劉 飛

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

酸江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱貴冶）是中國(guó)首家采用世界先進(jìn)閃速熔煉技術(shù)的現(xiàn)代化銅冶煉廠［1-2］。投產(chǎn)30多年來，經(jīng)過不斷升級(jí)改造，貴冶已成為全球唯一單廠陰極銅產(chǎn)能突破百萬噸的銅冶煉廠［3］。在產(chǎn)能擴(kuò)張的同時(shí)，貴冶始終堅(jiān)持綠色發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，冶煉核心技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)始終處于行業(yè)領(lǐng)先水平［4-6］。

貴冶智能工廠項(xiàng)目是國(guó)家工信部批準(zhǔn)的“銅冶煉智能工廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目”，項(xiàng)目建成后將為貴冶未來快速發(fā)展，樹立突破方向，注入強(qiáng)勁動(dòng)力。按照總體規(guī)劃、務(wù)實(shí)推進(jìn)的原則，貴冶智能工廠項(xiàng)目分兩期建設(shè)。一期重點(diǎn)是構(gòu)建智能工廠系統(tǒng)框架，完成信息化及自動(dòng)化的提升及智能裝備試點(diǎn)實(shí)施；二期重點(diǎn)是深化應(yīng)用和優(yōu)化提升。

作為貴冶智能工廠一期工程三大重點(diǎn)項(xiàng)目之一的應(yīng)用系統(tǒng)由生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、設(shè)備管理、能源管理、安環(huán)管理和輔助決策等六大業(yè)務(wù)域組成，這些業(yè)務(wù)域投入使用后的功能能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)在很大程度上依賴于配套的硬件，沒有硬件設(shè)備的基礎(chǔ)支撐，應(yīng)用系統(tǒng)功能將不完善。

兼顧功能需求以及總體費(fèi)用可控，貴冶確定了硬件的配置原則：首先要滿足業(yè)務(wù)功能的需求，適用為主、適度超前；其次統(tǒng)一規(guī)劃，急用先上，試點(diǎn)先用。同時(shí)貴冶還明確了選型原則：技術(shù)先進(jìn)、高可用性、高擴(kuò)展性、高安全性、高可維護(hù)性和良好性價(jià)比。

2 硬件分類

對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的模塊、功能、流程進(jìn)行梳理分析后，貴冶確定了 硬件的需求，按類別可分為以下五大類。

（1）看板設(shè)備：包括彩色LCD監(jiān)視器、彩色LCD拼接屏、雙基色LED顯示屏，主要作用是將崗位關(guān)注的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及作業(yè)指令、協(xié)同任務(wù)和預(yù)警預(yù)報(bào)信息等集中呈現(xiàn)出來，便于操作人員及時(shí)處理反饋。

（2）條碼設(shè)備：包括條碼槍、條碼打印機(jī)、自助打印終端機(jī)，主要作用是實(shí)現(xiàn)原料、過程產(chǎn)品和產(chǎn)品取制樣、檢化驗(yàn)全過程跟蹤，實(shí)現(xiàn)痕跡化管理，提高作業(yè)效率和準(zhǔn)確性。

（3）采集設(shè)備：包括手持機(jī)PDA、串口服務(wù)器，主要作用是將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)及時(shí)上傳，規(guī)范崗位巡檢和檢化驗(yàn)作業(yè)過程，提高崗位巡檢結(jié)果、檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性、準(zhǔn)確性，減少人為因素的干擾。

（4）射頻設(shè)備：包括RFID標(biāo)簽、寫卡器，主要用于崗位巡檢點(diǎn)標(biāo)識(shí)，配合PDA實(shí)現(xiàn)崗位巡檢功能。

（5）終端設(shè)備：包括桌面云、工業(yè)平板電腦。桌面云實(shí)際上是臺(tái)式機(jī)的擴(kuò)展，其特點(diǎn)是所有用戶共用1臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器，用戶操作均在服務(wù)器上進(jìn)行，用戶現(xiàn)場(chǎng)沒有主機(jī)。該類設(shè)備的主要作用是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，便于使用人員編輯、存儲(chǔ)、傳輸各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提高業(yè)務(wù)的時(shí)效性以及確保網(wǎng)絡(luò)信息安全風(fēng)險(xiǎn)可控。

3 使用場(chǎng)景

硬件為功能服務(wù)，以下通過典型業(yè)務(wù)場(chǎng)景說明硬件的用途。

3.1 看板設(shè)備配合終端設(shè)備典型應(yīng)用場(chǎng)景

崗位操作人員在現(xiàn)場(chǎng)通過桌面云終端登錄智能工廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并將本崗位關(guān)注的相關(guān)信息如安環(huán)信息、異常事件、預(yù)警報(bào)警信息、技經(jīng)指標(biāo)、重要參數(shù)、作業(yè)量和產(chǎn)量等內(nèi)容配置到智能監(jiān)視模塊進(jìn)行集中展示。此外，集中展示內(nèi)容還可以配置通知信息、作業(yè)指令、作業(yè)計(jì)劃和物料倒運(yùn)信息等。這些預(yù)置好的內(nèi)容最終顯示在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的彩色LCD監(jiān)視器、彩色LCD拼接屏和雙基色LED顯示屏等看板設(shè)備上。

操作人員僅通過查看看板設(shè)備顯示內(nèi)容就可以有效監(jiān)測(cè)生產(chǎn)運(yùn)行狀況，進(jìn)而提高了響應(yīng)及時(shí)性和生產(chǎn)組織協(xié)同高效。具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示。

圖1 看板設(shè)備配合終端設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景

3.2 采集設(shè)備配合射頻設(shè)備、終端設(shè)備典型應(yīng)用場(chǎng)景

崗位操作人員通過桌面云終端登錄智能工廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并將崗位巡檢基礎(chǔ)檔案導(dǎo)入智能工廠巡檢模塊并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心。崗位巡檢基礎(chǔ)檔案包括巡檢路線、巡檢區(qū)域、具體設(shè)備、巡檢內(nèi)容、判定標(biāo)準(zhǔn)和巡檢點(diǎn)標(biāo)識(shí)等。同一崗位可以設(shè)置多條巡檢路線，每條巡檢路線包含多個(gè)巡檢區(qū)域，每個(gè)巡檢區(qū)域至少布置1個(gè)巡檢點(diǎn)，可以將任意多個(gè)設(shè)備組合為1個(gè)巡檢點(diǎn)。每個(gè)巡檢點(diǎn)配置了1個(gè)RFID標(biāo)簽作為該點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)，通過寫卡器向RFID標(biāo)簽寫入身份信息。

崗位巡檢人員在手持機(jī)PDA上查看巡檢任務(wù)，按照任務(wù)要求進(jìn)行巡檢。每到一個(gè)巡檢點(diǎn)巡檢人員通過手持機(jī)PDA讀取該點(diǎn)標(biāo)識(shí)、調(diào)出詳細(xì)巡檢內(nèi)容，然后判斷該巡檢點(diǎn)所涉及的巡檢內(nèi)容是否正常，并將判斷結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)中心。通過桌面云終端登錄智能工廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)人員可以第一時(shí)間從數(shù)據(jù)中心接收到巡檢結(jié)果，若有異常及時(shí)聯(lián)絡(luò)相關(guān)人員確認(rèn)處理。

通過采用PDA、射頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了崗位巡檢全過程痕跡化，有效保證了巡檢的有效性，提高了巡檢異常處理的及時(shí)性。具體實(shí)現(xiàn)方式如圖2所示。

圖2 采集設(shè)備配合射頻設(shè)備、終端設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景

3.3 終端設(shè)備配合條碼設(shè)備、采集設(shè)備典型應(yīng)用場(chǎng)景

崗位操作人員通過桌面云終端登錄智能工廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并編輯、打印待送化驗(yàn)分析樣品條碼標(biāo)簽，然后將標(biāo)簽粘貼到樣品試樣袋上，標(biāo)簽上的條碼集成了樣品信息。通常情況下，打印標(biāo)簽在崗位操作室完成，但如果崗位操作室桌面云終端或條碼打印機(jī)發(fā)生故障、無法打印，操作人員可以到布置在化驗(yàn)室一樓大廳的自助打印終端機(jī)上打印標(biāo)簽。

圖3 終端設(shè)備配合條碼設(shè)備、采集設(shè)備典型應(yīng)用場(chǎng)景

樣品送至化驗(yàn)室后，化驗(yàn)分析人員通過條碼槍讀取試樣袋上的樣品條碼信息，然后進(jìn)行化驗(yàn)分析?；?yàn)分析儀器的分析數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器傳輸至數(shù)據(jù)中心，化驗(yàn)分析人員通過工業(yè)平板電腦登錄智能工廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并讀取臨時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心的分析結(jié)果。待化驗(yàn)分析人員確認(rèn)無誤且主管審核通過后將分析數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)中心，這時(shí)相關(guān)崗位、人員就可以查詢到化驗(yàn)分析結(jié)果。

通過采用工業(yè)平板電腦、桌面云、條碼打印機(jī)、自助打印終端機(jī)、條碼槍和串口服務(wù)器等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)樣品流轉(zhuǎn)的全過程跟蹤，以及化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸和及時(shí)確認(rèn)、審核。帶來的好處是規(guī)范了取制樣、檢化驗(yàn)流程，避免了樣品標(biāo)識(shí)不清現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低了化驗(yàn)分析人員人工錄入數(shù)據(jù)的工作量，提高了化驗(yàn)分析結(jié)果的時(shí)效性，減少了人為因素對(duì)化驗(yàn)分析過程的干擾。

4 結(jié)語

貴冶智能工廠應(yīng)用系統(tǒng)在功能實(shí)現(xiàn)上需要配套硬件支撐，看板設(shè)備、條碼設(shè)備、采集設(shè)備、射頻設(shè)備和終端設(shè)備等眾多類型設(shè)備的大量應(yīng)用為智能工廠一期工程各功能模塊的按期投入運(yùn)行以及運(yùn)行效果達(dá)標(biāo)提供了可靠保障。今后，隨著貴冶智能工廠后續(xù)工程的陸續(xù)啟動(dòng)，預(yù)期將會(huì)應(yīng)用更多類型、更多型號(hào)的硬件設(shè)備。