《基于西门子COMOS系统建设攀钢轨梁数字化智能生产管控平台》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于西门子COMOS系统建设攀钢轨梁数字化智能生产管控平台

范文

冯杨东

摘要：该文用西门子COMOS软件平台搭建攀钢轨梁厂数字化智能生产管控平台，对攀钢轨梁厂万能二线进行数字化产线改造，对于探索建设钢铁行业智能化工厂有很大的现实意义。基于西门子COMOS软件平台，建成跨设备运行全生命周期的设备智能管控平台，实现工厂的可视化、运维智能（例如设备、质量和工艺）以及部分核心设备的数字化，同时实现操作、点检及生产人员的业务协同，助推攀钢集团智能制造战略的快速实施。

关键词：轨梁;COMOS;智能生产管控平台

中图分类号：TP319? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）23-0243-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

攀钢集团轨梁厂万能二线自2004年建设投运至今，生产线具有西门子先进的一级和二级自动化基础，并具备了订单排程系统、ERP、MES等基础信息系统。目前国家在推进两化融合建设，轨梁万能二线具备两化融合建设的良好基础，通过技术手段打造智能工厂，在现在的基础上减少设备故障时间，降低设备维修费用，改善产线运行绩效，实现智能管控和运维，最终获取最大的经济效益，同时也在一定程度上避免由于技术人员流失，设备间断性改造，部分设备更新以及员工技术能力出现断层而导致的一系列问题。在中国智能制造2025大背景下，在攀钢集团轨梁厂万能二线实施智能制造势在必行，提高生产效率，降低设备维护成本，优化人力资源，实现智能运维等目标成了重中之重。下面对整个智能管控平台方案进行介绍：

1 攀钢轨梁万能二线构成以及工艺介绍

攀钢轨梁厂万能二线是生产高速铁路用轨的生产基地，产品完全满足铁路运输高速（350km/h）、重载化的需要，达到国际先进标准的要求，钢轨质量实现了高纯净度、高尺寸精度、高平直度和高表面质量，年生产能力： 1139000 t/a，产品长度： max. 100m，轧制长度 105m。主要设备有：步进式加热炉2座、高压水除鳞系统、两辊可逆式开坯机2架BD1＼BD2、万能粗轧机及轧边机各1架U1＼E1、万能中轧机及轧边机各1架U2＼E2、万能精轧机1架UF、七台主电机、变电所1个、重轨打印机2台、热锯机2台、步進式冷床1座、钢轨在线全长热处理生产线1条、重轨精整线1条（主要有矫直机、检测中心、锯钻床等设备）及相应液压站、润滑、台架等。万能二线基础自动化采用西门子PCS7系统，硬件主要由SIMADYN D和SIMATIC S7组成，都具有通讯处理模板，支持Ethernet TCP/IP及Profibus通讯协议，上位机使用WINCCHMI监控组态软件，整体架构采用C/S结构。2015年对系统进行整体升级，由PCS7 V6.0升级为PCS7 V8.0，基础自动化系统先进可靠、功能完备、可扩展性强。

万能二线过程自动化对整个产线生产过程进行管理（含物料跟踪界面、停机管理界面、设定管理界面、过程数据管理界面、基础数据管理等），2017年整体升级，客户端为Win10 专业版;关系数据库软件为Oracle 11g 64 标准版;界面开发工具采用微软.net 2012;改善现有万能二线过程自动化L2系统的性能，进一步推动轨梁厂向智能制造方向的发展，保持轨梁厂产品的国际领先提供支撑。

2 改造方案的组成

本方案选择西门子COMOS软件平台。COMOS包括二维数据平台、三维可视化数据平台以及XHQ构成。通过以上三个平台的搭建与应用，实现与攀钢轨梁万能二线一二级自动化系统、订单排程系统、ERP、MES等基础信息系统纵向与横向的无缝集成，实现数据全生命周期管理，设备感知交互、系统融合互联、设备备品精准匹配、系统运行智能高效与故障预测预警可控。系统构架框图见图1。

2.1 攀钢轨梁COMOS二维数据平台

COMOS二维数据管理平台通过对象化技术，使工艺、仪表、电气等专业的图纸、二维数据表及相关联的文档以对象的方式存储在数据库中，保证数据库的图数合一，消除数据冗余。不同专业图纸通过对象的导航，可以快速定位对象在对象树中的位置，通过导航可以快速打开并定位到对象在不同专业中与其相关的数据资料，最终形成以装置为对象，建立工艺、电气、仪表、安全、环保、动静设备、管道等各个专业信息间的导航链接，对工厂进行数字化管理。COMOS二维数据平台系统构架见图2。

2.2 攀钢轨梁COMOS三维可视化数据平台（COMOS Walkinside）

COMOS三维可视化数据平台能够即时地将虚拟现实模型与当前工厂信息链接起来，即使极度复杂的工厂模型也能实现3D可视化。在Walkinside三维模型中提供三维信息综合展示及查询控件，通过控件可以查询设备空间信息、设施设备生命周期资料、设施设备的监测点实时数据，同时把外部文档集成到三维信息综合展示控件，并能对查询的设备进行定位、导航至COMOS数据库并打开相应的电气、仪表等图纸文档。用户也可以在虚拟空间中自行漫游，检索信息和查看资料。同时，COMOS Walkinside也可直接获取所有相关信息并以极逼真的3D图形显示当前工厂状态。最新数据将自动加入并复制到所有相关虚拟化过程当中，以确保一直以数字化形式提供当前状态。COMOS三维可视化数据平台示例见图3。

2.3 攀钢轨梁XHQ业务管理平台

攀钢轨梁XHQ是一个统一化的业务平台软件，XHQ集接口技术、中间件技术、应用服务器技术、Web技术、门户技术、即插即用技术、建模技术、数据仓库技术、统计分析以及其他相关技术和概念于一身，实时汇集、分析、关联和展示来自企业生产和经营管理中的不同来源的、不同种类的数据，用户则经由浏览器、无线设备或企业门户、网站对决策需要的各类信息进行及时、方便地访问XHQ，并可以根据企业中不同的用户决策对信息的需求为他们定制不同的视图和内容，以及个性化的操作，XHQ 为各级管理者和决策者提供有效的工具，使其掌握更全面的信息，协助其快速、科学地制定管理决策，以提高企业的整体效益。攀钢轨梁XHQ业务管理平台见图4。

3 结束语

通过西门子COMOS软件平台建设攀钢轨梁数字化智能生产管控平台，利用数字化和可视化技术，能够大大降低设备维护的成本、提高运营的效率、减少库存、合理安排停机和检修，从而实现工厂运维成本的最小化和利润的最大化。

参考文献：

[1] 西门子工业软件公司.装备制造业数字化之道[M].北京：机械工业出版社，2016.

[2] 乌尔里希.森德勒工业4.0[M].北京：机械工业出版社，2017.

【通联编辑：朱宝贵】

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