首钢自主集成LF炉自动化系统纪实

     首钢二炼钢厂2号LF炉，自2006年7月20日一次热试成功后，目前已经精练了300多炉钢水，为首钢加快产品结构调整，进一步提高双高产品产量发挥出了重要的作用。特别是在这一个多月的实际运行过程中，这台完全由首钢自行设计、制造、安装，自动化控制系统完全由首自信公司自主集成的2号LF炉，其控制水平，设备水平、操作水平和体现出的性能指标全部达到了靠从国外引进的1号LF炉。这不仅是首钢深入推进创新创优创业，加快建设21世纪新首钢前进步伐取得的又一新成果，在国内该领域里实现了一个新突破，使首钢在国内率先具有了整体承接大吨位LF炉项目的能力，而且也标志着首自信公司在高端精炼设备自动化系统自主集成方面，登上了一个新台阶，站到了一个新的起点上。  

       不能总交学费了

      2005年3月，首钢总公司党委书记、董事长朱继民同志在首钢二炼钢调研时指出:“现在二炼钢的突破和提升实际是在做第一步，现在我们做的工作都是为未来做准备的，必须利用现在的平台，千方百计实现我们的调整和跨越”。而二炼钢如何实现装备水平、工艺技术、产品品质的提升？形成稳定的、以中高档次为主，为精品棒材、精品板材和精品线材提供优质钢坯的能力。其中再上一台210吨LF精炼炉，增强二炼钢品种钢开发和生产的能力是一项重要的保证措施。

       而这么大吨位的LF精炼炉，由于装备水平和工艺技术要求高，自动化控制系统集成难度大，一直要靠从国外全套引进。前几年该厂上的1号LF精炼炉，其液压站、电极等主体设备和自动化控制系统也是完全从奥钢联引进的。这次要上的2号LF精炼炉，是走省心、省力，不省钱的全套引进之路，还是敢于承担风险，走自主创新之路，在做可研报告和初步设计方案时成为了一个焦点。2005年11月25日，在总公司的经理办公会上，专题就此问题做了研究，总公司领导明确提出，2号LF精炼炉由二炼钢厂作为业主和总包单位牵头组织实施，相关单位成立项目部，要提倡不怕担风险的精神，走自主创新，消化吸收，自主集成，自主研发的路，在二炼钢2号LF炉项目上要有完全的自主知识产权，我们不能总交学费了。

　　承担起自主创新的责任

       按照首钢总公司的要求，二炼钢2号LF炉项目确定了从工程设计、施工到自动化系统集成都要依靠首钢自己的力量来完成。首自信公司作为首钢内部唯一的大型自动化公司，责无旁贷地承担起了自动化设计、系统集成和自动化工程施工、编程、调试等重任。该公司党委深刻的认识到，承担起首钢自动化和信息化自主创新的责任，即是自己今后生存发展的需要，更是自己在首钢搬迁调整和建设21世纪新首钢中的使命所在。

       为了圆满完成这次战胜自我，超越别人的艰巨任务，他们面对任务重、风险大、时间紧和以往的LF炉都是整体或主体引进，这次要全部自主集成，而且在控制思路及编程调试中要全靠自己自主去创新等种种难题，首先，他们大胆解放思想，转变观念，树立敢为人先、敢于挑战、敢冒风险的意识；同时，打破陈规，精心组织，开展了一系列的设计、技术攻关活动，处处体现了敢于超越，争创一流的创新精神。 

       在设计和编程过程中，由于过去都是由外国人做的，控制思想都隐含在原有复杂的程序里，他们什么也不知道，现在要全靠自主集成，自己来干，如何登上这个新的台阶，开拓出首钢自动化设计和编程的新领域。他们首先从相关事业部抽调出了一批技术业务骨干,组成了二炼钢LF炉项目部，紧锣密鼓地投入到项目的攻关和实施当中。在实际工作中，他们积极与负责炼钢工艺、电气和技术、操作等相关人员密切配合，结合二炼钢的工艺流程、现场状况、操作习惯的实际，采用反推的方法，从解读程序原理，查找控制逻辑思想入手，经过4个多月的日夜奋战，终于完成了全部程序的解读工作，并与相关人员一起对控制系统构成型式，系统配置方式等做了大胆的创新和改进，完全体现了总公司提出的引进一个项目，消化一个项目，把它变成首钢自己的一个项目的指导思想。
 
       在此基础上，首自信公司还结合二炼钢的实际，针对过去引进的1号LF炉这几年所暴露出的问题，对2号LF炉自动化控制系统做了多处创新和改进。由于1#LF炉水系统当初设计的缺陷，致使1号LF炉采用的流量开关检测冷却水流量时，经常因水质上的问题发出误报警而影响生产，这次他们在控制系统上把流量开关改成了电磁流量计，使这一难题得到了彻底的解决。

       特别是在控制系统的选型上，他们更是从二炼钢信息化水平的实际出发，充分考虑生产管理数据上传的需要，选用了S7-400做为主PLC，HMI选用INTOUCH。根据现场检测点位置及用途，在过程站、低压配电室、液压站、循环水泵房、合金加料操作平台、主操作平台等处分设多个ET-200远程I/O站，再用PROFIBUS DP网线将各远程I/O站挂在主PLC下。同时，他们还把人机界面全部做成了中文界面，使操作更加便利有效。

       结合工艺流程及二炼钢生产人员的操作习惯，他们在设计中还对主操作平台、液压站、合金加料平台等处的操作箱进行了合并，把控制按钮、显示灯等做到PLC子站的柜门上，进一步满足了生产的需要和减少了维护人员的工作量。 
 
　　用行动超越自我

       为使二炼钢的2号LF炉自动化运行控制系统达到一个新的水平，首自信公司一接到任务，就决心用自己的行动超越自我，超过别人。因此在设计上，他们大胆采用了Profibus总线方式S7-400配ET200M子站的设计结构，根据现场设备分布情况，分系统在现场设置ET200子站，现场信号就地进入子站，现场仪表也尽量采用总线方式通讯。炉本体PLC与电极调节PLC、底吹氩系统PLC及喂丝机PLC之间通过以太网通讯。这样的通讯结构，一方面节约了信号电缆，降低了工程成本，另一方面也减少了信号干扰等问题，方便维护和故障处理。

       但要完成这项工程，对首自信公司的自动化调试人员来讲，却要经受住现有经验不足，编程调试无据可依，自动化调试工作从6月底进入现场，到调试完毕，仅留有20几天时间的几大考验。面对这些困难，首自信公司调试人员在进入现场之前，仔细阅读了原来1号LF炉的控制程序，分析其控制思想及实现方式，具体到每一个功能块，每一个网络，他们都作出了详细的注释。在此基础上，他们又多次和二炼钢相关技术人员进行交流，讨论工艺流程，控制思路和连锁关系。为了保证工程调试的进度，在进入现场之前，他们还首先对每个功能块进行了测试。就是这样，在进入现场调试期间，他们依然遇到了模拟量模块不能同时接受不同信号类型的模拟量信号；对新增的四个公共料仓的控制问题及与1号LF炉控制系统的通讯等大量新问题，面对这些新的问题，他们群策群力，积极想办法，并按照可行的办法逐一反复测试，最终使得各种问题都得到了圆满的解决。与此同时，他们还在认真听取了操作人员的意见后，对原1号LF炉中存在的设计问题，在2号LF炉中进行了改进和处理，使得2号LF炉在控制与操作方面更加符合用户的实际情况与需求。

       面对着工期紧、任务重的挑战，在整个自动化调试期间，首自信公司的编程调试人员克服了大量的困难。为保证2号LF炉按期一次热试成功，他们没有休息过一天，并主动加班加点，反复试车，发现一个问题解决一个问题，做到当天能解决的问题绝不拖到第二天。在设备连锁调试期间还能主动提出调试方案，检测在实际生产中可能出现的各种问题，再反复调试修改程序，使控制方式更加合理。2006年7月20日，二炼钢的2号LF炉一次热试成功。当天就顺利出了两炉精炼钢水。

       对此，业主单位二炼钢厂给予了高度评价，他们说：当年从国外引进的1号LF炉试车用了两个月，而我们自己设计，制造、安装，自动化控制系统完全由首自信公司自主集成的2号LF炉，一次试车成功，各项参数非常准确，不仅投资少，工期短，而且实践证明比引进的那套还好用，所以我们要相信自己，完全能够通过自主创新的实践，达到和超过国外引进的先进水平。 

       首钢二炼钢2号LF炉的顺利投产，更锻炼了队伍，培养了人才，使首自信公司积累了在LF炉领域自动化控制自主集成的成功经验，使首钢具有了总体承接LF炉项目的能力。对于首钢在“三创”中的这一突出的成果，总公司领导明确提出，要对这种自主创新的精神，自主集成的经验，全面进行总结，在“创新、创优、创业，建设21世纪新首钢”中进行推广。