MES在安鋼冷軋1550mm酸軋機(jī)組的應(yīng)用

靳勝利 劉薇 宋丹丹

(安陽鋼鐵集團(tuán)公司)

0 前言

隨著安鋼1550 mm 酸軋機(jī)組的投產(chǎn)并逐步進(jìn)入正常生產(chǎn)經(jīng)營，為適應(yīng)高效高速快節(jié)奏的生產(chǎn)運(yùn)行要求，人工處理與酸軋機(jī)組的信息對(duì)接，以及與生產(chǎn)經(jīng)營相關(guān)的控制和執(zhí)行指令已經(jīng)不能滿足當(dāng)前現(xiàn)代化的管理要求。另外，針對(duì)TMEIC 的過程控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求更高更快的高標(biāo)準(zhǔn)要求，一套運(yùn)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(yīng)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(duì)整個(gè)酸軋機(jī)組生產(chǎn)過程中的物流和信息流進(jìn)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(biāo)，著重于及時(shí)接收外部系統(tǒng)發(fā)來的客戶訂單、生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)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(jì)算機(jī)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(jìn)行過程質(zhì)量控制;將生產(chǎn)結(jié)果返還給生產(chǎn)營銷部門進(jìn)行相應(yīng)的管理。酸連軋機(jī)組生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

目前，安鋼冷軋MES 針對(duì)當(dāng)前完成的酸連軋機(jī)組的管理流程如圖2 所示。

圖1 安鋼1500 mm 酸連軋機(jī)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(shè)計(jì)

2．1 設(shè)計(jì)原則

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)組MES 系統(tǒng)由服務(wù)器、操作終端、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其附件組成，應(yīng)用軟件按B/S+C/S 模式進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施。服務(wù)器包括應(yīng)用服務(wù)器、冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、病毒防護(hù)服務(wù)器、通信服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的雙機(jī)冷/熱備份功能，確保系統(tǒng)24 h 不間斷運(yùn)行。

網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主進(jìn)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)硬件隔離，保證系統(tǒng)的獨(dú)立性。整個(gè)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(luò)布局。物理網(wǎng)絡(luò)布局結(jié)合工廠設(shè)計(jì)的電纜路由進(jìn)行設(shè)計(jì)。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保證數(shù)據(jù)的可靠性、完整性、一致性和實(shí)用性為原則，并以用戶的可操作性為標(biāo)準(zhǔn)，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(jí)和擴(kuò)充預(yù)留空間。

2．2 現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)布局

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境和工藝布局情況，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，對(duì)三級(jí)系統(tǒng)MES 進(jìn)行總體布局，簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示。

圖3 安鋼冷軋1500 mm 酸軋機(jī)組MES 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2．3 軟件功能結(jié)構(gòu)

MES 從實(shí)用性和完整性等方面考慮主要分為十個(gè)功能模塊，每個(gè)功能模塊分別完成幾個(gè)相應(yīng)子功能。總的安鋼冷軋1550 mm 酸軋機(jī)組MES 軟件功能結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

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

圖4 安鋼冷軋1500 mm 酸軋機(jī)組MES 軟件功能結(jié)構(gòu)

2)計(jì)劃管理:包括物料計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃排程。主要用于原料外購的申請(qǐng)及到貨入庫操作、依據(jù)銷售訂單安排生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)過程中的針對(duì)每個(gè)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(jì)劃安排情況)、作業(yè)匯報(bào)(冷軋匯報(bào)和包裝匯報(bào))、機(jī)組班報(bào)(機(jī)組停機(jī)班報(bào)和能耗班報(bào))、實(shí)績(jī)管理(物料購入實(shí)績(jī)、作業(yè)計(jì)劃完成、表面缺陷實(shí)績(jī)、機(jī)組停機(jī)實(shí)績(jī)及能耗實(shí)績(jī))、機(jī)組監(jiān)視(機(jī)組當(dāng)前主要設(shè)備運(yùn)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(yàn)計(jì)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(yùn)。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(shí)績(jī)情況。

7)發(fā)貨管理:包括發(fā)貨物料挑選、發(fā)貨單生成、財(cái)務(wù)審核、出廠單打印、發(fā)運(yùn)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(shí)績(jī)，便于軋輥實(shí)績(jī)的跟蹤分析。重點(diǎn)服務(wù)于機(jī)組軋輥參數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞，及時(shí)將磨輥間完工的軋輥數(shù)據(jù)參數(shù)傳送到酸軋機(jī)組L2 模型，用于軋機(jī)軋制模型的計(jì)算。

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

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(shí)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(dāng)前MES 系統(tǒng)主要完成的外部接口是與酸軋機(jī)組過程自動(dòng)化系統(tǒng)、磨輥間系統(tǒng)、檢化驗(yàn)系統(tǒng)以及公輔區(qū)能源介質(zhì)計(jì)量采集系統(tǒng)的外部接口，對(duì)于目前不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集和通信的系統(tǒng)采用人工導(dǎo)入的方式進(jìn)行處理。考慮到管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性不需要達(dá)到毫秒級(jí)的信息傳遞要求，采用表對(duì)表結(jié)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(dòng)完成MES 與各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。與酸連軋機(jī)組L2通信的電文見表1。

表1 MES 與酸連軋機(jī)組通信電文

3 MES 的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

從2014年8月份進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)上線運(yùn)行，9月份正式線上實(shí)施生產(chǎn)管理到現(xiàn)在近半年來的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用來看，該系統(tǒng)滿足了現(xiàn)場(chǎng)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(jí)系統(tǒng)到TMEIC二級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口和生產(chǎn)要求的對(duì)接，起到了磨輥間軋輥磨削系統(tǒng)和酸軋機(jī)組軋輥信息之間的橋梁紐帶作用，實(shí)現(xiàn)了庫房料位的精準(zhǔn)管控，使市場(chǎng)營銷、生產(chǎn)經(jīng)營、計(jì)劃財(cái)務(wù)業(yè)務(wù)、發(fā)貨出廠之間的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了無縫銜接，為生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確執(zhí)行提供了技術(shù)保障。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)的投入運(yùn)行，滿足了當(dāng)前冷軋公司酸軋機(jī)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(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況信息，具有了相當(dāng)強(qiáng)的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)對(duì)接功能，提高了工作人員的信息溝通及業(yè)務(wù)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(bǔ)充需求，MES 系統(tǒng)本身留有擴(kuò)充功能。

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