随着钢铁市场竞争的日益激烈，降低炼铁成本至关重要。如何合理评价高炉投入与产出之间的效率关系以及如何准确计算高炉操作的技术指标；如何准确评价炼铁成本的经济指标已成为各级管理部门关注的焦点。因此，开发实施炼铁厂高炉上料精确采集与实时监控系统项目势在必行。

1投料系统的意义和简介 

炼铁厂有9座高炉，包括6350座高炉和31750座高炉。炼铁厂有9座高炉，包括6350座高炉和31750座高炉。澳矿和球团矿高炉槽下有140多台料斗秤和18台喷煤秤槽下的秤是静态秤，计量准确，适合长时间精确配料，铁前成本核算和生产统计使用的数据是以理论炉次为基础的，每个高炉的给料系统中有每批物料的称重数据，但是没有合理的存储，也没有相应的物料名称匹配，浪费了大量的数据资源。炼铁厂人工费用结算的原始检查系统是根据人工费用来计算炼铁前工厂的产量，即使用皮带秤作为自制烧结矿、球团矿和焦炭的计量交割点。

皮带秤受外界因素影响较多，导致计量不稳定、有效性差，这也是钢铁行业公认的检测难题，而且多座高炉共用一台皮带秤，很难从皮带秤中细分出每座高炉的实际人工炉料，不利于炼铁成本核算和经济技术指标统计。

该系统采用在线精确的炉料数据采集，并提供实时的炉料计量数据，以指导炼铁过程关注有效的人造炉量，准确计算炼铁成本；推动炼铁槽下秤计量管理水平全面提升，应用单高炉精准成本考核管理思想，推动高炉生产管理水平持续提升。

2配料系统解决方案

为了实现精确的数据采集和监控系统，必须创建一个能够与PLC称重部分实时通信、收集、存储和管理数据并提供高炉生产投料信息完整细节的数据处理系统，该系统将成为清洁炉料结算系统的数据源和提高生产管理和工作效率的技术支持。

2.1精确数据采集方案

2.1.1按“实时采集每批料每料斗称的净重”原则实施

这种采集原则带来的好处很多，所采数据的上料批次清晰透明、无任何数据处理、真实可信，便于铁前区域在线监管、数据共享，对异常数据的处理有规律可循。

2.1.2与上料自动系统同步

在高炉上料系统中，每个罐下秤根据设定值配料，配料程序根据秤的设定值自动补偿，以平衡每批物料的批次值。备料后得到满料值，即毛重:出料时，以罐下秤的底部为皮重，即空料值；满料值-空料值-净重，即这批人工装料的净重值。

当小高炉下面的秤正在出料时，闸门下面有一辆装料车来接收物料。卡车真正启动上升2~3s后，开始向组态软件提供各料斗闸门的开关信号；开关信号一直保持到小车在炉顶卸料后回到原位，约30~40s。它为读取净重值提供了足够的采集时间。这反映了获取数据的时机和数据的有效性。

大高炉系统没有受料斗，直接采集每台电子秤的净重。称重值是物料满信号延迟15秒后的数字，以确保稳态值。物料为空且闸门关闭到位5秒后，称重值为空值；计算每个电子秤的净重；当这批材料到达主皮带时，它向组态软件发送上传信号，数据库存储该批材料的实际值和批号。收集的值与批值相对应，批值反映了数据的真实性。

2.2B/S网络架构及网络传输

综合利用总公司现有的办公网资源，通过配置串口服务器的设备联网功能，将工控网内PLC称量数据传送至办公网。将网络接入点延伸到各炉座PLC的RTU串口前，从而使各设备采集节点与采集服务器形成一个统一的星型的采集网络系统。将该槽下采集系统从整体架构上分为四个层次：设备层、采集层、监控层、管理层，建设成一个高度集成化的、分布式的办公网络与采集数据处理系统。其中：

1)设备层基于高炉自动喂料系统，用Concept2.6开发工具改造增加了相应功能：将每批料的净重数据实时存人PLC寄存器地址中；清空该地址，存入下批料的净重，存放期限设定在下批数据进入之前。

2)采集层应用了MOXA串口服务器的性能，自动转换通信协议，转换硬件通信模式，有效避开了“串行通信15米的距离限制”，实现了远程通信与采集，实现了多个分布式采集点向服务器集中传送的功能。

3)监控层以开发应用力控组态软件为主，完成对投料过程的实时采集与在线监测，它是本采集系统的“神经中枢”将采集的数据存放在数据库中。它对下与各采集点的串口服务器进行通信；对内集中管理各通信设备的参数设置，完成数据库组态、脚本功能语句的编写；对上连接管理层，提供生产管理监控的界面。总之，起着承上启下的作用，是本采集系统的重要组成部分。

4)管理层以安装在采集服务器上的ORACLE数据库为数据源。这种新型的管控一体化组合方式将工控网内实时的称量数据，经协议转换→远程读取(按秒级周期)一采集存储→计算汇总一自动上传，完成了工控网内的生产数据多层次、有步骤的数据处理过程，实现了工控网向主干网计质量系统传送数据的功能，保障了工控网内数据安全、设备安全。应用了串口服务器设备立即联网的特性，这是消除信息化“孤岛”现象的关键设备。充分实现了生产在线数据与管理层信息链的沟通。进行了串口服务器测试、力控组态采集、脚本编写、ORACLE数据库服务器创建、用Delphi编写变料管理程序、工长培训、与计质量系统的接口开发，打通了所有的技术路线，首次建立了该系统技术开发与生产管理相结合的采集和数据处理模型。

5)人炉料的变料管理。炉料结构复杂，共分烧结、球团、焦炭、杂矿四大类，其中包括外购、自产、干焦、湿焦这些不同来源、不同特性的原料。在炼铁投料工序中，在哪电子称上料，何时变料、实时投料数据和物料名称的匹配等变料管理详情，只有高炉工长的岗位最清楚。为此，大胆设计了变料管理的程序功能、岗位职能、工作秩序，以重点解决槽下实时人炉料与实际物料名的匹配问题，最佳地解决了长期制约本项目的“瓶颈”问题。该服务器通过存储过程为计质量系统定时上传数据。对内为工长岗位提供变料管理服务，以实现投料数据与物料名称的匹配；对外与计质量系统无缝衔接，以满足生产数据的管理、统计和查询。

3结束语

系统完全达到管控一体化的设计目标：遵循“实时采集每座高炉每电子称每批料的实际净重”的采集原则，所采投料计量数据透明清晰、实时性好，便于铁前各工序在线监管；按设定的工作流程，由高炉工长手工完成实际入炉料与实时采集数据物料名称的匹配；系统自动快捷、安全完备地存储在线采集的称量记录，数据处理结果正确；系统按日按高炉按物料分类计算汇总后的数据自动正点地传入计质量系统。该系统的运行，改变了铁前区域的计量结算方式，改变了炼铁厂内部的技术管理和数据统计方式，为高炉净人炉料结算体系提供了强大的数据支撑，满足了各管理层和生产技术部门对精准计量数据的需求。