轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)研究

吳利輝

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210000）

首先，從鐵水坑→脫硫→轉(zhuǎn)爐，行車起著很重要的作用，如果沒有行車的合理安排很難保證生產(chǎn)工藝的順利進(jìn)行。而在生產(chǎn)過程中常有行車調(diào)度不合理導(dǎo)致交通堵塞、返航、行車“打架”，甚至影響生產(chǎn)節(jié)奏及停產(chǎn)事故的發(fā)生。其次，由于未對行車進(jìn)行監(jiān)控，不能在線查看目前行車的運(yùn)行狀況，人工盲目安排任務(wù)給行車，造成行車使用狀況不合理。因此，為了更好地調(diào)用行車，發(fā)揮行車的合理作用，特對轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度進(jìn)行研究。

1 轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)

1.1 轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度的特點(diǎn)

轉(zhuǎn)爐跨整個作業(yè)過程中的運(yùn)輸工作大部分都是通過行車運(yùn)輸完成，因此，行車在上道工序及下道工序起著至關(guān)重要的作用。行車的運(yùn)輸工作具有以下特點(diǎn)：

（1）空間上相互制約。同一跨上往往有幾臺行車；在同一跨上的行車布置是固定的，相對位置具有不可改變性；（2）不可搶占性。當(dāng)行車接到任務(wù)時，一旦任務(wù)開始執(zhí)行，一般不允許暫停改任務(wù)而去執(zhí)行其他任務(wù)。（3）運(yùn)輸優(yōu)先性。行車的運(yùn)輸任務(wù)具有不同的優(yōu)先級。（4）被動運(yùn)輸性。沒有執(zhí)行任務(wù)的或者吊運(yùn)重量輕的行車放棄目標(biāo)工位避讓任務(wù)緊迫的或者吊運(yùn)重量重的行車，實(shí)現(xiàn)被動運(yùn)輸。（5）運(yùn)輸時限性。為了保證鐵水的溫度盡量減少溫降，而且生產(chǎn)節(jié)奏必須保證后道工序的生產(chǎn)，這就要求行車在執(zhí)行任務(wù)過程中必須在一定的時間內(nèi)完成。

1.2 轉(zhuǎn)爐跨各個工位及行車簡況

本文某鋼廠爐生產(chǎn)跨共有4 臺行車，其中1 臺專門在轉(zhuǎn)爐添加廢鋼用行車，其余3 臺行車分別編號為1#、2#、3#行車。轉(zhuǎn)爐跨有3 個鐵水坑分別為1#坑、2#坑和3#坑；3 個脫硫站，分別為1#脫硫站、2#脫硫站和3#脫硫站；3 個轉(zhuǎn)爐，分別為1#轉(zhuǎn)爐、2#轉(zhuǎn)爐和3#轉(zhuǎn)爐。其位置布置為1#、2#和3#依次從西至東排布。

1.3 轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度系統(tǒng)的組成及功能

為了降低行車運(yùn)行成本，提高生產(chǎn)效率，特對行車調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)如下功能。

（1）在線實(shí)時監(jiān)控行車運(yùn)行狀況模塊，此模塊主要監(jiān)控行車是否執(zhí)行任務(wù)、行車目前?？课恢谩⑿熊囀欠裨诰S護(hù)等，通過此模塊可以清楚地掌握行車目前的運(yùn)行狀態(tài)。

（2）行車作業(yè)在線動態(tài)執(zhí)行模塊，包括選擇行車、開始任務(wù)、結(jié)束任務(wù)、開始任務(wù)時間、結(jié)束任務(wù)時間、暫停任務(wù)、任務(wù)位置、具體任務(wù)、預(yù)測任務(wù)花費(fèi)時間、任務(wù)實(shí)際花費(fèi)時間、任務(wù)剩余時間、避讓方位。此模塊可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的安排及執(zhí)行等功能。

（3）數(shù)據(jù)存儲功能，存儲監(jiān)控模塊及作業(yè)執(zhí)行模塊的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（4）行車調(diào)度系統(tǒng)與二級系統(tǒng)、一級系統(tǒng)相互通訊。

（5）轉(zhuǎn)爐需要裝鐵水時，由二級系統(tǒng)發(fā)送信息給脫硫，脫硫二級系統(tǒng)再發(fā)送行車需求給行車系統(tǒng)行車調(diào)度系統(tǒng)，自動獲取目前的行車運(yùn)行狀況及位置，安排合適的行車執(zhí)行任務(wù)。

（6）脫硫工序需要鐵水時，有脫硫二級直接向倒灌二級下達(dá)任務(wù)，倒灌二級系統(tǒng)向行車調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送行車需求，行車調(diào)度系統(tǒng)自動獲取目前的行車運(yùn)行狀況及位置，安排合適的行車執(zhí)行任務(wù)。

（7）行車交通發(fā)生堵塞時，根據(jù)任務(wù)的重要性選擇暫停避讓的行車。

（8）不在一級、二級范圍內(nèi)的任務(wù)，可以根據(jù)目前行車運(yùn)行狀況判定選擇需要的行車。

（9）在一級和二級范圍內(nèi)的任務(wù)，可以有一級或者二級直接向行車調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送行車需求，同時發(fā)送具體任務(wù)、任務(wù)的位置。如圖1 所示轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度系統(tǒng)工作流程。

圖1 轉(zhuǎn)爐跨行車調(diào)度系統(tǒng)工作流程圖

2 具體實(shí)施方案

（1）在行車調(diào)度系統(tǒng)中添加行車在線實(shí)時監(jiān)控模塊。

（2）在行車調(diào)度系統(tǒng)中添加行車在線運(yùn)行指令模塊。

（3）行車運(yùn)行軌道發(fā)生堵塞時，人工根據(jù)需要在行車運(yùn)行指令模塊中選擇暫停的任務(wù)。

（4）一級和二級控制系統(tǒng)范圍內(nèi)的任務(wù)，由一級或者二級直接發(fā)生任務(wù)需求給行車調(diào)度系統(tǒng)。

（5）未在一級和二級系統(tǒng)范圍內(nèi)的任務(wù)，人工可根據(jù)行車監(jiān)控系統(tǒng)在行車運(yùn)行指令模塊發(fā)送任務(wù)。

（6）存儲監(jiān)控模塊和在線運(yùn)行指令模塊的數(shù)據(jù)。

3 實(shí)例分析

實(shí)際生產(chǎn)行車執(zhí)行任務(wù)如表所示1。

表1 行車運(yùn)行數(shù)據(jù)

此時，2#脫硫站一級系統(tǒng)向行車調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出行車執(zhí)行任務(wù)請求，具體任務(wù)為：從2#脫硫站吊鐵水到2#轉(zhuǎn)爐。

2#脫硫站和2#轉(zhuǎn)爐在位置上正好處于中間位置，方案有三種如下：

方案1，目前1#和2#行車正在執(zhí)行任務(wù)，如果把任務(wù)安排給3#行車，那么3#行車在執(zhí)行任務(wù)過程中需要2#行車避讓到2#轉(zhuǎn)爐的西側(cè)，那么2#行車的成本就會增加。

方案2，把任務(wù)安排給2#行車，當(dāng)2#行車完成現(xiàn)有的任務(wù)后，可以從3#脫硫站直接返回到2#脫硫站吊鐵水到2#轉(zhuǎn)爐，這樣就不存在交通避讓而且完成任務(wù)所需要的時間也能滿足2#轉(zhuǎn)爐的要求，且所需要的成本與3#行車執(zhí)行此任務(wù)比要節(jié)約成本。

方案3，把任務(wù)安排給1#行車，目前1#行車在吊3#脫硫站的鐵水到1#轉(zhuǎn)爐，當(dāng)此任務(wù)完成后，到2#脫硫站運(yùn)鐵水到2#轉(zhuǎn)爐，這中間不需要行車避讓。三個方案比較，方案1 所需的成本最高，其次是方案3。2#轉(zhuǎn)爐等鐵水時間上方案1 所需時間最短，其次是方案2，然后是方案3，但是方案2 與方案1 所花費(fèi)的時間相差很小，但是成本卻相差很多，所以綜合考慮最終行車調(diào)度系統(tǒng)把任務(wù)安排給2#行車。實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 行車運(yùn)行數(shù)據(jù)

行車調(diào)度系統(tǒng)中接到任務(wù)從2#鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站。由于2#行車在1#脫硫站與3#鐵水坑之間，目前有兩種方案討論如下：

方案1 行車調(diào)度系統(tǒng)把任務(wù)安排給待機(jī)的3#行車，等1#行車把鐵水從1#脫硫站吊走后，3#行車就可以從鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站，需要2#行車避讓到1#脫硫站東側(cè)即可。

方案2 行車調(diào)度系統(tǒng)把任務(wù)安排給1#行車，等1#行車完成從1#脫硫站吊運(yùn)鐵水到1#轉(zhuǎn)爐后，再到2#鐵水坑吊鐵水到1#脫硫站，需要2#行車和1#行車避讓到2#鐵水坑?xùn)|側(cè)，1#行車完成這兩項(xiàng)的任務(wù)花費(fèi)時間長，1#脫硫站等鐵水的時間有點(diǎn)長了，會影響后期生產(chǎn)節(jié)奏。從費(fèi)用上考慮，3#行車距離新任務(wù)更近，所以消耗比3#行車執(zhí)行任務(wù)更低。綜合考慮，行車調(diào)度系統(tǒng)把任務(wù)安排給了3#行車。此方案，提高作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

通過對行車調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)和優(yōu)化得出以下結(jié)論：

（1）可以在線跟蹤監(jiān)控行車的狀態(tài)，掌握行車的全部信息狀況。

（2）一級和二級系統(tǒng)可以直接發(fā)送任務(wù)給行車調(diào)度系統(tǒng)。

（3）可以通過行車調(diào)度系統(tǒng)查看行車執(zhí)行任務(wù)所需的時間和剩余的時間。

（4）方案的多選性，可以根據(jù)需選擇最優(yōu)行車方案。（5）臨時任務(wù)、不在一級和二級范圍內(nèi)的任務(wù)，可實(shí)現(xiàn)人工在行車調(diào)度系統(tǒng)中選擇需要的行車。

綜上所述，行車調(diào)度系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)安排任務(wù)的合理化，節(jié)約成本，提高工作效率，滿足生產(chǎn)節(jié)奏的要求。