位置實時跟蹤。在產量統(tǒng)計方面，通過讀取軌道衡地磅數(shù)據(jù)記錄軌道衡產量，讀取天車實時稱重數(shù)據(jù)取穩(wěn)態(tài)平均值來記錄天車產量數(shù)據(jù)。
同時，為保障通信的穩(wěn)定可靠，采用了無線AP（中繼器）和5G兩套無線通信系統(tǒng)，兩條路徑互為保護。聯(lián)通5G工業(yè)網(wǎng)關、工業(yè)AP客戶端等設備協(xié)同配合，將鐵水車上各類數(shù)據(jù)傳送給集控室，實現(xiàn)了遠程操控。
經過不懈努力，晉南鋼鐵鐵水罐智能調度系統(tǒng)成功上線運行，也隨之產生了顯著的效益。
在生產效率方面，以往現(xiàn)場調度每班需要多人，如今每班只需一人就可以輕松應對，大大減少了人力投入。所有鐵水產量統(tǒng)計告別了手工方式，實現(xiàn)了產量、溫度、成分等數(shù)據(jù)自動采集、匯總、傳輸，為生產決策提供了及時、準確的依據(jù)。比如，以前統(tǒng)計一爐鐵水的數(shù)據(jù)可能需要花費半小時甚至更久，現(xiàn)在短短幾分鐘就能精準獲取并傳輸?shù)较嚓P系統(tǒng)，讓生產節(jié)奏明顯加快。
從安全角度來看，該系統(tǒng)的智能防撞功能發(fā)揮了大作用。鐵水罐在煉鋼廠吊裝時，系統(tǒng)自動進行行為跟蹤，一旦有碰撞周邊建筑物等潛在危險，就會及時發(fā)出安全預警，安全系數(shù)大幅提升。以前工人們總是擔心吊裝過程中出現(xiàn)意外碰撞，現(xiàn)在心里踏實多了。
在精細化管理上，該系統(tǒng)可以實時獲取鐵水罐位置及狀態(tài)，包括罐蓋位置等，在系統(tǒng)畫面上還能直觀顯示行車記錄、車輛速度、在途的鐵水信息以及預計到達時間等，實現(xiàn)了整個生產過程的可視化管理。同時，實現(xiàn)對鐵水罐的全生命周期管理，維護保養(yǎng)信息、維修信息、使用次數(shù)等都一目了然，方便企業(yè)更好地安排鐵水罐的使用和維護計劃。
更值得一提的是，該系統(tǒng)軟硬件符合工業(yè)標準，可靠性極高，哪怕二級系統(tǒng)出現(xiàn)死機、重啟等情況，也絲毫不會影響生產。其完備的安全保障體系，確保了系統(tǒng)應用、數(shù)據(jù)以及與其他系統(tǒng)對接的安全性，有力地支持了業(yè)務發(fā)展，服務器、系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)平均無故障時間（MTBF）長于365天，真正做到了穩(wěn)定可靠、持續(xù)運行。
因其優(yōu)異的應用效果，晉南鋼鐵鐵水罐智能調度系統(tǒng)入選工信部“2021年移動物聯(lián)網(wǎng)應用優(yōu)秀案例”名單，是山西省唯一入選項目。
【編·語】
在晉南鋼鐵于2020年開啟鐵水罐智能調度系統(tǒng)研發(fā)的時候，行業(yè)內成功的模式和應用較少，所以在該項目的設計研發(fā)過程中，晉南鋼鐵做了大量基礎性和開創(chuàng)性的工作。結合鋼鐵行業(yè)的特點，晉南鋼鐵進行了大量的實際調研、測試和設備選型工作，不斷優(yōu)化設計方案。其最大的亮點是在沒有可借鑒經驗的前提下，較早應用了5G技術，實現(xiàn)產量、溫度、成分數(shù)據(jù)自動采集、匯總、傳輸，為生產決策提供了及時、準確的依據(jù)。
該調度系統(tǒng)的成功研發(fā)與應用，是鋼鐵行業(yè)智能化轉型的一個生動案例，不僅讓晉南鋼鐵在降本增效、安全生產等方面邁出了堅實步伐，也為整個鋼鐵行業(yè)探索智能化調度提供了寶貴的經驗，有望實現(xiàn)在鋼鐵行業(yè)復制推廣。
《中國冶金報》（2024年12月03日 04版四版）
