本報記者 章利軍 通訊員 高瑩茹 楊軍
11月15日，馬鋼集團旗下的飛馬智科公司聯(lián)合中國聯(lián)通馬鞍山分公司在馬鋼港務(wù)原料總廠(chǎng)召開(kāi)5G工業(yè)應用現場(chǎng)會(huì )，觀(guān)摩1年來(lái)雙方圍繞聯(lián)合實(shí)驗室、數據中心建設、構建冶金工業(yè)云等方面的實(shí)際運用效果。通過(guò)各種信息采集、技術(shù)成果鑒定、料場(chǎng)中控實(shí)驗室5G技術(shù)應用評析，馬鋼主動(dòng)對接開(kāi)展5G試點(diǎn)。一年來(lái)，通過(guò)運用5G網(wǎng)絡(luò )高帶寬、低時(shí)延、大連接數的優(yōu)勢，馬鋼解決了多項技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現了替代原有Wi-Fi、傳輸高清視頻、與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )互備的功能，為無(wú)人操作、智慧運維奠定了基礎，也為馬鋼深入實(shí)施智慧制造奠定了基礎。
完善設計方案
選準工作目標
馬鋼港務(wù)原料總廠(chǎng)是馬鋼上世紀90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)設計存在不足，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，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，通信、傳輸、指揮、調度手段比較落后。
如何消除工況危險、解放勞動(dòng)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成指揮順暢、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，雙方擬定了目標：一是中央控制室（集控中心）主要通過(guò)多路光纖與現場(chǎng)設備進(jìn)行通信，實(shí)現控制信號、視頻信號以及其他信號的傳輸；二是實(shí)現現場(chǎng)各個(gè)站點(diǎn)間的通信，需要將光纜敷設到各個(gè)信號點(diǎn)末梢；三是考慮一旦部分光纜內部線(xiàn)芯受損而發(fā)生故障后，由于無(wú)法確定光纜損壞點(diǎn)，將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)的通信設施，作為光纜通信以外的備用方案。
圍繞3個(gè)切實(shí)可行的目標，他們充分考慮5G網(wǎng)絡(luò )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)考慮在移動(dòng)設備的控制信號上替代Wi-Fi，克服Wi-Fi容易受干擾、時(shí)延不穩定、性能受限等缺點(diǎn)；在網(wǎng)絡(luò )路徑復雜、施工量大、維護成本高的場(chǎng)景部署高清攝像；在需要實(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
馬鋼港務(wù)原料總廠(chǎng)雖然設備分布較廣而散，但都是大型化、現代化設備，無(wú)需整體更換。為了實(shí)現5G網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò )在主用網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的自動(dòng)切換，該總廠(chǎng)工程技術(shù)人員緊貼生產(chǎn)實(shí)際，拓寬設計思路，從現場(chǎng)環(huán)境中求解最佳工藝設計方案，使各個(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。
與此同時(shí)，他們以已建成的5G網(wǎng)絡(luò )為基礎搭建技術(shù)平臺，利用匯聚到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)查看移動(dòng)機、布料車(chē)、皮帶等大型設備的工作視頻、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。
5G網(wǎng)絡(luò )的建立和技術(shù)平臺的搭建，使該總廠(chǎng)打通了5G應用數據流：現場(chǎng)設備經(jīng)過(guò)運行商主干網(wǎng)輸入馬鋼承載網(wǎng)，接入集控中心設備，通過(guò)二層VPN（虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )）建立通信鏈路，突破工控設備沒(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
5G在現場(chǎng)生根開(kāi)花
將設備操作轉移到中控室，實(shí)現了遠程操作；將視頻圖像轉移到中控室，實(shí)現了遠程監控；將有線(xiàn)和5G進(jìn)行匯聚，實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )的冗余備份；使取消A礦槽現場(chǎng)操作崗位成為可能……經(jīng)過(guò)1年來(lái)的精心設計和不斷改進(jìn)，5G技術(shù)在馬鋼現場(chǎng)生根開(kāi)花。這是馬鋼利用5G技術(shù)解決實(shí)際生產(chǎn)中的痛點(diǎn)——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）；PLC（可編程邏輯控制器）不具備網(wǎng)關(guān)功能，無(wú)法在異構網(wǎng)中實(shí)現通信問(wèn)題所結出的碩果。
如今，工作人員在該總廠(chǎng)現場(chǎng)外2區域，就可將A礦槽小車(chē)定位系統操作畫(huà)面和現場(chǎng)視頻監控畫(huà)面傳送至中控遠端，具備遠程操作的條件。
除此之外，5G技術(shù)在水運區同樣取得了預期的應用效果。港口區域目前通過(guò)5G傳輸已可以遠程連接1號橋機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。這有效避免了橋機操作工在發(fā)生電氣或設備故障時(shí)不能及時(shí)準確地將故障信息傳達給點(diǎn)檢維護人員導致誤判和維護不及時(shí)的情況。
混勻區通過(guò)5G傳輸完成了5號混勻取料機機上PLC（西門(mén)子S7-1500）與中控PLC（西門(mén)子S7-400）的數據通信測試，監控畫(huà)面也已傳輸到中控。這不僅使現場(chǎng)PLC和中控PLC可以進(jìn)行雙向遠程通信，并將三維點(diǎn)云數據傳輸到中控室，實(shí)現了遠程建模運算，而且使混勻區堆取料機實(shí)現無(wú)人化操作成為可能。
關(guān)注數據安全
拓展未來(lái)空間
由于5G通信通過(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，因此，后期馬鋼將重點(diǎn)關(guān)注數據安全問(wèn)題。馬鋼將利用邊緣計算能夠就近提供邊緣智能服務(wù)的特點(diǎn)，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。此外，馬鋼還將在網(wǎng)絡(luò )邊界部署MEC（邊緣計算網(wǎng)關(guān)），提升數據回傳安全性并縮短網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)延。
與此同時(shí)，馬鋼還將應用場(chǎng)景控制系統IP地址進(jìn)行統一規劃，避免IP地址沖突，充分發(fā)揮5G設備的連接性能，以減少5G設備的部署數量，降低成本。未來(lái)，馬鋼會(huì )在5G技術(shù)應用方面擁抱更多商機，拓展更大空間。
《中國冶金報》（2019年12月05日 03版三版）
