5G智能化炼钢系统应用实践
翟宝鹏，金鹏，高大鹏，宋伟豪，孟婷婷，江山，王琦，魏梓轩
（鞍钢集团信息产业有限公司，辽宁 鞍山 114000）
近年来，随着经济的快速发展，我国钢铁产量迅速增长，钢铁产能连续多年排名全球首位。但是钢铁工业能耗大，环境污染和原材料浪费严重等问题束缚了我国钢铁企业提高国际竞争力，制约着钢铁工业的良性发展［1］。为提高我国制造业竞争优势，加速制造业转型升级，助力我国由制造大国向制造强国迈进，国家提出了《中国制造2025》发展规划，钢铁行业积极布局智能制造项目，2015-2018年，共有包含宝钢、鞍钢、河钢等9个智能制造项目被工信部列为 '国家智能制造试点示范项目“［2］。鞍钢股份有限公司炼钢总厂三分厂5号线于2015年1月建设投产，炼钢系统整体配备了副枪、声呐检测、吊车定位与钢水罐定位、下渣检测、PLC及集控设备等，但是实际生产中仍对人工操控较依赖，不利于生产效率与产品质量的提升。为了实现炼钢工序向智能化精细生产转型升级，降低生产成本，对该生产线进行了智能化炼钢系统建设，取得较好效果。
（1）供货厂商繁多，设计范围、通讯标准各不相同，新旧设备之间数据未能实现互联互通。
（2）一、二、三、四级计算机网络数据通讯协议复杂，很多数据不能自动接收和传送，仍需人工处理。
（3）虽然实现设备集控，但是设备自动化程度不高，仍依赖人工操作。
（4）生产管理信息系统不完善，部分生产数据未进入到鞍钢ERP系统和调度中心。
上述原因使得炼钢生产未能实现上下游统一调控，转炉冶炼钢水各项检验指标受人为因素干扰影响较大，阻碍了转炉自动化生产水平的进一步提升。
2.1 自动控制系统改造
原有一级PLC系统仅有静态控制功能，为实现智能化炼钢系统的实时控制功能，对一级PLC系统进行改造。转炉电气PLC、仪表PLC、副枪PLC、合金PLC等实现了重新组网，与二级服务器、声呐系统、'精钢云“平台实现了高速、稳定、低延时互联互通，实现了云端对氧枪、副枪、料仓等设备的实时控制。
2.2 系统通信建设
应用炼钢总厂厂区基于4.9 GHz频段的5G钢铁专网进行智能化炼钢系统通讯传输。该专网采用SA组网模式+MEC边缘计算架构，通过在厂区机房内独立建设边缘计算设备（MEC）与'精钢云“平台进行对接，实现数据不出厂，保障工业数据和生产信息的安全。5G钢铁专网见图1。
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