焦?fàn)t排產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)探析
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摘要：國內(nèi)很多焦?fàn)t作業(yè)計劃還停留在人工編制的水平上，焦?fàn)t設(shè)備的裝煤、平煤和推焦等生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、記錄和統(tǒng)計報表等基本由人工完成，人為因素多，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)可靠性、數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)查閱等方面存在諸多問題。通過研究焦?fàn)t生產(chǎn)工藝流程，針對某焦炭企業(yè)新建設(shè)的焦炭生產(chǎn)線設(shè)計了自動化焦?fàn)t作業(yè)計劃系統(tǒng)，并已投入了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明：該系統(tǒng)保證了焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行，降低了工人的勞動強(qiáng)度，對其他企業(yè)的管理創(chuàng)新也有一定借鑒意義。
關(guān)鍵詞：煉焦工藝；排產(chǎn)計劃；管理系統(tǒng)
0引言
焦炭是冶金產(chǎn)業(yè)很重要的原料，而焦炭品質(zhì)的好壞直接影響到冶金產(chǎn)品的質(zhì)量，焦炭的生產(chǎn)作為冶煉生產(chǎn)過程的重要一環(huán)，一直以來都受到了國內(nèi)外冶煉企業(yè)的普遍重視。由于國內(nèi)很多焦?fàn)t作業(yè)計劃的編制還停留在人工編制的水平上，焦?fàn)t設(shè)備的裝煤、平煤和推焦等生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、記錄和統(tǒng)計報表等基本由人工完成，人為因素多，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)可靠性、數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)查閱等方面存在諸多問題。由于這些問題的存在，嚴(yán)重阻礙了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。所以，實現(xiàn)焦?fàn)t作業(yè)計劃的科學(xué)合理和自動編制，并能對作業(yè)計劃及時修正，成為有效提高焦炭產(chǎn)量、保證焦炭品質(zhì)的關(guān)鍵之一，對于企業(yè)競爭力的增強(qiáng)也具有重要意義。本文針對某焦炭企業(yè)新建的焦?fàn)t生產(chǎn)線設(shè)計了自動化焦?fàn)t排產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)，并投入了應(yīng)用，保證了焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定，降低了工人的勞動強(qiáng)度。
1煉焦工藝簡介
煉焦是指煤在焦?fàn)t設(shè)備的炭化室內(nèi)高溫干餾形成焦炭的過程，煉焦的工藝過程主要分為裝煤、平煤、推焦、熄焦等。正常生產(chǎn)的焦?fàn)t設(shè)備每孔炭化室都應(yīng)該按一定的時間周期進(jìn)行煤的干餾煉焦和出爐等操作，由于焦?fàn)t設(shè)備只能逐孔地進(jìn)行推焦、攔焦、裝煤和熄焦等工藝動作，因此必須依據(jù)一定的推焦、裝煤等順序制定合理的推焦計劃。
1．1基本工藝過程
各爐室裝煤后開始煉焦，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，爐口門打開，推焦車將焦炭推出，導(dǎo)焦車即攔焦車開始工作，導(dǎo)入焦罐進(jìn)行熄焦，同時該爐號推焦車收回，爐門關(guān)閉后又開始裝煤、平煤、煉焦。此次項目未明確檢修時間，實際檢修根據(jù)具體生產(chǎn)情況穿插進(jìn)行。
1．2推焦計劃概念解釋
（1）炭化室號（爐號）：炭化室編號，依據(jù)編號進(jìn)行排序。（2）爐孔數(shù)：焦?fàn)t炭化室總數(shù)。（3）推焦串序：正常生產(chǎn)時的推焦、裝煤（包括平煤）順序。常用的串序有9－2串序、5－2串序、2－1串序。5－2串序中5表示推完一孔炭化室，再推其后第五個炭化室；2表示推完一個串序后，再推時，從上次串序號后兩個炭化室推起。下面以130爐5－2串序舉例：161116…121126381318…1231285101520…125130271217…122127491419…1241299－2串序、2－1串序的計算邏輯與此類似。（4）周轉(zhuǎn)時間：同一個炭化室相鄰兩次推焦時間間隔，本爐計劃推焦時間＝上次裝煤時間＋周轉(zhuǎn)時間。（5）結(jié)焦時間：炭化室高溫干餾時間，等于推焦時間與裝煤時間之差。（6）操作時間：連續(xù)兩爐推焦的間隔時間。
2焦?fàn)t排產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
本文研究的焦?fàn)t排產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)架構(gòu)分為三層，即顯示層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)庫層。顯示層主要完成生產(chǎn)計劃管理和附屬數(shù)據(jù)維護(hù)，顯示層部分功能通過Socket與服務(wù)層通訊交互指令等；服務(wù)層負(fù)責(zé)與OPC服務(wù)通訊，即下發(fā)和采集數(shù)據(jù)，開發(fā)成Windows服務(wù)進(jìn)程；數(shù)據(jù)庫層為MySQL。顯示層、服務(wù)層都可直接讀寫數(shù)據(jù)庫。整個系統(tǒng)采用C＃開發(fā)，采用了面向?qū)ο缶幊痰拈_發(fā)思想。根據(jù)焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)的具體工藝過程自動編制焦?fàn)t排產(chǎn)計劃表，因為每座焦?fàn)t的炭化室數(shù)量、推焦順序、結(jié)焦時間等因素不同，所以排產(chǎn)計劃的編制非常復(fù)雜和繁瑣。本文將優(yōu)化調(diào)度的思想與焦?fàn)t的生產(chǎn)工藝相結(jié)合，針對焦炭企業(yè)的煉焦生產(chǎn)過程，提出了相應(yīng)的焦?fàn)t排產(chǎn)計劃的編制方法，從而實現(xiàn)了作業(yè)計劃的自動編制。系統(tǒng)按照排產(chǎn)計劃向四大車（推焦車、裝煤車、導(dǎo)焦車和熄焦車）發(fā)送指令，指揮和控制裝煤車、推焦車、熄焦車等設(shè)備的運行和操作。并且，實時采集四大車等設(shè)備的狀態(tài)和動作信息并進(jìn)行存儲，為后期整理、打印各種生產(chǎn)信息報表等奠定基礎(chǔ)，系統(tǒng)的整體邏輯架構(gòu)如圖1所示。
3系統(tǒng)功能實現(xiàn)
3．1系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理包括用戶管理和日志管理。用戶管理對系統(tǒng)用戶的賬戶名稱、密碼、真實姓名等信息進(jìn)行維護(hù)，且用戶密碼采用密文存儲。日志管理是指系統(tǒng)自動記錄用戶的所有針對軟件的操作痕跡，包括登錄、打開頁面、點擊按鈕等行為，并提供日志的查詢功能。日志設(shè)置保留期限，超過期限系統(tǒng)自動進(jìn)行清理。
3．2基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置
基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置主要包括以下方面的內(nèi)容：（1）爐區(qū)信息維護(hù)：提供對爐區(qū)信息的增刪改查功能，信息內(nèi)容包括：爐區(qū)編號、爐區(qū)名稱、串序、通信地址、端口號等；提供對爐孔信息的增刪改查功能，內(nèi)容包括序號、爐號、工藝序號等；提供爐區(qū)與爐號的對應(yīng)關(guān)系編輯功能。（2）推焦車信息維護(hù)：即維護(hù)推焦車主數(shù)據(jù)，包括推焦車編碼、名稱、通信地址等。（3）班組信息維護(hù)：提供對班組信息的增刪改查功能，內(nèi)容包括班組名稱、開始時間、結(jié)束時間。
3．3工藝參數(shù)設(shè)置
工藝參數(shù)設(shè)置包括以下方面的內(nèi)容：（1）周轉(zhuǎn)參數(shù)：提供周轉(zhuǎn)時間、推焦間隔時間設(shè)置功能，參數(shù)與爐區(qū)綁定。（2）排程參數(shù)：提供一個焦?fàn)t產(chǎn)線可同時編制的計劃數(shù)，以及可按間隔時間、周轉(zhuǎn)時間和手動生成等方式生成排產(chǎn)計劃的設(shè)置功能，所有參數(shù)可與爐區(qū)綁定。
3．4生產(chǎn)計劃
生產(chǎn)計劃的生成有自動生成和手工編制兩種方式，可在排程參數(shù)中進(jìn)行配置。自動生成是基于軟件排程算法，按照生產(chǎn)日歷、排程參數(shù)設(shè)置、爐區(qū)及爐孔信息（基礎(chǔ)配置）及當(dāng)前狀態(tài)（數(shù)據(jù)采集）、串序規(guī)則，周期性地自動生成生產(chǎn)計劃。對于自動生成的計劃，在計劃經(jīng)確認(rèn)后，系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)配置，自動逐條下發(fā)或批量下達(dá)到PLC中。在下達(dá)到PLC之前，可再編輯計劃。修改選中計劃的生產(chǎn)時間之后，系統(tǒng)按照排程參數(shù)等基礎(chǔ)配置信息自動更新后續(xù)計劃。具有記錄查詢功能，提供按日期時間、班組、爐區(qū)等查詢條件，可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并支持Excel格式的導(dǎo)出功能。
3．5生產(chǎn)監(jiān)視
系統(tǒng)提供比較形象的爐區(qū)模擬圖，根據(jù)實時通信數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示各爐孔結(jié)焦等生產(chǎn)情況，以直觀醒目的顏色、數(shù)字、文字進(jìn)行顯示。3．6報警管理（1）報警參數(shù)配置：針對網(wǎng)絡(luò)通信的各數(shù)據(jù)節(jié)點，可設(shè)置上下限值，并可設(shè)置不同數(shù)據(jù)節(jié)點報警所通知的用戶。（2）自動報警：系統(tǒng)支持以界面元素閃爍的形式報警，也提供自動發(fā)送短信的方式進(jìn)行報警。
3．7統(tǒng)計分析
系統(tǒng)提供多種維度的統(tǒng)計方式，以及表格、餅圖、柱形圖、曲線圖等展現(xiàn)方式。（1）按時間周期統(tǒng)計：系統(tǒng)可按日期、時間統(tǒng)計各爐區(qū)的生產(chǎn)情況，統(tǒng)計結(jié)果以表格形式展現(xiàn)。統(tǒng)計的數(shù)據(jù)項包括焦?fàn)t數(shù)、計劃推焦?fàn)t數(shù)、實際推焦?fàn)t數(shù)、平均結(jié)焦時間、最大推焦電流、最小推焦電流、平均推焦電流、計劃系數(shù)K1、執(zhí)行系數(shù)K2和總系數(shù)K3。統(tǒng)計結(jié)果支持Excel導(dǎo)出功能。（2）按爐區(qū)統(tǒng)計：用戶選擇日期區(qū)間和爐區(qū)以及統(tǒng)計對象，系統(tǒng)可統(tǒng)計該爐區(qū)在不同日期的生產(chǎn)情況，統(tǒng)計結(jié)果以表格形式展現(xiàn)，并提供柱形圖對比功能。統(tǒng)計對象包括焦?fàn)t數(shù)、計劃推焦?fàn)t數(shù)、實際推焦?fàn)t數(shù)、平均結(jié)焦時間、最大推焦電流、最小推焦電流、平均推焦電流、計劃系數(shù)K1、執(zhí)行系數(shù)K2和總系數(shù)K3。統(tǒng)計結(jié)果支持Excel格式的導(dǎo)出功能。
4結(jié)束語
基于系統(tǒng)編制的作業(yè)計劃表，能夠及時準(zhǔn)確地指導(dǎo)焦?fàn)t現(xiàn)場操作人員的工作。該系統(tǒng)使焦化生產(chǎn)管理進(jìn)一步規(guī)范化和科學(xué)化，對于提高焦炭質(zhì)量、節(jié)約成本等都起到了良好的監(jiān)督和促進(jìn)作用。
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作者:郭志剛 單位:太原重工股份有限公司技術(shù)中心