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    目前，我國正處于工業(yè)化的中后期，較之以往更加注重推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費(fèi)拉動(dòng)大，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、財(cái)政稅收等方面發(fā)揮著重要作用，同時(shí)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)也面臨著產(chǎn)能過剩、低端產(chǎn)能較多的問題。為此，2009年國務(wù)院辦公廳公布了《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，旨在確保鋼鐵產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)運(yùn)行，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級。鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展對與其相對應(yīng)的自動(dòng)化與信息化水平提出了更新、更高的要求。

   項(xiàng)目背景

   項(xiàng)目名稱：五礦營口中板廠1、2號高爐新建項(xiàng)目

   魏德米勒產(chǎn)品：IES21系列管理型以太網(wǎng)交換機(jī)的三款型號IES21-SW6/2SC，IES21-SW6/3SC以及IES21-SW8

   五礦營口中板廠1、2號高爐新建項(xiàng)目概要

   五礦營口中板有限責(zé)任公司是一家有30余年中厚板生產(chǎn)歷史的地方骨干鋼鐵企業(yè)。中厚板年生產(chǎn)能力150萬噸，是集燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、鑄鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼、制氧、發(fā)電于一體的鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)。

   本工程的全稱是“五礦營口中板廠技術(shù)改造工程2×2300m3高爐”，由天津二十冶建設(shè)有限公司負(fù)責(zé)施工。本工程包含2座高爐， 1號高爐開建于10年6月，預(yù)計(jì)今年12月投產(chǎn)；2號高爐開建于11年3月，預(yù)計(jì)12年2月投產(chǎn)。另外，3號、4號高爐正在籌建中。在建的兩座新高爐年產(chǎn)能400萬噸，加上現(xiàn)有的4座小高爐240萬噸的年產(chǎn)能，12年年初營口中板廠的煉鐵年產(chǎn)能將達(dá)到640萬噸。

   五礦營口中板廠高爐工藝流程和高爐自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

   五礦營口中板廠高爐冶煉工藝是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和爐渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。

   五礦營口中板廠高爐自動(dòng)化過程主要包含：高爐本體控制、上料和配料控制、熱風(fēng)爐控制，以及除塵系統(tǒng)控制等。高爐自動(dòng)化的目的，主要是保證高爐操作的四個(gè)主要問題：正確配料并以一定的順序及時(shí)裝入爐內(nèi)；控制爐料均勻下降；調(diào)節(jié)爐料分布及保持其與熱煤氣流的良好接觸；保持高爐整體有合適的熱狀態(tài)。
 
  高爐自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括儀表檢測及控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和過程及管理用計(jì)算機(jī)。
 
                      

   魏德米勒產(chǎn)品解決方案

   高爐工藝在鋼鐵生產(chǎn)中處于十分重要的位置，它不僅要及時(shí)穩(wěn)定的給煉鋼提供合格的鋼水，還同時(shí)為熱軋加熱爐提供煤氣，高爐生產(chǎn)的短時(shí)間中斷都會(huì)給整個(gè)生產(chǎn)流程帶來不可估量的損失。因此，必須把數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性放在高爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的突出位置。

   由于本項(xiàng)目對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求很高，這就需要：

1. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的冗余功能，能夠在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)(ms級別)啟動(dòng)備用鏈路 ，恢復(fù)通訊；
2. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)具有很高的帶寬，能夠在突發(fā)大量數(shù)據(jù)的情況下保持通訊不擁塞；
3. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠長時(shí)間運(yùn)行在強(qiáng)電磁干擾、劇烈震動(dòng)、粉塵、超高溫環(huán)境中。

   魏德米勒管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)IES21系列專為工業(yè)惡劣環(huán)境所設(shè)計(jì)，具有可靠的冗余功能，成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中通信設(shè)備的理想選擇。 在本項(xiàng)目高爐控制子系統(tǒng)中，PLC設(shè)備連在環(huán)形以太網(wǎng)上，既相互獨(dú)立又?jǐn)?shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)高爐系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、邏輯控制及電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮⒖枷聢D：
  
                      

   本項(xiàng)目高爐控制系統(tǒng)在功能上由兩級組成，第一級為基礎(chǔ)自動(dòng)化級，采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)建；第二級為計(jì)算機(jī)管理控制級，采用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建。一級和二級之間通過魏德米勒工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成100M工業(yè)以太多模光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通訊，采用TCP/IP通信協(xié)議。該冗余環(huán)網(wǎng)作為系統(tǒng)通訊平臺(tái)，有效防止了因單根線路故障而產(chǎn)生整條鏈路故障，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的可靠性。

   高爐控制系統(tǒng)主要工藝流程包括：制粉、吹風(fēng)、卷揚(yáng)、水處理、槽上、礦槽、布袋、熱風(fēng)、水渣等子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間亦采用前述100M工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通訊。經(jīng)實(shí)際使用，魏德米勒IES21系列管理型以太網(wǎng)交換機(jī)完全能滿足本項(xiàng)目控制系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br />
   魏德米勒工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的特點(diǎn)：

   1. DIN導(dǎo)軌安裝，無風(fēng)扇散熱，支持冗余24VDC電源；

   2. 工作溫度-40℃～85℃；儲(chǔ)存溫度-40℃～85℃；相對濕度5%～95%無凝露；

   3. 支持PVLAN技術(shù)；支持IGMP Snooping，GMRP，基于MAC地址的靜態(tài)組播，最大IGMP數(shù)為256；支持802.3x流控制、802.1D/p優(yōu)先級；支持QoS 4級優(yōu)先級、廣播限制；

   4. 質(zhì)保期：5年

   5. 支持總線／星形拓樸、環(huán)形結(jié)構(gòu)。交換機(jī)組環(huán)網(wǎng)時(shí)，50臺(tái)交換機(jī)組環(huán)網(wǎng)自愈時(shí)間不超過20ms ；支持超級冗余環(huán)技術(shù)，支持冗余環(huán)間耦合，同時(shí)支持RSTP；

   6. 支持串口、Web 方式、SNMP v1/v2/v3、HTTP/TFTP對設(shè)備的配置及管理；支持LEDs顯示、日志、Syslog、信號觸點(diǎn)、RMON、端口鏡像、拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)IEEE 802.1AB (LLDP)功能；支持命令行接口(CLI)、TELNET、BootP、DHCP、DHCP option 82、等多種設(shè)備配置方式；

   7. 支持基于MAC端口安全、SNMP V3、802.1x認(rèn)證、HTTPS,SSH,SSL,端口MAC地址綁定，TACACS+認(rèn)證，訪問控制列表ACL；

   8. EMC防電磁干擾特性：4級

   9. 平均無故障工作時(shí)間（MTBF）：20年以上。

   魏德米勒IES21系列管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以其快速無干擾自動(dòng)切換、多種網(wǎng)絡(luò)管理功能以及強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力相結(jié)合，能完全滿足五礦營口中板廠高爐控制系統(tǒng)的通訊需要。
  
                       

   項(xiàng)目意義

   五礦營口中板廠高爐控制系統(tǒng)在整個(gè)鋼鐵行業(yè)中是控制點(diǎn)數(shù)較多、較為復(fù)雜的，而對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性、穩(wěn)定性要求也較高。此項(xiàng)目的成功可視為魏德米勒在冶金行業(yè)的樣板工程，對煉鋼、軋鋼等工藝的控制系統(tǒng)具有借鑒意義。