李長江

黃石新興管業(yè)有限公司 湖北黃石 435005

1 工業(yè)大數(shù)據(jù)概念

大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)端于高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，并在互聯(lián)網(wǎng)的應用中得到發(fā)展和成熟。大數(shù)據(jù)應用已經(jīng)納入國家戰(zhàn)略并在各個層面落實為具體行動，國家和地方政府出臺了很多政策，大力支持相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)生態(tài)快速形成，大數(shù)據(jù)的相關(guān)應用迅速從互聯(lián)網(wǎng)滲透到政務、交通、醫(yī)療、金融、制造業(yè)等行業(yè)，“工業(yè)大數(shù)據(jù)”指的就是大數(shù)據(jù)技術(shù)在制造行業(yè)的應用。

早在2015 年8 月，國務院發(fā)布的《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》中就提出，發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)，推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場營銷、售后服務等產(chǎn)品全生命周期、產(chǎn)業(yè)鏈全流程各環(huán)節(jié)的應用，促進大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等在制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈集成運用，推動制造模式變革和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

工業(yè)大數(shù)據(jù)倍受關(guān)注，和當今全球制造業(yè)正在向智能化發(fā)展密切相關(guān)。無論是智能化的產(chǎn)品還是產(chǎn)品制造過程中所使用的智能化設備，在運行過程中都會產(chǎn)生大量的（往往是PB 級的）、多源異構(gòu)的，甚至是實時的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，與特定的業(yè)務場景相結(jié)合，將呈現(xiàn)出巨大的價值[1]。

2 工業(yè)大數(shù)據(jù)在煉鐵領(lǐng)域的應用

2.1 保障生產(chǎn)設備的使用安全和生產(chǎn)過程

通過可視化技術(shù)能夠直接感知發(fā)現(xiàn)并排除生產(chǎn)過程中煉鐵設備存在的各種隱患，提升生產(chǎn)裝備全生命周期的管理水平。

借助于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和可視化智能設備，利用有大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐的操作平臺，每臺電腦屏幕上準確地跟蹤顯示著高爐每一個部位、每一道工序的運行參數(shù)和狀態(tài)。高爐各項運行參數(shù)和影像在電腦屏幕上都清晰可見。如通過高爐剖面影像，焦炭和礦石在爐內(nèi)交替均勻分層結(jié)構(gòu)清晰可見。再有系統(tǒng)自動收集高爐內(nèi)部各測溫點的檢測數(shù)值，對高爐爐缸安全狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并通過高爐剖面圖將爐襯、爐底的最大侵蝕厚度及位置直觀地顯示出來，進行實時預測報警，有效指導爐缸維護，從而保障了高爐的安全穩(wěn)定運行[2]。

利用大數(shù)據(jù)對時間序列信息進行有效利用，可對高爐即時生產(chǎn)狀況和將來趨勢進行預測，對設備狀態(tài)不良，如高爐超常規(guī)范圍的波動現(xiàn)象，并由此造成鐵制產(chǎn)品質(zhì)量指標變化、生產(chǎn)過程中各項重要技術(shù)指標異動等現(xiàn)象，及時做出研判，并進行快速糾正。

2.2 大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺

大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺包括實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和基礎作業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控兩方面，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)是指生產(chǎn)現(xiàn)場具有監(jiān)控儀表進行實時自動采集的數(shù)據(jù)，如流量、溫度、壓力、重量、料位、速度、電壓、電流等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期可以達到秒級的數(shù)據(jù)?；A作業(yè)數(shù)據(jù)是指非實時自動采集，但有相對固定的周期作業(yè)產(chǎn)生并不斷上傳至相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，如各種原料及中間產(chǎn)品、產(chǎn)品與各有關(guān)作業(yè)的檢驗檢測數(shù)據(jù)等[3]。

數(shù)據(jù)輸出模式選擇有以下三種：

（1）畫面模式：適應于對主要生產(chǎn)系統(tǒng)的直觀觀察，包含焦化、燒結(jié)、高爐等各作業(yè)單元的重要生產(chǎn)工序，不僅能實時顯示當前數(shù)據(jù)，還支持往前快速遞推檢索功能，在各個實時監(jiān)控畫面點擊某個具體的設備參數(shù)能夠快速查看其歷史趨勢數(shù)據(jù)。

（2）曲線模式：適應于少量數(shù)據(jù)的簡單分析，基于監(jiān)控畫面選擇相關(guān)參數(shù)的變化曲線，讓平臺操作人員在監(jiān)控畫面上點擊某參數(shù)附近按鈕即可顯示該參數(shù)的變化曲線。

（3）EXCEL 表格模式：適應于數(shù)據(jù)的分析與深加工處理，如進一步進行相關(guān)、回歸、等方差檢驗等分析。

該項內(nèi)容原則上要求在現(xiàn)有PLC 一級機上，在主要監(jiān)控畫面上納入了監(jiān)視范圍的數(shù)據(jù)點，均應予以長期保存。同時需各單位對現(xiàn)有實時監(jiān)控數(shù)據(jù)點進行篩選，找出具有長期監(jiān)控意義、需要長久保持的數(shù)據(jù)點，剔除僅有瞬時觀察意義的實時觀察數(shù)據(jù)。

2.3 生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化

煉鐵高爐生產(chǎn)過程采用自動化控制能夠消除系統(tǒng)自生產(chǎn)生的干擾因素，比如高爐生產(chǎn)時輸入的參數(shù)會有明顯的變化，變化會引起較大的誤差，再加上設備故障的干擾，進而產(chǎn)生了數(shù)據(jù)波動，不利于參數(shù)的準確測量，為了消除干擾就要通過自動化控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)審核，經(jīng)過審核的數(shù)據(jù)會輸出評估結(jié)果，根據(jù)最終的評估結(jié)果調(diào)整煉鐵高爐生產(chǎn)過程的參數(shù)，利用計算機技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)提前預測煉鐵高爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這樣自動化控制系統(tǒng)才能把生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)控制在可靠的范圍中，排除誤差的影響[4]。

生產(chǎn)過程自動化控制可以分為兩種控制類型：

（1）開環(huán)控制。計算機提供測試的結(jié)果，主要根據(jù)煉鐵高爐給出的反饋結(jié)果進行測試，只能按照操作指示以及現(xiàn)存的數(shù)據(jù)進行測試，生產(chǎn)控制中以調(diào)整為主，而控制能力比較低，最后還需要技術(shù)人員分析計算機給出的自動化控制系統(tǒng)的結(jié)果，在此基礎上才能為生產(chǎn)過程提供自動化的參數(shù)，決策與決斷的時間比較長。

（2）閉環(huán)控制。技術(shù)人員根據(jù)煉鐵高爐生產(chǎn)特定的結(jié)果進行計算，調(diào)整實際生產(chǎn)方案中的數(shù)據(jù)，計算機全面分析生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，綜合比較并判斷參數(shù)之后給出適合高爐生產(chǎn)的方案，計算機給出的信息能夠快速的反饋到生產(chǎn)系統(tǒng)中，閉環(huán)控制的過程中操作人員不參與自動化的過程，此項控制是現(xiàn)代煉鐵高爐自動化生產(chǎn)中常用的方式，全面提高了自動化生產(chǎn)的效率。

3 結(jié)語

根據(jù)《中國制造2025》行動綱領(lǐng)，堅持走中國特色新型工業(yè)化道路，以促進制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展為主題，以提質(zhì)增效為中心，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對重大技術(shù)裝備的需要為目標，強化工業(yè)基礎能力，提高綜合集成水平，完善多層次多類型人才培養(yǎng)體系，促進產(chǎn)業(yè)升級，培育有中國特色的制造文化，實現(xiàn)制造業(yè)由大變強的歷史跨越。這些也為煉鐵產(chǎn)量占全球一半以上的我國煉鐵業(yè)的發(fā)展指出了明確的目標，給出了清晰的路徑，提供了可行的方法。