建設背景

鋼鐵行業(yè)是國民經濟發(fā)展的晴雨表，是工業(yè)國家發(fā)展的基礎。而“高爐-轉爐”長流程生產仍是我國鋼鐵主流生產工藝，轉爐煉鋼是一個極其復雜的化學反應過程，根本看不見、摸不著，有了問題也是靠經驗、靠猜，只有通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、可視化、數(shù)字孿生等技術，對高爐進行1:1三維建模，還原真實的生產工藝流程，才能加快整個行業(yè)的轉型升級。

在雙碳目標大背景下，以信息技術應用為主導，大力推進“智慧鋼鐵”轉型升級，將物聯(lián)網(wǎng)、5G、可視化、GIS 等相關技術引入鋼鐵行業(yè)。打造基于 5G + 云平臺的智慧煉鋼廠管控系統(tǒng)，以智能管控賦能企業(yè)高質量發(fā)展，抓好數(shù)智化轉型新機遇，推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質量發(fā)展。

系統(tǒng)概述

智慧鋼鐵廠將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術應用于鋼鐵行業(yè)，幫助其實現(xiàn)煉鋼流程的全面優(yōu)化?；跀?shù)字孿生技術和AI 技術打造智慧鋼鐵廠IOC 運營中心，實現(xiàn)對廠區(qū)生產工藝流程、生產圣杯等重要指標細節(jié)信息的全面查詢和監(jiān)測，為園區(qū)的運營提供決策分析依據(jù)。

系統(tǒng)功能

綜合態(tài)勢監(jiān)測

數(shù)維圖基于自研的 Sovit3D產品，依托數(shù)字孿生技術，對煉鋼的工藝流程、駕駛艙、動畫三個維度對多個產線進行可視化展示?；皵?shù)”為“物”，高度融合廠區(qū)多種數(shù)據(jù)資源，對廠區(qū)資產、設施、能效、安防等領域的關鍵指標進行綜合監(jiān)測分析。實現(xiàn)更加高效科學的廠區(qū)管理，全面提升廠區(qū)管理水平。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

支持無縫融合視頻監(jiān)控功能，對廠區(qū)及周邊安裝24小時展開安防動態(tài)監(jiān)測，鋼鐵廠區(qū)及周邊全方位一體式無死角監(jiān)控，并且和火災報警、門禁系統(tǒng)、人員管理等系統(tǒng)進行聯(lián)動，進行精準的定位視頻攝像頭查看并支持多攝像頭窗口的并行查看監(jiān)控。與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)進行集成，管理人員通過實時視頻查看現(xiàn)場情況，運維人員對廠區(qū)進行實時化、透明化、流程化、全局化的可視化管理。

電子圍欄系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，對廠區(qū)內重點區(qū)域或重要設備設置電子圍欄，實現(xiàn)視頻聯(lián)動追蹤監(jiān)視，避免非法闖入或進入非法受控區(qū)域，并且和報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，當有異常闖入或異常情況，可進行顏色報警并聚集異常區(qū)域，并且以彈窗提示異常狀態(tài)，全方位保障廠區(qū)生產安全。

自動巡檢系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，可事先預設好幾種路線后，可以第三人稱方式該路線上的監(jiān)控設備進行輪詢查看，達到線上巡檢的目的。同時在巡檢的路線上，可以實時查看設備運行狀態(tài)以及堆場的實時數(shù)據(jù)，運管人員無須到廠區(qū)現(xiàn)場，即可實時線上巡檢，通過全局查看的巡檢路線，規(guī)避重疊或漏檢區(qū)域，提高巡檢的效率和效果。

消防管理系統(tǒng)

通過API接口，接入消防系統(tǒng)，實時對煙感、探頭、噴淋噴頭等設備進行監(jiān)管，當發(fā)生異常(火災、爆炸、氣體擴散等)異常狀況時，可聯(lián)動報警點附近攝像頭彈窗，顯示實時監(jiān)控畫面，并調取人員逃生的路線，有序進行撤離，保障人員生命安全、財產損失。

消防管理系統(tǒng)

通過API數(shù)據(jù)接口，將前端的設備與后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)綁定，通過http或WebSocket實時數(shù)據(jù)傳輸，運維人員無須到廠區(qū)現(xiàn)場，通過可視化系統(tǒng)可定位設備突出顯示，實時了解設備運行狀態(tài)、運行信息等。

數(shù)據(jù)大屏系統(tǒng)

運用可視化技術對鋼鐵企業(yè)巨量的銷售數(shù)據(jù)進行展示分析，包括銷售信息、財務信息、采購信息、物流信息等，并依據(jù)分析結果做出正確決策。達到總覽為先，縮放過濾按需查看細節(jié)的效果。

工藝管控系統(tǒng)

·燒結可視化

燒結工序是鋼鐵工業(yè)主要生產工序之一，將燒結機的裝置及傳輸動畫進行可視化呈現(xiàn)，通過三維場景即可直觀的查看工藝生產線設備與物料情況。2D 面板重點關注燒結機的爐膛溫度、爐膛壓力、速度和電流等，業(yè)務人員可根據(jù)數(shù)據(jù)對燒結工序能耗進行分析和預測。

·煉鐵可視化

基于數(shù)字孿生技術高精度建模，1:1 還原將鐵礦石、焦炭及助熔劑由高爐頂部加入爐內，再由爐下部鼓風嘴鼓入高溫熱風，產生還原氣體，還原鐵礦石，產生熔融鐵水與熔渣等過程。各工序采用多項智能技術，大幅提高生產效率，確保生產安全。結合高爐大修工程，加大現(xiàn)場機器人應用，實現(xiàn)生產作業(yè)和設備操作的少人化、無人化。

·高爐可視化

監(jiān)測高爐內裝料和冶煉狀況，根據(jù)高爐工藝布局進行 3D 建模，包括爐體爐殼、管道、爐基耐火材料和水冷壁材料等，每塊材料對應 1 個溫度測點。重點顯示高爐本體、爐頂卷揚上料、熱風爐三個區(qū)域，體現(xiàn)實時物料的狀態(tài)和氣體的狀態(tài)。

·煉鋼可視化

通過三維動畫效果，將鐵水與鐵水罐車從鐵水預處理站到軋鋼生產線的全過程信息監(jiān)控，并對轉爐、LF 精煉爐、連鑄機等設備狀態(tài)進行信息監(jiān)控，數(shù)字孿生煉鋼工藝一體化場景。使煉鋼全過程數(shù)字可視化展現(xiàn)、可智能化決策、各環(huán)節(jié)信息系統(tǒng)交互集成。

……

開發(fā)平臺

智慧鋼鐵廠Web3D可視化管理系統(tǒng)，對燒結車間、1號高爐、2號高爐、球團車間等重點區(qū)域，進行1：1三維實景展現(xiàn)，打造三維仿真鋼鐵廠三維場景。將鋼鐵廠中的“人員、建筑、安全、協(xié)同、設備、環(huán)境、數(shù)據(jù)”等因素，綜合映射到智慧鋼鐵廠數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)中，提供鋼鐵廠的綜合態(tài)勢可視化，實現(xiàn)鋼鐵廠環(huán)境宏觀盡在掌握，微觀縮放的可視化呈現(xiàn)。

通過Sovit3D實現(xiàn)可交互式的 Web三維場景，可進行縮放、平移、旋轉、翻轉，場景內各設備可以響應交互事件。2D、3D 無縫銜接，完美融合。

建設價值

智慧鋼鐵廠三維可視化一體管控平臺是一個自主可控、互聯(lián)互通的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構建以數(shù)據(jù)可視化、數(shù)字板坯、生產效率管控、工序質量在線管控、在線設備智能監(jiān)控、業(yè)務流程自動化為核心的煉鋼“智慧大腦”，推動煉鋼產線向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化新模式發(fā)展。

總結

數(shù)字經濟已成為全球經濟發(fā)展的主線，推動著各類產業(yè)和全社會的數(shù)字化智能化轉型。通過先進技術創(chuàng)新，加快“鋼鐵智慧化”進程。切實解決企業(yè)在生產中存在的行業(yè)痛點，在提高生產效率、降低生產成本、保障人員安全方面效果顯著。

本文主要介紹了Sovit2D和Sovit3D在鋼鐵生產工藝智慧化系統(tǒng)開發(fā)中的實踐應用，從智慧鋼鐵廠綜合管理平臺系統(tǒng)的Web組態(tài)、三維可視化等多方面，進行快速高效的可視化開發(fā)，為智慧鋼鐵廠解決方案提供商及軟件開發(fā)公司提供全面的技術支持。

審核編輯 黃昊宇