湘潭钢铁公司地磅计量系统与ERP数据采集系统结合的应用

作为大型钢铁企业，为了增强企业的经济效益和竞争实力，湘钢引进了现代化的 企业信息化系统。如何在地磅部分实现数据采集，相互结合，为企业物流、资金流、信息流提供重 要依据，为企业管理、生产提供决策依据。本文对湘钢地磅计量系统与ERP数据采集系统的结 合与应用作了初步探讨。

湘钢是一个大型钢铁联合企业，生产流程繁多， 工艺复杂，在采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、产 销等生产中每个环节会产生大量的计量数据，其中 绝大部分是通过各种地磅来完成的。这些信息的检 测和采集，为湘钢的生产、经营、决策提供了重要的 依据。为此湘钢引进了现代化的企业信息化系统，其 中对地磅等计量工具的数据采集系统提出了要求。

1.现状

1.1湘钢数据采集系统的现状

1.1.1数据工作量大。钢铁厂每天要产生大量 的生产数据，涉及到各个生产环节的时间、温度、物 质量等信息，但由于一些工序采用人工式采集，不仅 采集的数据量小，而且差错率高。如果不能有效地 把每日的生产实时数据采集过来，就不能有针对性 的为生产决策提供支持和分析。只有开发程序配备 相关硬件把所有的实时数据采集到生产服务器上， 并且按照工序有序放置，就可以提高数据处理的效 率，减少无效查询、等待的时间。

1.1.2分析结果滞后。由于生产品种繁多，工艺 流程的不同，要对各品种生产过程的生产成本、出钢 温度、浇注温度、原材料产品进出等进行比较时需要 较长时间，往往交接班几个小时后，才能拿到所需的 当天生产报告，产销资讯。因此无法及时采取相应的 措施，也会对下个班的生产产生不利的影响。

1.1.3分析结果简单。生产管理者希望能够从 相关影响因素中找出规律，从生产运行控制的角度 来分析问题。比如，设备检修的时间选择对前后工序 生产的影响，哪些工序的生产存在问题？当产品质量 出现问题时，如何综合分析数据查找出相关原因？而 般的系统无法满足上述复杂的分析要求。采用在线分析处理OLAP),就可以借助智能化的分析工具 及时反馈生产信息，提高内部信息的传递。

1.1.4数据库接口不兼容。随着生产节奏的加 快，以及管控一体化的要求，生产工序的流程化，生 产系统信息的交换就不可避免。而传统的数据采集 没有考虑外部信息的接口，导致与外部数据库不完 全兼容。还有的问题是没有对采集结果进行优化， 造成大量冗余数据，系统运行一段时间后，响应速度 降低，甚至不能输入数据，影响生产的稳定运行。

1.2湘钢地磅系统的现状

湘钢一直以来采用的各种称量系统一、二次仪 表，均采用模拟信号输出，具有转换精度低，传输距 离短，发送数据内容单一等局限，使得在推行ERP 计量数据采集系统时出现困难。称量仪表的改造势 在必行。

2.解决方案

要采用现代化的企业信息化系统。适用于钢铁 企业的信息系统化系统由三部分组成：处于最高层 的ERP企业资源计划）系统；处于最底层的是PCS (过程控制系统处于承上启下的是MES制造执 行系统）。

其中，ERP主要根据企业的人、财、物各种资源 的状况和产、供、销各个环节的信息，对生产进行合 理有效的计划、组织，使生产经营活动协调有序地进 行，并对企业的战略计划进行决策。MES则根据 ERP系统下达的合同计划，通过生产调度、数据采 集、生产统计、成本控制、物料平衡和能源管理过程 组织生产，并将信息加以采集、传递和加工处理，及 时呈报ERP。PCS系统根据MES下达的生产指令进 行各工序的过程控制，设定各种设备的具体动作参 数，进行各种模型计算和控制计算，同时采集执行过 程中的实际数据上传MES和ERP。

从图1可见数据采集系统是各系统模块之间重 要的数据通道，通过这些通道，实现数据共享，实时 监控、调度。为充分完成这一功能要求，要求位于最 终数据端即各工序计量数据及时、准确、可靠向控制 系统及执行系统进行数据交互。其中各工序衡器需 要以自动方式进行数据传输显得十分关键。

为此我们设计了 一整套称重系统ERP数据采 集和称重仪表传输方案：

计量系统总体上分成两部分，即计量站点和上 位管理，其中计量站点的类型多种多样，即有通用的 汽车衡、轨道衡，又有冶金行业专用的盘卷秤、棒材 秤、煤塔秤、皮带秤，高炉料斗秤等。

针对湘钢地磅仪表的改造我们提出了称量仪表 可实现自定义地址，在多台使用时，可通过数字口的 各种方式的总线完成自动寻址的联网功能，并可以 将各种生产统计所需数据上传，同时在上位机系统 完成标定，参数设定，自动去皮，启动控制等多种功 能的下传。目前实现此功能仪表较少，UNI800数字化称重仪 表是其中之一。在此方案下，可方便达到高度自动的 数据采集。数据采集实现：

（1）采集时间的确定。系统从烧结、高炉、混铁 炉、转炉、连铸等工位采集数据，实现了车间作业计 划编制，班次数据统计，生产统计，各车间班、日、周、 月报表的生成，达到了提高生产安全性和产品质量 查询的目的。

（2）数据采集的方式。目的在于提高物流数据传 递效率，改变原有的人工传递方式，从各工序的工控 机上采集生产数据远程写入服务器数据库，采集程 序在后台定时自动运行，将自动控制系统与生产设 备直接相连，用有线和无线相结合方式实施数据采 集。保证了生产设备及控制系统安全稳定地运行。

（3）数据库系统。生产的实时数据库系统放在服务器上，由生产报表子库与实时数据子库共同构成， 各个工位的客户端应用程序中获取数据存入相应的 数据库中。该数据库系统为数据挖掘提供了数据支持。

(4)实时数据检测。实时数据监测依托服务器的 数据库系统，对生产的混铁炉、转炉、精练、连铸等各 工序的工艺参数实时监测，并设置适当的参数预警 功能，发送相关消息。

例如针对高炉槽下ERP数据采集，我们采用组 态王做为上位采集系统，通过MOXA多串口卡进行 识别判断仪表通讯地址，采集的数据可立即在计算 机中实时显示，并分别进行计算，自动生成班、日、月 累计报表，还可查询历史数据等，并自动上传写入远 程服务器数据库，并可在各个服务器终端进行查看，及 时、有效地为生产管理者的决策，生产运行提供依据。

通过数据采集，将一改以往需要交班后几个小 时才能提交的统计数据，并发现当班存在的问题的 现状。即时监测、即时报警、即时调整，大大提高了产品质量和生产效率，为企业决策提供了重要依据。

3.结论

随着企业信息管理技术的广泛应用，对计量工 作提出了更高的要求，数字化地磅等计量器具适应 了这一技术的发展将必然成为未来的主流。通过这 一先进技术在湘钢的应用，极大的提高了管理水平, 增强了企业的竞争力。