管控中心设想方案

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司产业整合技术改造灾后重建项目管理控制中心技术方案声明：本作品权益属中冶赛迪工程技术股份有限公司。所含信息、专有技术应予保密。未经本公司书面许可，不得修改、复制、提供或泄漏给任何第三方。CLAIM:ThisworkbelongstothepropertyofCISDI,MCC.Allinformationandproprietaryknow-howcontainedthereinareconfidential,andshallnotbecopied,duplicated,changedoraltered,submittedordisclosedtoanythirdpartywithoutthepriorwrittenpermissionofCISDI.w中冶赛迪工程技朮股份有眼公司二0一一年五月1 总论1.1.1.1 概述仁主要设计内容1管理控制中心大楼1.全厂能源管理系统2.全厂计量管理系统3全厂检化验系统3.全厂物流管理系统5全厂安防系统5.2 管理控制中心大楼6.2.1管理控制中心的功能定位6功能定位6.建筑楼层功能划分.7.管理原则8.接口设计原则9.可行性分析9.2.2机房工程10主机房概述10设计方案112.3调度大厅11概述11调度大厅功能12调度大厅设施12非常监控功能141总论1.1概述汉钢管理控制中心拟建用于全厂生产管控系统、能源管理系统、全厂行政/调度电话系统、全厂调度电视系统、全厂生产/能源/计量/运输调度系统、检化验系统、安防系统的综合管理控制中心。拟建一栋管理控制楼（即全厂管理控制中心），楼内设计算机中心机房；能源中心/生产管控中心（调度大厅）、保安及消防控制室，以及能源部、制造部、设备部等部门的职能处室办公用房。建成后管理控制中心将成为汉钢的管理枢纽，实现对生产的集中管理，统一指挥，以实施按合同组织生产”、力求最小库存”、以质量求效益”、集中一贯管理”、整体优化”、节能降耗”的目标，建立面向销售、以财务为中心的现代化管理体制。因此，本项目涵盖全部产线工艺流程和能源系统的监控管理。1.2主要设计内容全厂管理控制中心负责全厂管理控制中心大楼的工程设计，并负责全厂能源管理系统、全厂计量系统、全厂检化验系统、全厂物流管理系统、全厂安防系统的设计，全厂信息化主机系统平台配套的工程实施。管理控制中心大楼根据总图总体布置，结合场地的具体情况，在满足规划、安全、消防的情况下，全厂管理控制中心布置在发电厂的右下角。在该区域内建造三层建筑物。1楼、2楼房间净空高度为4.5米，3楼房间净空高度为5.1米。大楼内设置各计算机、通讯系统的机房和能源部、制造部等人员的办公用房，以及必要公辅设施用房。在大楼的三楼，设置能源/生产调度大厅。调度大厅内，配置调度终端、调度/指令电话、生产工艺流程显示大屏幕、工业电视、监控系统显示屏及操作台等硬件设施。大楼设置综合布线，以满足计算机、电话等设备的方便接入。122全厂能源管理系统在管控中心楼设置能源/生产联合的调度大厅。能源调度人员通过能源管理系统（EMS）负责编制、执行和调整全厂的能源计划，完成全厂能源的生产管理、供应和供需平衡、能耗考核以及突发事故时的应急生产组织。能源管理系统采用分布式、客户/服务器架构的SCADA系统。能源管理系统服务器放置在大楼三层的中心机房。1）系统范围EMS所涉及的主要工艺设施、公辅设施和环境监测设施：主要工艺设施有原料场储运设施、烧结设施、球团、高炉炼铁设施、石灰焙烧设施、炼钢设施、连铸设施、中厚板设施、线棒材设施等，主要的公辅设施有全厂供配电设施，全厂给排水设施、全厂动力（燃气、压缩空气、氧气、氮气、氩、蒸汽等）设施、全厂机修车间、全厂仓库等。2）EMS系统主要功能能源计划管理技术标准管理数据收集和监视能源调度和管理能源设备监视控制和故障处理能源质量管理环境监测报警管理画面显示和操作报表编制和打印数据通信123全厂计量管理系统管理全厂汽车衡、轨道衡的司磅作业和业务管理。以称量数据的准确性、可靠性、实时性、高效性为目标，构建全厂计量管理系统。全厂计量管理系统将在完善的网络基础上实现相关系统与秤房数据的实时交换；满足各应用系统对称量数据的要求；实现各秤房之间数据的交换；实现对称量数据的有效管理，并对公司物流水平提高提供可靠支持。全厂计量管理系统首先是要满足过秤的计量物资的便捷称重操作；并且比较科学地提供各种数据防作弊，使得司磅称量系统更加安全可靠；同时，全厂计量管理系统作为一个基础的数据平台向各相关单位和部门提供各类数据的检索和各类报表，而且全厂计量管理系统能够预先考虑与其他系统的数据接口。全厂计量管理系统融合了计量管理部门的业务特点和公司的管理要求进行设计，能对公司大物流的形成和计量业务管理水平的提高提供一定的支持。1）管理范围包括全厂汽车衡、轨道衡的司磅作业和业务管理。2）主要功能汽车衡司磅计量静态轨道衡计量动态轨道衡计量124全厂检化验系统以满足汉钢生产检化验要求，满足提高产品质量、降低能源消耗、扩大新产品试制与开发等试验研究要求为出发点，以高效准确地提供数据为目标，对检验过程中的试样流和信息流进行综合管理，使试样流和信息流尽可能同步，着重于及时采集生产、质量等实绩信息，为检验各管理人员及时了解生产、质量信息提供支撑，为检验人员制定检测计划和进行检验技术分析提供数据支撑，为管理人员做好检化验的高效管理提供支持。全厂检化验管理系统对各试验室检化验L2系统上传的生产数据和精度管理数据进行试样的生产实绩跟踪、数据查询以及统计分析，主要完成对作业区和试验站工作量、检验周期、试验指令、检测实绩数据等进行统计查询，加工管理、试样委托管理、试验指令转发及试样进度状态跟踪，为全厂各管理计算机和过程计算机提供检化验数据的共享平台。1）管理范围全厂检化验管理系统对理化检验中心上传的质量数据和精度管理数据进行试样的生产实绩跟踪、数据查询以及统计分析。2）主要功能系统主要功能包括：生产管理子系统功能、系统维护功能。a）生产管理子系统试样委托处理试验指令查询试验实绩查询试验进度跟踪加工工作量统计检验设备负荷率统计b）系统维护检验项目管理检验条件及标准维护检验周期维护超限原因维护系统授权管理数据库备份125全厂物流管理系统运用管理及信息技术，实现从原料进厂到成品出厂完整物流运输过程管理，实现运输仓储全方位信息化管理。系统以承运需求为导向，贴近钢铁生产工艺，以合理的运输成本，快捷的运输服务为目标，建立物流数据链，提高运输效率和调度效率，实现对厂内采购物流、生产物流和销售物流的管理，与相关系统一道共同实现企业物流闭环管理。1）管理范围系统覆盖从原料进厂到成品出厂的所有物流运输业务及因运输需要的仓库管理业务。具体包括运输管理和物流管理。2）主要功能铁路运输管理汽车运输管理物流运输成品库管理系统管理126全厂安防系统根据汉钢目前的安防需要，在厂区设置一套安全防范系统，达到人防与技防的紧密结合，使整个汉钢的安全防范达到较高的水平。按照统一设计规划、根据条件分步实施”的设计思想，本方案统筹考虑厂区的现状及未来的发展，整个网络系统按采用三级监控结构：前端监控站一区域监控站一总监控站（预留接口，考虑设置在总调度中心）本方案为汉钢厂区配套建设一套完整、经济、实用而又先进的安防系统方案，对方便内部管理、节约能源、提高安全性、树立汉钢整体形象都起着极其重要的作用。主要功能有：视频监控系统防盗报警系统巡更系统出入管理控制系统2管理控制中心大楼2.1管理控制中心的功能定位功能定位管理控制中心楼的功能定位决定了楼内系统的组成、设备的配置。管理控制中心设计以保证生产业务运作稳定、安全顺行为原则，应与汉钢工程各单元同步建成。汉钢项目信息化系统共分两层：制造执行系统（MES）及全厂辅助管理系统、企业资源计划系统（ERP）。功能完善的制造执行系统（MES）和自动化程度高的过程控制层（PCS/L2）之间，因处理对象的时序、流向、设备的状况等差异，需要建立覆盖企业内部主工艺产线的人-机交互的调度监控执行管理系统（即管理控制中心）,建立以物流管理为核心，以生产合同计划为主线，面向生产调度管理、供需物流监控的操作执行平台。管理控制中心将依托ERP、MES、PCS/L2、网络技术、通信技术，实现生产合同执行时序流、物料工序流和能源介质流与管理信息流为一体的高度统一、集中一贯的管理方式。管理控制中心定位于制造执行系统（MES）及全厂辅助管理系统。设置生产调度中心、能源集中管理中心、物流调度中心、检化验中心、计量中心、通讯中心、安防监控中心、生产计划管理部门、主作业线生产设备运行监控管理部门，以及支持上述监控管理功能实施的全厂管理计算机中心。管理控制中心执行面向现场的生产过程监视与实时信息控制，确保汉钢生产的安全、高效、节能、顺行。汉钢的管理控制中心建设进度要与各生产单元的建设同步，而支撑生产管控中心/能源管理中心功能运行的全厂管理计算机系统中与生产项目同步的部分功能（铁区MES、炼钢MES、棒材MES、中厚板MES等）应尽早设计，以支持投产初期必要的生产管理监控，尤其生产管理模式和生产运行的组织，应尽早策划。建筑楼层功能划分管理控制中心楼拟建造三层楼房，楼内主要用房定位见下表：楼层功能用房大小（平米）一楼20人会议室50100人会议室200巡检办公室100库房及工具室150资料室50安防办公室100空调机室100电话管理维护办公室100电气室50门卫接待室30一楼20人会议室50电磁室28热工室28理化1室28长度室28压力室28温度室56仪器收发资料室28质量室56检定办公室28计量管理办公室80楼层功能用房大小（平米）检化验管理办公室80设备管理办公室80资料室50电气室50三楼调度大厅50020人会议室50中心机房80UPS室40计算机管理办公室80计算机介质室20能源管理办公室80生产管理办公室80资料室50电气室50管理原则将生产调度中心、能源中心、设备管理中心、物料管理中心等功能集中在管理控制中心的调度大厅实施，须遵循如下的原则：1）确保主工艺生产作业线顺行的原则管理控制中心负责公司全流程生产计划的跟踪与生产过程的调度指挥。由制造部的调度担任生产总调度长，在确保主工艺生产作业线顺行同时、协调各分厂间工序物流的衔接。能源调度、设备调度、物料调度等均服从生产总调度长统一指挥。2）各系统由各自的调度实施监控管理的原则生产调度负责公司生产计划的跟踪与生产过程的调度指挥。能源调度负责公司能源动力设备运行及能源介质供需平衡的日常指挥。物流调度负责铁路、汽车调度与料场物流调度。设备调度负责产线关键设备运转状态的监控与故障抢修的组织。3）突发事故发生时的处理原则在主工艺产线发生突发事故时，生产调度负责按预案进行工序作业计划调整和合同再匹配以及突发事故时的应急生产组织等，并指挥能源、物流调度配合进行各自系统的调整。能源中心调度拥有对能源系统突发事故处理的最终决定权，但应当向生产总调度长汇报，以便生产总调度长及时调整整个主工艺生产作业线的生产节奏、作业计划及各分厂工艺制造物流路径。各分厂必须服从能源调度所下达的能源设施停/启和调整能源供需的指令。接口设计原则管理控制中心是支撑汉钢生产管理的前端系统。其所需要的信息均由管理计算机负责提供，以实现生产管控中心日常业务工作，跟踪公司生产、设备、质量、物流等动态信息，协调公司生产物资、物流运输的供需问题以及各单元的生产组织、物料平衡，确保生产过程中物流、信息流的畅通。管理控制中心的信息管理涉及到全公司的物流、生产、技术、通讯、运输、能源、及质量控制等，具有生产调度、计划编制和调整及实绩收集、产品质量判定和物流跟踪、设备状态监视等功能。可行性分析管理控制中心是汉钢工程产线和能源供需实时生产监控调度的操作平台，是统一指挥汉钢生产，并是使生产安全、高效、节能、顺行的保证。汉钢建立管理控制中心需要如下的前提条件：1）建立产销一体化管理及生产组织的模式汉钢应实施一体化管理，是一个全面的管理变革的过程，是管理业务再造，营销方式、生产顺序、人员组织、业务流程和信息管理的集成。建立炼铁T炼钢T连铸一轧钢一体化生产管理体系、技术质量管理体系，并制定统一的冶金制造标准和代码体系，规范各生产工序的衔接和物流的路径，以及生产异常及质量异常的处理策略，以确保汉钢全厂管理计算机系统及管理控制中心功能的实施。2）建立过程控制/管理计算机系统汉钢在确定的一体化生产组织和管理模式下，按生产工艺的要求，对企业内从原料、烧结、焦化、高炉、炼钢、连铸、轧钢及配套的公辅设施配置安全可靠的基础自动化系统和实施生产工序过程控制的计算机系统，最好是同步实施MES系统，这样会大大提高生产数据上传的及时与集成性，并提高各生产单元的生产效率。确立按规定的工艺规程、制造标准和质量评定准则监控生产过程的体系，是建立产线生产与能源供给集中调度的管理控制中心的基础。3）建立时序流、物料流、资金流与信息流一致化在生产合同执行时，对时序流、物料流和能源介质流进行规划和优化，并将所有的生产工序过程中以及与之有关的所有财务成本活动形成一个有机的整体，确立时序流、物料流（包括能源介质流）、资金流与信息流一致相匹配的链路关系，规定统一的代码实现资源的最佳配置和有效利用，由控制中心对能源、物料、机组、设备监测与协调、优化控制，达到统一监控、质量一贯、安全顺行、节能降耗的目标。以其他钢铁企业已建成的管理控制中心的运行来看，已实现了产销一体化管理，并提升了企业市场竞争力，实现了高效、低耗、灵活、准时地生产高附加值的优质产品和提供用户满意的服务的宗旨。所以,在汉钢建设管理控制中心是必要的也是可行的。2.2机房工程主机房概述汉钢设置全厂管理计算机中心，将集中放置制造执行系统（MES）及全厂辅助管理系统、企业资源计划（ERP）的全部计算机主机设备。因此，管理控制中心的主机房，必须保证计算机系统、生产调度管控系统能够可靠、稳定、安全地运行，并做到维护、管理方便，为今后发展留有余地。222设计方案主机设备稳定运行，需要为机房配置的UPS系统、精密空调系统、洁净气体消防系统、新风供给设备等机房环境设备稳定运行作为保障。因此，需对机房UPS、精密空调等设备及机房温度、湿度环境等进行监控。机房设备与环境监控系统显示报警装置设置在计算机监控室内，由计算机运维人员监控，以确保机房环境安全和计算机设备正常运行，并能在主机设备及环境设备发生故障时报警。通过设置机房环境监控系统，可以改善计算机监控人员工作环境，降低维护成本，并节能降耗。机房供电采用TN-S方式，设置2台UPS，冗余配置，UPS故障报警信号送机房设备与环境监控系统。利用KVM多主机切换系统，通过一套KVM在多个不同操作系统的主机或服务器之间进行切换，实现系统和网络的集中管理，提高系统管理员的工作效率，减少机房内计算机设备大量接线，降低网络工程和服务器系统的总体拥有成本。充分利用主干网络设备所具备支持视频传输的能力和传输带宽，在主机房处配置数字摄像监视设备，对计算机主机房进行监控。大楼采用综合接地系统，机房设置接地铜排，接地电阻1欧姆。2.3调度大厅概述管理控制中心的核心是调度大厅，依据公司生产计划，负责公司日常生产的组织和调整工作。对公司所属生产厂实行生产计划的跟踪与生产过程的指挥，直接参与生产组织、生产管理，协调工序间的生产关系，对生产中的突发事件或薄弱环节进行集中调度，统一协调，保证生产正常有序地进行。由于钢铁生产过程中的能源消耗、生产、平衡和钢铁产品的品种、工艺路线、产量紧密相关，相互制约，因此将生产调度与能源调度集中布置，有利于全厂生产的组织协调，有利于对突发事件快速响应及处理，有利于减少系统投资，提高系统性能，有利于适应综合一体化管理的要求。232调度大厅功能本设计拟在全厂管理控制中心大楼的三楼设置调度大厅。将生产调度与能源调度集中一起办公，内设生产监控和能源监控操作台环保监视台以及总调度台等设施。调度大厅中央设置全厂生产调度/能源调度用图象、数据综合显示系统。配给调度与指令电话，以及故障报警装置和非常监控操作等设备。调度大厅是管理计算机生产执行系统的前端系统，是面向现场的生产制造和实时监控操作平台，由人-机交互实施其主要的三大职能：（1）按生产合同计划编制产线作业计划，作业计划调整及执行。（2）生产线上关键设备运转状态以及时序、物料、能源的供需状况的监视。（3）设备故障异常或在制品质量异常以及时序、物料、能源的供需异常等情况发生时，采取紧急调度措施，按预定方案调整作业计划保证生产持续、顺行。调度大厅设施（1）显示系统全厂工业电视集中显示管理控制中心生产调度需掌控主产线工艺物流和关键设备的现场工业电视摄像画面，上述画面通过电子综合显示屏在调度大厅显示。电子综合显示屏为一个大屏幕拼图显示系统，可实现图象信息、数据信息的大屏幕、多画面、多窗口综合显示。利用计算机可以对图象进行切换、移位、放大、缩小等控制以满足实际需要。电子综合显示屏可根据需要，显示各控制台监控显示画面及各工业电视监控画面。全厂能源设施系统显示管理控制中心能源调度可通过投影设备，将需要监控的全厂能源介质潮流（电力、氧气、氮气、蒸汽、压缩空气、工业水、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等）和能源生产设备运行的状态的画面，投射到投影显示屏幕上显示。能源设施显示系统需长期显示固定画面，综合考虑技术及经济性因素，采用等离子屏、DLP屏都不是非常合适。经比较，选用正投影方案，显示扩增器（多屏宝）拼接图形，并且采用配置显示幕的方式来显示能源系统设施。（2）专业调度监控操作台制造管理部调度：铁区调度1个；炼钢调度1个；连铸调度1个;棒材调度1个、中厚板调度1个；总调度长1个。能源中心调度：动力调度2个；电力调度2个；给排水调度1个;环保调度1个；能源总调1个。设备部设备调度：1个监控操作台管理炼钢、连铸、中厚板设备；1个监控操作台管理棒材设备。运输部调度：铁水调度以及铁路运输1个；原料场调度1个；汽车运输和成品调度1个。上述18台操作监控台的PC可通过操作键盘灵活、方便地实现：计算机操作终端画面切换到大屏幕投影墙上显示；操作人员通过操作计算机操作终端键盘可对工业电视画面进行选择、切换、摄像机镜头和云台姿态控制；实现对大屏幕投影墙上显示的画面进行画面的移动、缩放等大屏画面操作功能。生产/能源调度用操作台可采用定制的专用台，也可采用标准的电脑桌组合搭建。（3）调度用辅助设施在各个调度台上设置调度电话的操作键盘以及行政电话。能源调度台上设置非常监控操作台、能源指令电话及行政电话。打印机、彩色拷贝机等234非常监控功能为确保系统的万无一失，对能源管理系统（EMS）的重要监控对象，采用I/O直接接入系统仪表及操作盘的备用安全措施，以使在最恶劣的系统状态下，对这些设备的监视仍然成为可能。当EMS系统发生故障引起停机时，为保证能源生产设备的安全运行，设置事故仪表（应急仪表）盘，保证能源调度人员随时掌握重要能源设备的运行参数，该事故仪表盘，米用无纸记录仪，以嵌入式安装在能源动力调度操作台上。另外，为配合巡检制度，考虑设置皮卡巡检车，通讯联络利用各操作室/电气室的指令电话、行政电话或无线对讲系统。