案例集 | 讓智造更簡單——鋼鐵產(chǎn)業(yè)智慧升級

當今世界，新產(chǎn)品與新技術不斷涌現(xiàn)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為傳統(tǒng)的自動化行業(yè)，在不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模的同時，也正在與時俱進，將最新的工業(yè)4.0技術融合進生產(chǎn)中。菲尼克斯電氣IT-Powered的自動化技術和全新的解決方案助力中天鋼鐵進入第四次工業(yè)革命。

中天鋼鐵集團有限公司坐落在長江三角洲中心地帶，京杭大運河穿廠而過，交通十分便利，是一家涵蓋鋼鐵、外貿(mào)、物流、教育投資、酒店、港口等多元產(chǎn)業(yè)的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，連續(xù)12年榮列中國企業(yè)500強。

供水系統(tǒng)是鑄鋼生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)問題，將會導致爐毀人亡的重大設備事故。中天鋼鐵集團有限公司的電爐循環(huán)水泵房技改項目采用了菲尼克斯電氣的冗余PLC（RFC460R PN 3TX） Profinet工業(yè)實時以太網(wǎng)MRP環(huán)網(wǎng)解決方案。它主要由19臺泵閥組和6臺冷卻風機組成，各個泵閥組與水池液位、管道壓力以及泵閥組之間都存在著復雜的聯(lián)鎖關系。該項目改造前，原有控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)因現(xiàn)場總線抗干擾性能差而出現(xiàn)故障以及對故障難以定位等問題，在一定程度上影響了日常生產(chǎn)運營。

菲尼克斯電氣冗余控制器RFC460R電控柜

2018年3月，項目組采用菲尼克斯電氣產(chǎn)品對原有系統(tǒng)進行技改，之后系統(tǒng)一直零故障運行，同時各個遠程站的通訊狀態(tài)皆可在上位機上進行查詢。

鋼鐵生產(chǎn)主要包括球團、燒結、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鐵合金等環(huán)節(jié)，鋼鐵廠擁有排放大量煙氣的各種爐窯。而爐窯燃燒過程中生成大量的氮氧化合物和硫化物，會對大氣造成嚴重污染。因此，國家環(huán)?？偩謱Φ趸衔锏呐欧庞袊栏褚?guī)定。

中天鋼鐵全國首套超低排放550㎡燒結氣SCR脫硝系統(tǒng)在2018年10月20日一次全煙氣試車成功，排放煙氣達到國家標準。其控制系統(tǒng)采用菲尼克斯電氣冗余PLC（RFC460R PN3TX）Profinet工業(yè)實時以太網(wǎng)MRP環(huán)網(wǎng)解決方案，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，為中國的環(huán)保事業(yè)做出了突出貢獻。

中天鋼鐵的料場項目、高爐噴煤項目、高爐電機溫度采集系統(tǒng)同樣采用了菲尼克斯電氣整套解決方案。

工業(yè)4.0的精髓是信息物理系統(tǒng)（CPS），虛即是實，實中有虛，虛實結合。在控制系統(tǒng)設計調(diào)試時，我們正是基于工業(yè)4.0這一精髓，采用結構化的基于對象的編程思路，首先使用各個設備的數(shù)據(jù)模型搭建虛擬仿真系統(tǒng)，在虛擬仿真系統(tǒng)上模擬各種場景進行調(diào)試，虛擬調(diào)試結束后將其直接用于真實設備，大大縮短了真實系統(tǒng)的調(diào)試時間，控制系統(tǒng)的容錯能力和程序的健壯性也因為經(jīng)虛擬系統(tǒng)仿真過程得到了顯著提升。

目前，大數(shù)據(jù)是新一代信息技術的關鍵，并逐漸發(fā)展為新一輪工業(yè)革命的核心?？刂葡到y(tǒng)中涉及的所有設備的信息都以設備的數(shù)學模型為基準單位存儲到數(shù)據(jù)庫之中，精準記錄鋼鐵生產(chǎn)的每一道工序，以構建工業(yè)生產(chǎn)過程的大數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅可以用于設備故障的分析，減少操作人員的失誤率，也可以用于指導生產(chǎn)，對工藝控制流程進行優(yōu)化。例如，系統(tǒng)可記錄所有設備的運行時間及故障頻率等信息，這樣，使用者可以清晰地分析和決策設備維護保養(yǎng)和更換的時間和頻次。

Profinet是全球領先的基于工業(yè)以太網(wǎng)技術的工業(yè)現(xiàn)場總線標準，它為自動化通信提供了完整的網(wǎng)絡解決方案。它融合了諸多自動化領域的熱點于一身，如實時以太網(wǎng)、分布式自動化、功能安全以及信息安全等。設備的可靠穩(wěn)定運行離不開完備的通信網(wǎng)絡，更靈活、更高性能、更高效的Profinet恰好滿足這一需求。

Profinet在全球安裝的節(jié)點設備已近1000萬，是市場占有率最高的基于工業(yè)以太網(wǎng)技術的工業(yè)自動化總線標準。在我們的解決方案中，Profinet耦合器與Profinet交換機組成MRP環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)絡中即使出現(xiàn)斷線，也不會影響到控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。此外，所有Profinet設備的診斷信息均可提取到上位機SCADA界面上，通信網(wǎng)絡出現(xiàn)問題時，現(xiàn)場的運行維護人員可以第一時間定位故障模塊的位置，大大節(jié)約了檢修時間。

RFC460R PN 3TX冗余控制器是菲尼克斯電氣完備解決方案的另一個突出亮點，當一臺PLC發(fā)生故障時，另一臺PLC立即無縫接管對系統(tǒng)的控制，確保系統(tǒng)持續(xù)運行，減少故障停機時間，降低工作成本，避免潛在危險，提高系統(tǒng)的可靠性。

技術優(yōu)勢

●啟動便捷，采用Auto-Sync技術自動配置所有冗余功能；

●遵循Profinet標準，使系統(tǒng)集成最優(yōu)化，面向未來的工業(yè)以太網(wǎng)冗余方案；

●通過光纖連接兩個控制器，安裝間隔距離最遠可達80公里，可插拔的SFP模塊使成本最優(yōu)化，即使同步熱備光纖出現(xiàn)問題，還可通過Profinet網(wǎng)絡繼續(xù)實現(xiàn)同步，兩重鏈路保護；

●發(fā)生故障或更換控制器時系統(tǒng)運行不間斷；

●高分辨率顯示屏以文本形式顯示所有狀態(tài)信息和錯誤診斷信息；

●冗余OPC服務器，使可視化界面不間斷。

菲尼克斯電氣作為工業(yè)自動化領域的隱形冠軍，以實際行動推進中天鋼鐵的智慧升級進程，幫助客戶實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化、生產(chǎn)模式的智能化及精益化，全方位助力中國智能制造。