Краткое описание проекта

«ДАТА-ЦЕНТР Автоматика» приступила к разработке и внедрению ««Системы мониторинга и управления производственным процессом» в конвертерном производстве Новолипецкого Металлургического комбината (НЛМК).

В задачи проекта входит организация слежения за учетными единицами и транспортными средствами на участках: «Миксерное отделение (МО)», «Участок движения от МО до конвертерного отделения», «Скрапное отделение (СкО)», «Участки движения от СкО до конвертерного отделения», «Конвертерное отделение», а также построение взаимосвязанной прослеживаемости на всем конвертерном производстве.

Слежение за материальными потоками является главной частью диспетчеризации, поскольку собирает и структурирует данные, которые затем используются производственными мнемосхемами и другими системами. Слежение за материальными потоками формирует в реальном времени карту производственного участка с расположением транспортных средств, а также положения материала. Данные карты можно использовать в реальном времени при формировании мнемосхемы производственного участка.

Для построения слежения за материальными потоками используется производственная платформа DATA-TRACK. Платформа зарегистрирована в Роспатенте, свидетельство о гос. Регистрации №2014662444, а также охраняется патентом на изобретение № 2573855 «Способ слежения за перемещением на производстве и в складских помещениях». Платформа включена в «Единый реестр российских программ» согласно приказу Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ № 805 от 30.12.2020. Продукту присвоен реестровый номер № 8683

Стандартное назначение производственной платформы DATA-TRACK – обеспечить слежение за материальными потоками в реальном времени. На основе слежения платформа производит объединение ключевой информации информационных систем предприятия в единое предметно-ориентированное хранилище. Это позволяет собирать, связывать, анализировать данные и вовремя предоставлять информацию функциональным модулям для управления производственным процессом.

Структурно DATA-TRACK состоит из сервисов ядра, базы данных на основе СУБД PostgreSQL и связанных с ними вспомогательных сервисов (приложений), которые обеспечивают расширение функционала ядра для формирования коммуникаций со смежными системами и валидации поступающих событий.

Для каждой производственной площадки при настройке DATA-TRACK задается карта участка (расположение линий движения продукции и материалов), транспортные механизмы.

Обеспечивается сбор данных, на основании которых можно вычислить события перехода материала между линиями слежения и транспортными механизмами, а также положение транспортных механизмов. Собранные данные при необходимости преобразуются и подаются на вход моделей транспортных механизмов. DATA-TRACK содержит стандартные модели транспортных механизмов, а также возможности расширения системы в нестандартных случаях. Благодаря обработке моделями потока входных данных в реальном времени строится карта движения материала на участке производства и протоколируется в базе данных вход и выход материала на узлы обработки (например, установка и снятие ковшей с плавкой на агрегаты внепечной обработки и установок непрерывной разливки стали).

Для реализации проекта на каждом участке разворачивается сервер сбора данных DATA-TRACK. Данные о перемещении учетных единиц, результаты работы оптимизационных алгоритмов, данные от внешних систем интегрируются DATA-TRACK в единую структуру данных и сохраняются.

Ядро системы и возможные расширения функциональности ядра для текущего проекта размещены на сервере сбора данных. Модуль обеспечивает интеграцию информационных потоков с серверов видеоаналитики для мониторинга транспортных средств в единую структуру, отражающую состояние производственной площадки.

На сервере хранилища данных размещается база данных (БД) DATA-TRACK, она не меняется от проекта к проекту и настраивается с помощью справочников системы. БД сохраняет протокол движения материальных потоков и является источником данных для систем планирования.

DATA-TRACK хранит детализированное описание полного жизненного цикла каждой единицы продукции, прошедшей обработку в рассматриваемом отчетном периоде.

Разрабатываемая система является сервисом MES в конвертерном производстве НЛМК

О конвертерном производстве НЛМК

В конвертерном производстве НЛМК выплавляется 20% российской стали.

В общем виде процесс ( выпуск) производства стали можно представить как ряд операций, задача которых – удаление примесей из чугуна. Передел чугуна и металлического лома в сталь-процесс окислительный.

Производится удаление примесей за счет вдувания в жидкий чугун технического чистого кислорода и перевода этих примесей в шлак или газовую фазу.

В качестве шлакообразующих материалов используют металлургическую известь, доломит и плавиковый шпат.

Из доменного цеха чугун попадает в миксер, где происходит выравнивание по температуре и химическому составу. Объем миксера составляет 1300т. Температура в нем 1350С. Далее чугун транспортируется для загрузки в конвертер. Но перед этим берут пробу чугуна для определения времени плавки будущей стали.

В конвертер сначала загружают металлический лом (18-22%). Далее происходит заливка жидкого чугуна в конвертер. После продувают металл в конвертере дополнительным аргоном. Изменение температуры и отбор проб металла и шлака производится после окончательной продувки. Выпуск плавки производится в сталеразливочный ковш с присадкой для усреднения химического состава и температуры.

Сталеразливочный ковш затем перемещается на агрегаты внепечной обработки с целью доводки плавки. Цикл заканчивается производством слябов путем разливки жидкой стали на УНРС (устройство непрерывной разливки стали).

В завершении обзора проекта предлагаем ознакомиться с видео-интервью с заказчиком взятом на международной промышленной выставке Иннопром-2022, о совместном опыте с ДАТА-ЦЕНТР Автоматика по цифровизации процессов металлургического производства, рассказывает Роман Маньшин, руководитель направления по цифровизации сталеплавильного производства ПАО "НЛМК". Интервью в рамках мероприятия «Возможности Свердловской Области в сфере высоких технологий и цифровизации, на примере Региональных чемпионов»: