宝钢综合自动化技术的现状和发展 点击：5914 | 回复：15
发表于：2003-10-31 13:49:00
楼主
本文作者丛力群先生，上海宝信软件股份有限公司高级工程师、博士。
关键词：综合自动化 冶金工业
随着现代工业文明的发展，一个全新的综合自动化系统的概念已经形成。它的实施是基于计算机、信息、人工智能、自动控制、系统工程和生产制造等技术，是对传统的生产技术与生产方式的革命性变革。它具有集成化、智能化、网络化、系统整体优化的特征，采用标准化、模块化和系列化设计，是一个以通信网络为纽带，融过程控制、生产管理、企业规划等诸多功能于一体的多级计算机网络系统结构，通常称为现代集成制造生产系统(CIMS/CIPS)。
综合自动化系统是在已有自动化技术基础上，把工厂内孤立的局部自动化技术和子系统在新的管理模式与工艺指导下综合运用信息技术、自动化技术，并通过计算机网络及其支持软件而有机地结合起来，构成一个完整的系统，对生产过程的物质流与管理过程的信息流和决策过程的决策流进行有效的控制和协调，以适应新的竞争模式下市场对生产管理过程提出的高质量、高速度、高灵活性和低成本的要求。它构成了未来工厂的发展模式。
与其他工业领域一样，综合自动化技术在冶金行业的应用也得到了迅速的普及。自20世纪80年代以来，从单元控制装置、单体设备自动化到全线的自动化系统和全厂、全公司的生产管理控制系统已经遍布冶金工业的各个工艺流程，冶金自动化装备的可靠性、实时性、可操作性和可维护性都得到了极大的改善。方便的软件编制和友好的人机界面，以及不断提高的性能价格比使冶金自动化装备技术得到很快的推广和使用；也使冶金产品的质量和冶金生产线的作业率获得很大的提高，新产品、新工艺的开发周期大为缩短，获得了显著的经济效益，引发了生产力的巨大提高。
人类社会在工业化的轮子还在转动的同时，启动了信息化的轮子。随着Internet/Intranet技术的普及应用，冶金企业正在迈向全面信息化时代。
一 综合集成是信息时代企业综合自动化发展的总方向
工业生产造就分工，信息生产专事融合，这是工业化社会走向信息化社会过程中非常明显的变化，而综合集成技术为适应这种变化提供了相应的手段。综合集成的目标不仅仅是接入，更重要的是信息的融合。综合集成的最大特点是多种技术的“综合”与全企业信息的“集成”，它是信息时代企业综合自动化发展的总方向。
信息集成的理论基础实际上是工程思想和系统思想的结合，是综合自动化系统的核心。人们在生产中获得的工艺经验、产品数据、设备状态，商务中合同记录、质量数据、工作中所使用的传递指令、报告、结算的数据等都是信息。信息集成就是以用户的信息处理要求为出发点，对系统硬件进行综合、联系、统筹、系统地分析和设计，解决如何高效合理地处理这些数据的技术和思路，把各种先进技术和人的经验与知识结合起来，形成整体技术优势。
众所周知，我国是一个钢铁大国，但不是钢铁强国。目前，冶金企业所追求的已不仅仅是某一个生产工序的自动化控制水平，而是企业整体的综合自动化水平，实现企业整体优化，这就需要信息的集成、功能的集成、技术的集成，以及人、技术和管理的集成。它包括企业各种经营活动的集成、企业各个生产系统与环节的集成、各种生产技术的集成、企业部门组织间的集成和各类人员的集成，而计算机技术、网络技术是实现各种集成的条件。通过信息集成实现信息共享，其中不仅有直接采集到的信息，同时也包括通过信息采掘得到的有用信息，从而使信息真正成为资源，进而完成信息流、物流和资金流的集成以保证企业的运行优化。这些都是进行管理决策、在线控制和指导生产等一系列活动的依据。这种人在系统中的突出作用与关系，也是企业综合自动化与一般的自动化的一个重要差别和优势。
二 宝钢综合自动化水平的提高
世界冶金行业都在努力利用计算机技术、自动化技术及信息技术来改造和提升企业在降低生产成本、提高产品质量和优化售后服务方面的能力，以提高在国际钢铁市场上的竞争能力。
1. 宝钢的综合自动化应用水平不断提高
宝钢自1989年投产以来，经过3期的建设，在产品系列日臻完善、质量不断提高的同时，综合自动化应用和开发水平也有了长足的进步。
宝钢为了实现建设精品基地的目标，在企业自动化和信息化建设方面投入了大量的人力、财力和技术，经过许多工程技术人员多年的生产科研实践，对国外引进的大量先进技术进行消化、吸收、开发、改造，使得整体自动化应用水平有了很大的提高。
硬件水平由第一期分散的现场单元仪表、小型的DCS系统以及DDC方式的控制计算机，变为现在由先进的现场总线、智能现场仪表与电气设备、SCADA系统、过程与生产管理计算机系统组成的全网络化的、开放的集成生产系统；软件水平也由以往的简单的文件系统或专用的数据库系统逐步过渡到开放式的数据库系统，实现了全厂的信息、技术、系统的综合集成。
随着工艺装备水平的改善和工艺要求的提高，宝钢在冶金工艺模型和控制模型方面作了大量的投入，先后取得了一大批具有自主知识产权的技术成果：转炉动态定碳模型、连铸定长切割模型、连铸漏钢预报系统技术、热轧层流冷却模型、板型优化控制技术(PMDH)、冷连轧机动态变规格控制技术、带钢厚度软测量技术等。
宝钢的企业信息化系统和应用走在了国内大型企业的前列，从接收用户订单开始，经过合同处理、计划编制、生产指令下达、生产实绩收集、质量控制、发货管理等环节，直至合同结算完成，构成了企业销售、生产、供货等企业活动的全过程管理流程的自动化闭环管理。在每一环节均可做到随时跟踪，对企业的所有生产单元可以达到实时跟踪，为宝钢产品质量的提高作出了很大的贡献。
东方钢铁在线以B2B电子商务为基础，旨在建立服务于整个钢铁行业的电子交易平台。它通过提供安全、可靠、高效的交易系统，创建了一种全新的业务模式，为国内钢铁行业提供钢材及相关产品、原材料、备件的电子商务及信息咨询和客户技术支持，最终建成完整的、基于互联网技术的，集交易、信息服务于一体的，覆盖全球的钢铁在线交易系统。
2. 宝钢的信息产业化能力基本形成
作为宝钢信息产业的实施单位，宝信软件在ERP系统、生产控制与管理系统、自动控制系统、网络集成、电子商务等方面拥有技术、人才的资源优势。他们有国家级、宝钢技术专家10人，博士17名，硕士136名，以及近600名高素质的、专业齐全的系统集成与应用开发、服务队伍；同时，依托具有世界一流自动化水平的宝钢，结合宝钢技术中心已经形成的科研力量，通过与国外著名计算机与控制设备厂商的合作，在开发自动化与信息化系统的过程中积累了丰富的工程经验，并形成了完整的、符合ISO 9001认证的工程开发设计规范和工程质量控制体系。
到目前为止，宝信软件共完成和承担了国内外自动化工程开发项目数百项，工程项目涵盖了冶金行业各个主要生产工序，遍及冶金、电力、交通、金融、贸易、医药卫生等各个行业，已经完成的项目按时投入率和一次验收率均达到100%，基本上形成了综合自动化工程的自主集成和设计开发能力。其中在冶金行业主要开发的技术有：
(1)特大型高炉控制系统的设计与开发技术；
(2)大型炼钢转炉自动控制系统的在线改造技术；
(3)炼钢精炼炉自动控制系统的自主集成技术；
(4)热轧加热炉、轧机、层流冷却控制系统的改造与开发技术；
(5)冷连轧机控制系统的核心技术应用；
(6)大型企业的ERP系统；
(7)大型企业能源管理系统的设计与实现。
为了形成自身的信息产业，在承担工程的同时，宝钢还特别注重与企业综合自动化相关的软硬件产品的开发，如过程计算机应用软件开发平台；利用富士、西门子等硬件产品自主集成过程控制系统；冷连轧机设备仿真系统软件；基于Web的企业信息系统；企业生产控制与管理系统；综合事务信息管理系统、办公自动化系统；企业数据仓库、数据挖掘技术。
三 宝钢将尽快实现由产业信息化向信息产业化的转变
2000年宝钢首届技术创新大会明确提出：宝钢要“在做高做强钢铁主业的同时，积极发展信息产业，加快企业信息化工程建设”。
为了振兴和发展宝钢的信息产业，上海宝钢集团公司组建了宝钢信息产业公司，力求形成相对独立的战略性先导产业，从“以工程项目为导向、基于技术面的自发发展模式”，向“以资本市场为导向，基于产业链的跳跃式发展的模式”转变，以科学研究为基础，从生产和服务实践中，在积累的技术经验上，采用正式的产品、成熟的设计和科学的方法，改变以往有工程无产业的状况，以实现“做强钢铁业、做大非钢铁业”的目标。
作为宝钢信息产业的实施单位——宝信软件，正着力构筑“产品—工程—服务”的产业链，即：
(1)完善企业ERP系统，并建立基于知识的企业管理平台；
(2)强化过程自动化的系统集成能力；
(3)开拓供应链相关制造企业的ERP、ASP市场；
(4)进入城市信息化建设和服务市场。
四 结论
目前，我国钢铁产量已基本满足市场需求，处于增加品种和改善质量的阶段，企业的综合自动化就变得尤为重要。我国冶金自动化行业要着力发展具有自主产权的产品和成套工程应用技术为主的高技术产业，减少对国外技术的依赖性。
面对我国加入WTO的新形势，为了在更高水平上实现信息产业的跳跃式发展，我国的信息产业要做好充分的准备，在发展的过程中直接参与国际市场的竞争。宝信软件作为宝钢的信息产业公司，要努力加强新技术与传统工程开发方法的嫁接，形成系统集成、信息集成和应用集成的综合集成能力，为我国冶金综合自动化水平的提高和发展作出贡献。
发表于：2003-07-22 08:55:00
7楼
浅谈测温电缆FTLD、CTTC在电力工业消防系统中的应用
贾怀宇
(深圳南山科技园方大大厦1608室 P:C 518057 M:13609623270)
摘要：当前国内火灾探测技术滞后，无法有效避免火灾的发生。文中阐述了当前火灾探测系统存在的缺陷以及由测温电缆组成的新一代防火系统的优点。
关键词：火灾隐患；误报；漏报；测温电缆；精确探测；“防”“消”结合。
Abstract：nowadays the fire probing technology in our country is backward，so people can not avoid the happening of fires effectively。This paper expounds the disadvantages of present fire probing system and the advantages of the new generation which consists of continues thermocouple。
Key words：latent fire；misinformation；failure in report；continuous thermocouple；accurate detection；integration of prevention and protection。
电力工业是国民经济的基础，是促进经济发展、推进科技进步、提高人民物质文化生活水平的物质技术保障和国家现代化建设的重要标志。由于电力系统机构庞大，发电、输电、变电、配电、用电五个环节节节相扣、紧密相关，其技术密集，设备贵重，内在联系紧密，在电力生产过程中大量的使用和储存了多种可燃液体、气体、易燃粉尘、固体燃料和高温高压设备，其诸多的电气设备常伴有静电、火花、电弧和表面高温存在，高温管道、传输电缆密布于各个角落。因此，引发火灾发生的机率极高。事故出于麻痹，火灾起于隐患。安全生产是电力生产稳定、经济、高效运行的关键指标，为了保障电力系统的正常安全运行，消防环节首当其冲。针对突发事件，消防系统能否正常投入使用，实现抑制和扑灭早期火灾是非常重要的。近年来，电力系统电器、电缆火灾事故频频发生，常因一台设备故障或电缆延燃引发火灾而波及全厂乃至全网。追根溯源还是当前的火灾初期自动探测报警系统对隐患探测不够精确所至，系统漏报、误报频繁，特殊恶劣环境的火灾探测方案急待研究解决。
一．当前电力工业中消防报警系统的组成及系统缺陷
目前的消防报警系统由火灾探测系统和消防联动控制系统组成。其
主要目的是及早发现事故隐患，发出报警信号，以提示值班人员采取相
应的措施或启动联动控制系统以抑制火灾发生或扩大。然而由于传统的火灾探测系统智能化技术滞后，无法发现和分析初期的火灾事故隐患，难以实现其“预警”的作用，从而出现了因“防”与“消”不能完美结合而导致火灾事故频频发生。
1. 传统消防探测与灭火系统的组成
烟感探测器，温感探测器，烟温复合式探测器，可燃气体探测器，红外对射探测器，感温电缆，信号输入模块，手动报警按钮等组成。灭火系统主要由水喷雾灭火系统和气体灭火系统以及移动式灭火系统等组成。
1．1 烟感探测器：仅限用于一般的建筑物。由于烟感探测器要求燃烧形成的烟雾经过空气对流传输到探测器中，当烟雾浓度达到其报警设定值时才起动敏感元件发出报警信号，由主机进行反复的识别后再进行近一步的措施。根本起不到预报火警的作用，而且漏报、误报时常发生。
1．2温感探测器：由于目前的探测器采用模拟开关量式的定温型感温元件，故而无法显示和预告当前的温度值和温度上升的速率，68度以下的温度更无法探测，通常点式温感探测器仅限用于12m以下的一般建筑物中且容易受到现场不良环境的影响，缆式探测器常因现场恶劣的环境以及电磁、静电等种种干扰而漏报、误报。复合式探测器误、漏报率更高。
综上所述，传统的火灾探测器消而不防，安装繁琐，造价高昂，而且需要经常对探测器进清洁维护、保养，加之其极高的漏报、误报率，不但造成了公共资源的损失和浪费，而且使用户产生了“狼来了”的心理，从而严重影响了火灾自动报警系统的形象。
二．测温电缆简介
测温电缆FTLD、CTTC又称线型连续热电偶或寻热式热电偶，是近三十年来世界温度传感器技术发展取得的高、精、尖端技术成果，这两项专利产品具有独特的温度探测功能，完全不同于目前现有的其它温度传感器，它利用热电效应，能够连续自动产生与其长度所及范围内与之最高温度点温度相对应的毫伏信号，不仅能让用户测定温度异变的幅度和速率，而且能让他们确定温度异变的地点。由于它独特的本质安全型特性和精确无误报的优良品质，最初被发达国家作为高、精、尖端技术
设备铺设在航空母舰和驱逐舰的舰舱以及军用飞机等准军事设备中。目前，在世界各发达国家已被广泛应用到各个领域，为人类预防、减少因“过
热”引起的事故和损失，做出了巨大的贡献。
当环境温度为：-40℃—+68℃时，由FTLD和CTTC组成的早期火灾探测系统能够连续精确测量并显示探测区域的最高温度值，基于以预防为主的科学的智能化消防理念，在火灾尚未发生前即时进行精确的温度预报，进一步提高了火灾探测报警系统的可靠性，使用户的消防联动系统具有充分的时间采取相应的措施，避免火灾的发生。由于火灾事故大部分是因温度过高而引起的，而现有的火灾探测器仅能对已经发生的火灾进行探测、报警，难解燃眉之急。明火源于隐患，防范胜于救灾。
1．1工作原理
测温电缆与普通热电偶不同，其不同之处在于它的热接点不固定，始终与线缆上的最高温度点相对应，当FTLD和CTTC线缆上任何一点（T1）的温度高于其它部分的温度时，该处的热电偶导线之间的绝缘电阻（R）降低 ，导致出现“临时”热电偶接头，其作用与常规单接点热电偶接头相同，当线缆上另外一点（T2）的温度高于（T1）点时，该处的热电偶导线之间的绝缘电阻会变的低于T1点的电阻，导致出现新的“临时”热电偶接头。（见工作原理图）
1．2技术参数
外层护套：双层PTFE（有效避免因探测范围内的环境恶劣而引起的误报，如粉尘和油脂以及水份等介质的浸入）
测量元件：隔离K型热电偶
工作温度：FTLD（-40℃——200℃）、CTTC（-40℃——899℃）
输出信号：与线缆最高温度点实际温度相对应的直流毫伏信号
线缆结构：双绞线、金属管、外层护套、NTC绝缘、EMI屏蔽（有效抑制各种干扰、避免漏报误报）
绝缘保护：使用注入特殊材料的玻璃纤维
最小长度：FTLD15m、CTTC 3m
外径尺寸：FTLD3.5mm、 CTTC93mm-187mm（体积小，可以安装在传统探
头无法铺设到的恶劣环境中）
1．3系统特点：稳定可靠/防湿防潮/本质安全型/无需外加电源/完全无误报/环境温度自动补偿/异常温度预报/ROC异常温度报警/报警温度点不受寒冷气温影响/系统设备简单/适合危险区域/用户可自行设定报警点/无需现场标定/大面积使用有良好的性能价格比。
三．测温电缆FTLD、CTTC在电缆夹层中的应用
“安全生产、预防为主”。电缆夹层是发电厂、变电站电缆最密集的地方之一，一旦发生火灾，后果则不堪设想。在诸多的电厂火灾案例中，
由于输电电缆老化、过载而导致的发热、过热以至延燃而引起的恶性火
灾事故层出不穷，屡见不鲜。因此，电缆夹层是发电厂、变电站着重进行火灾预防的重点部位之一。由此，我们本着以预防为主的消防理念，
依据测温电缆精确无比的特性，结合当前日渐成熟的消防意识和现场实际施工经验，提出以下的防火设计:
测温电缆FTLD和CTTC作为线型连续寻热式热电偶，它的概念是指探测器本身具有连续探测并预告和显示被测区域发热值、过热状况的能力。通过精确测量温度上升的幅度和速率，采用智能化的火灾测算法科学的处理探测器提供的早期火灾信号。由于其体积小、重量轻、柔韧性好、施工方便，尤其适用于受现场环境限制或现场环境比较恶劣的地方。（如：辐射、粉尘、潮湿、气流、静电、电磁场、电瞬变、等）
将测温电缆FTLD、CTTC用导热胶或束线带以正旋波方式横向固定铺设在电缆夹层、隧道、竖井、桥架中，以每15m——500m作为一个防区段或报警单元。为了节约国家和企业有限的资金，尽可能的避免没有必要的浪费，根据测温电缆K型热电偶的特性，我们采用K型热电偶专用
的价廉物美的温度补偿导线与测温电缆的任意一端对接，然后连接到温
度控制器和消防联动系统中，以尽善尽美的实现“防”“消”结合。
测温电缆还可以应用到多种领域中：如，通信机房、计算机房、电视台、电缆通道、控制机房（柜）、发电厂、变电站等重要区域的温度测
量与监控。货仓、粮库、冷库、商场、食品厂、制药厂、酒厂、饮料厂
等大面积大范围的温度测量与监控。地铁、隧道、铁路、机场、船舱等
交通运输领域的温度测量与监控。油罐、气罐、煤仓、军工厂，弹药库，危险品仓库等危险区域的温度的监控。
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