MES在安鋼冷軋1550mm酸軋機組的應用

靳勝利 劉薇 宋丹丹

(安陽鋼鐵集團公司)

0 前言

隨著安鋼1550 mm 酸軋機組的投產(chǎn)并逐步進入正常生產(chǎn)經(jīng)營，為適應高效高速快節(jié)奏的生產(chǎn)運行要求，人工處理與酸軋機組的信息對接，以及與生產(chǎn)經(jīng)營相關的控制和執(zhí)行指令已經(jīng)不能滿足當前現(xiàn)代化的管理要求。另外，針對TMEIC 的過程控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)準確性要求更高更快的高標準要求，一套運行可靠的MES 系統(tǒng)給其提供支撐顯得日益緊迫，也正是在這種需求情況下，MES 系統(tǒng)得到投入應用。

1 MES 系統(tǒng)概述

該MES 系統(tǒng)本著“以銷定產(chǎn)、以效定產(chǎn)”的管理理念，滿足生產(chǎn)車間和所屬輔助車間生產(chǎn)管理的要求，對整個酸軋機組生產(chǎn)過程中的物流和信息流進行綜合管理，使物流和信息流保持同步。該系統(tǒng)以支持冷軋廠生產(chǎn)高品質(zhì)的冷軋產(chǎn)品為目標，著重于及時接收外部系統(tǒng)發(fā)來的客戶訂單、生產(chǎn)計劃進行工序生產(chǎn)作業(yè)管理和調(diào)度，建立生產(chǎn)指令并分發(fā)給酸軋過程計算機系統(tǒng);控制和監(jiān)視生產(chǎn)全貌;收集過程數(shù)據(jù)，質(zhì)量數(shù)據(jù)，事件數(shù)據(jù);進行過程質(zhì)量控制;將生產(chǎn)結果返還給生產(chǎn)營銷部門進行相應的管理。酸連軋機組生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

目前，安鋼冷軋MES 針對當前完成的酸連軋機組的管理流程如圖2 所示。

圖1 安鋼1500 mm 酸連軋機組生產(chǎn)工藝流程

圖2 安鋼冷軋MES 管理流程

2 MES 的方案設計

2．1 設計原則

硬件系統(tǒng)設計以保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性為原則。安鋼冷軋1550 mm 酸軋機組MES 系統(tǒng)由服務器、操作終端、打印機、網(wǎng)絡設備及其附件組成，應用軟件按B/S+C/S 模式進行設計與實施。服務器包括應用服務器、冗余數(shù)據(jù)庫服務器、病毒防護服務器、通信服務器。數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)系統(tǒng)的雙機冷/熱備份功能，確保系統(tǒng)24 h 不間斷運行。

網(wǎng)絡采用TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議，以總線型網(wǎng)絡拓撲結構為主進行配置。與其它系統(tǒng)之間的通信通過配置多網(wǎng)卡或路由器實現(xiàn)網(wǎng)絡硬件隔離，保證系統(tǒng)的獨立性。整個L3 及其與其它系統(tǒng)的通訊均采用單模光纖，便于冷軋廠整體網(wǎng)絡布局。物理網(wǎng)絡布局結合工廠設計的電纜路由進行設計。

軟件系統(tǒng)設計以保證數(shù)據(jù)的可靠性、完整性、一致性和實用性為原則，并以用戶的可操作性為標準，盡可能采用兼容性好、容易操作和管理的產(chǎn)品，并為系統(tǒng)升級和擴充預留空間。

2．2 現(xiàn)場網(wǎng)絡布局

根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)環(huán)境和工藝布局情況，結合網(wǎng)絡設計的技術要求，對三級系統(tǒng)MES 進行總體布局，簡要結構圖如圖3 所示。

圖3 安鋼冷軋1500 mm 酸軋機組MES 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

2．3 軟件功能結構

MES 從實用性和完整性等方面考慮主要分為十個功能模塊，每個功能模塊分別完成幾個相應子功能?？偟陌蹭摾滠?550 mm 酸軋機組MES 軟件功能結構如圖4 所示。

1)訂單管理:包括客戶業(yè)務常用信息、合同內(nèi)容、訂單詳細要求等信息的增刪改操作。主要涉及的業(yè)務是市場營銷部門的客戶及訂單和生產(chǎn)技術部門的工藝生產(chǎn)條件確認。

圖4 安鋼冷軋1500 mm 酸軋機組MES 軟件功能結構

2)計劃管理:包括物料計劃、生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃排程。主要用于原料外購的申請及到貨入庫操作、依據(jù)銷售訂單安排生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)計劃下達過程中的針對每個原料卷的作業(yè)順序排程。

3)生產(chǎn)管理:包括作業(yè)調(diào)度(作業(yè)計劃安排情況)、作業(yè)匯報(冷軋匯報和包裝匯報)、機組班報(機組停機班報和能耗班報)、實績管理(物料購入實績、作業(yè)計劃完成、表面缺陷實績、機組停機實績及能耗實績)、機組監(jiān)視(機組當前主要設備運行參數(shù)情況)。

4)質(zhì)量管理:包括產(chǎn)品規(guī)范、冶金規(guī)范、檢驗計劃、質(zhì)量處置。

5)物流管理:包括鋼卷購入、原料庫管理、交付生產(chǎn)、中間庫管理、成品庫管理、庫房吊運。管理得內(nèi)容是物流不斷變化的過程。

6)倉庫管理:主要完成目前的原料庫、中間庫、成品庫的收發(fā)存實績情況。

7)發(fā)貨管理:包括發(fā)貨物料挑選、發(fā)貨單生成、財務審核、出廠單打印、發(fā)運管理、訂單完成情況。

8)軋輥管理:主要管理軋輥參數(shù)數(shù)據(jù)、軋輥上線/下線實績，便于軋輥實績的跟蹤分析。重點服務于機組軋輥參數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞，及時將磨輥間完工的軋輥數(shù)據(jù)參數(shù)傳送到酸軋機組L2 模型，用于軋機軋制模型的計算。

9)系統(tǒng)管理:主要用于對MES 系統(tǒng)的使用權限的分配及系統(tǒng)數(shù)據(jù)本身維護。

10)通訊管理:主要完成的是MES 與各生產(chǎn)線L2 的通訊電文的互相傳遞，真正的實際數(shù)據(jù)由L1到L2 之間的數(shù)據(jù)通信完成。

2．4 外部系統(tǒng)接口

當前MES 系統(tǒng)主要完成的外部接口是與酸軋機組過程自動化系統(tǒng)、磨輥間系統(tǒng)、檢化驗系統(tǒng)以及公輔區(qū)能源介質(zhì)計量采集系統(tǒng)的外部接口，對于目前不能實現(xiàn)自動采集和通信的系統(tǒng)采用人工導入的方式進行處理?？紤]到管理系統(tǒng)的實時性不需要達到毫秒級的信息傳遞要求，采用表對表結合數(shù)據(jù)表觸發(fā)器及內(nèi)部過程處理的通信方式來自動完成MES 與各系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)通信。與酸連軋機組L2通信的電文見表1。

表1 MES 與酸連軋機組通信電文

3 MES 的現(xiàn)場應用

從2014年8月份進行現(xiàn)場上線運行，9月份正式線上實施生產(chǎn)管理到現(xiàn)在近半年來的現(xiàn)場應用來看，該系統(tǒng)滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)所必備的工藝管理環(huán)節(jié)功能，順利完成了三級系統(tǒng)到TMEIC二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口和生產(chǎn)要求的對接，起到了磨輥間軋輥磨削系統(tǒng)和酸軋機組軋輥信息之間的橋梁紐帶作用，實現(xiàn)了庫房料位的精準管控，使市場營銷、生產(chǎn)經(jīng)營、計劃財務業(yè)務、發(fā)貨出廠之間的業(yè)務實現(xiàn)了無縫銜接，為生產(chǎn)計劃的準確執(zhí)行提供了技術保障。

4 結語

本系統(tǒng)的投入運行，滿足了當前冷軋公司酸軋機組生產(chǎn)銷售管理的需要，為各生產(chǎn)車間及管理部門提供了相應的現(xiàn)場生產(chǎn)情況信息，具有了相當強的數(shù)據(jù)信息自動對接功能，提高了工作人員的信息溝通及業(yè)務處理工作效率。由于安鋼冷軋是全新的生產(chǎn)廠區(qū)，隨著其管理水平的不斷完善和提高，MES系統(tǒng)也存在滿足不斷提升的管理要求的完善和功能補充需求，MES 系統(tǒng)本身留有擴充功能。

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