完善設計方案選準工作目標
馬鋼港務(wù)原料總廠(chǎng)是馬鋼九十年代中期配合第一座2500立方米高爐建設的配套項目，地處長(cháng)江之濱，占地面積約115萬(wàn)平方米。由于當時(shí)設計不足，至2018年，現場(chǎng)設備分布較廣且散，現場(chǎng)視頻監控信號及控制信號的傳輸量巨大。再加之港務(wù)原料總廠(chǎng)現有19臺大型移動(dòng)機以及6臺橋機都由崗位人員在本機操作。機上各類(lèi)設備狀態(tài)信號、控制信號、視頻監控信號還未實(shí)現遠傳，通訊、傳輸、指揮、調度手段比較落后。
如何消除工況危險、解放生產(chǎn)苦力、改善生產(chǎn)環(huán)境、降低制造成本、提升勞動(dòng)效率、優(yōu)化生產(chǎn)流程？去年11月15日，馬鋼與中國聯(lián)通公司經(jīng)過(guò)協(xié)議協(xié)商，達成合作共識，并簽訂了戰略合作協(xié)議，按照協(xié)議要求，雙方立即著(zhù)手推進(jìn)項目建設。
為把指揮樞紐系統建設指揮順暢、調度靈活、信息暢通、數據互通、平臺資源共享的網(wǎng)絡(luò )控制中心，雙方擬定的目標是:
一、中央控制室（集控中心）主要通過(guò)多路光纖與現場(chǎng)設備進(jìn)行通訊，實(shí)現控制信號、視頻信號以及其他信號的傳輸；
二、實(shí)現現場(chǎng)各個(gè)站點(diǎn)間的通訊，需要將光纜敷設到各個(gè)信號點(diǎn)末梢；
三、考慮部分光纜內部線(xiàn)芯受損因發(fā)生故障后，由于無(wú)法確定光纜損壞點(diǎn)，大大增加故障排查難度和排查時(shí)間，不利于生產(chǎn)穩定順行的因素，迫切需要建設一套采用不同傳輸介質(zhì)的通訊設施，作為光纜通訊外的備用方案；
圍繞三個(gè)切實(shí)可行的目標，他們充分考慮5G網(wǎng)絡(luò )在大帶寬、低時(shí)延、大連接數的優(yōu)勢，在應用場(chǎng)景的選擇上重點(diǎn)關(guān)注一下機構方面，即在移動(dòng)設備的控制信號上替代WiFi，克服WiFi容易受干擾、時(shí)延不穩定、性能受限等缺點(diǎn)；有高清攝像需求，部署有限線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )路徑復雜、施工量大、維護成本高的場(chǎng)景；在需實(shí)現遠程操作或無(wú)人化操作的場(chǎng)景下，單路網(wǎng)絡(luò )不夠可靠，以5G網(wǎng)絡(luò )作為與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )互備，確保網(wǎng)絡(luò )暢通，避免斷網(wǎng)時(shí)設備的失控。
緊貼生產(chǎn)實(shí)際拓寬設計思路
港務(wù)原料總廠(chǎng)雖然設備分布較廣而散，但設備都屬于大型化、現代化，無(wú)需整體更換，需要做細做實(shí)做優(yōu)的是，必須緊貼生產(chǎn)實(shí)際，拓寬設計思路。為此工程技術(shù)人員本著(zhù)節約、敬業(yè)、負責、高效的工作態(tài)度，扎根現場(chǎng)、服務(wù)現場(chǎng)，學(xué)習現場(chǎng)，從現場(chǎng)環(huán)境中求解最佳工藝設計答案，謀劃現場(chǎng)含量布局模式。最終完成各個(gè)信息點(diǎn)的監控視頻、3D點(diǎn)云數據、控制系統信號通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò )向中控室匯聚。以5G網(wǎng)絡(luò )作為有線(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò )的備用，在主用網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)可以自動(dòng)切換到5G網(wǎng)絡(luò )。
此外，他們對已建成的5G網(wǎng)絡(luò )為基礎搭建技術(shù)平臺，利用匯聚與中控室的各視頻圖像、電氣信號、調度信息，開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò )應用程序，實(shí)現在5G移動(dòng)終端設備上實(shí)時(shí)查看大型設備如移動(dòng)機、布料車(chē)、皮帶等的工作視頻、運行參數、狀態(tài)信息以及調度指令、工藝路徑、生產(chǎn)實(shí)績(jì)，提高生產(chǎn)、維護效率。
料廠(chǎng)5G應用數據流：現場(chǎng)設備經(jīng)過(guò)運行商主干網(wǎng)再到馬鋼承載網(wǎng)，接入集控中心設備，通過(guò)二層VPN建立通訊鏈路，相當于直通（在同一個(gè)局域網(wǎng)內），解決工控設備沒(méi)有網(wǎng)關(guān)功能的局限，使數據安全得到保障。
科學(xué)有效實(shí)施 帶來(lái)一片商機
經(jīng)過(guò)一年來(lái)的精心設計、不斷改進(jìn)、適時(shí)完善、智慧碰撞，5G工藝技術(shù)應用在馬鋼現場(chǎng)生根開(kāi)花，讓與鋼鐵行業(yè)首家簽約合作的中國聯(lián)通欣喜不一。如今，在現場(chǎng)外2區域可將A礦槽小車(chē)定位系統操作畫(huà)面以及現場(chǎng)視頻監控畫(huà)面傳送至中控遠端，具備遠程操作的條件。
實(shí)施的效果如下：
一、將設備操作轉移到中控室，實(shí)現了遠程操作；
二、將視頻圖像轉移到中控室，實(shí)現了遠程監控；
三、將有線(xiàn)和5G進(jìn)行匯聚，實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )的冗余備份；
四、使取消A礦槽現場(chǎng)操作崗位成為可能。
解決的痛點(diǎn)如下：
一、解決了車(chē)載攝像頭有線(xiàn)傳輸方式的線(xiàn)纜敷設和 Wi-Fi傳輸帶寬受限問(wèn)題（采用固定攝像頭，只能從整體監控小車(chē)和皮帶，無(wú)法做到隨小車(chē)運動(dòng)實(shí)時(shí)監視皮帶運行狀況）；
二、解決了PLC不具備網(wǎng)關(guān)功能無(wú)法在異構網(wǎng)中實(shí)現通訊問(wèn)題。
而在水運區同樣取得了預期的效果，即：
港口區域目前通過(guò)5G傳輸已可以遠程連1#橋機PLC，信號穩定，具備將機上報警和故障信號通過(guò)5G發(fā)送給中控及工程師站條件。
實(shí)施的效果如下：
一、實(shí)現了遠程多個(gè)PLC系統單向數據傳輸；
二、實(shí)現了將橋機控制系統的報警和故障信號發(fā)送給中控。
解決的痛點(diǎn)如下:
解決了橋機操作工在發(fā)生電氣或設備故障時(shí)不能及時(shí)準確的將故障現象和故障信息傳達給點(diǎn)檢維護人員導致誤判和維護不及時(shí)的情況。
混勻區承接上述技術(shù)應用的好勢頭，也當仁不讓?zhuān)w現出自身改進(jìn)完善后的優(yōu)勢，即：
混勻區域目前通過(guò)5G傳輸完成5#混勻取料機機上PLC（西門(mén)子S7-1500）與中控PLC（西門(mén)子S7-400）的數據通訊測試，5套監控畫(huà)面也已傳輸到中控。目前已經(jīng)準備在5#混取上做遠程操控的條件。
實(shí)施的效果如下：
一、實(shí)現了現場(chǎng)PLC和中控PLC進(jìn)行雙向遠程通訊；
二、將三維點(diǎn)云數據傳輸到中控室，實(shí)現了遠程建模運算；
三、使混勻區堆取料機實(shí)現無(wú)人化操作成為可能。
解決的痛點(diǎn)如下：
一、實(shí)測5G平均時(shí)延為17ms， Wi-Fi平均時(shí)延30ms以上，有效降低了Wi-Fi傳輸下PLC-PLC的時(shí)延；
二、解決了Wi-Fi傳輸下PLC-PLC的漫游丟包問(wèn)題。
在整個(gè)應用拓展方面，現有模式得到大面積推廣：
各類(lèi)礦槽17個(gè)，48臺小車(chē)；5個(gè)料棚，移動(dòng)機13臺；1處塊礦烘干；1個(gè)固廢回收站；十多處轉運站；全覆蓋需16處基站。
在新模式探索上也喜見(jiàn)各類(lèi)成效，以往皮帶機常見(jiàn)的驅動(dòng)輥與運輸皮帶打滑摩擦，導致失火電動(dòng)機等關(guān)鍵設備狀態(tài)無(wú)法實(shí)時(shí)監測、設備故障、急停等系統告警無(wú)法及時(shí)發(fā)現、皮帶跑偏，與鐵架摩擦導致失火，難以及時(shí)察覺(jué)、運料線(xiàn)長(cháng)，傳統人工巡檢費時(shí)費力、人工巡檢標準難統一，質(zhì)量難保證等問(wèn)題統統得以化解。
經(jīng)過(guò)運行監測、故障定位、健康評估、故障預測，實(shí)現減少停機次數，提升經(jīng)濟效益、故障實(shí)時(shí)預測、減少運維成本、設備可視化管理，提升管理能效。
把握當下發(fā)展 拓展未來(lái)空間
后期5G網(wǎng)絡(luò )上傳輸數據量增大后，傳輸時(shí)延是否會(huì )有變化，還需要進(jìn)一步驗證，更需把握當下發(fā)展。隨著(zhù)5G產(chǎn)品的不斷豐富，馬鋼今后要在更多的應用場(chǎng)景選擇中展開(kāi)更為豐富的想象空間，擴大應用面，讓5G技術(shù)應用成為馬鋼智慧制造的亮點(diǎn)，升級到滿(mǎn)足馬鋼工業(yè)現場(chǎng)與各類(lèi)環(huán)境的工業(yè)級產(chǎn)品。
把握當下發(fā)展，要認識到5G通訊由于是通過(guò)聯(lián)通服務(wù)器進(jìn)行傳輸，數據需要發(fā)送到廠(chǎng)外區域，數據安全能否得到保證，是后期需要關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。通過(guò)邊緣計算能夠“就近”提供邊緣智能服務(wù)，滿(mǎn)足工業(yè)在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、安全與隱私保護等方面的需求。在馬鋼網(wǎng)絡(luò )邊界部署MEC（邊緣計算網(wǎng)關(guān)），可提升數據回傳安全性及降低網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)延。
把握當下發(fā)展，要將應用場(chǎng)景控制系統IP地址統一規劃，避免IP地址沖突，充分發(fā)揮5G設備的連接性能?？蓽p少5G設備的部署數量，降低部署成本。把各種發(fā)現的問(wèn)題處理好，把5G技術(shù)應用好，把求真務(wù)實(shí)的作風(fēng)發(fā)揮好，馬鋼未來(lái)一定會(huì )在5G技術(shù)應用方面擁抱更多商機，拓展更大空間。
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