《焦炉车辆智能管理系统技术要求》

ICS77-010CCS H04CISAT/CISA XXXX—XXXX焦炉车辆智能管理系统技术要求Technical requirementsfor intelligent management systemof coke ovenvehicles（讨论稿）发布xxxx-xx-xx xxxx-xx-xx中国钢铁工业协会发布焦炉车辆智能管理系统技术要求1范围本文件规定了焦炉车辆智能管理系统技术要求、设计与构建本文件适用于指导焦炉车辆智能管理系统的设计、建设（新建、改建、改造）、生产及运维2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件T/CSM13—2020智能炼铁体系架构与建设指南GB/T

20719.11—2010工业自动化系统与集成过程规范语言第11部分:PSL核心GB/T22033—2008信息技术嵌入式系统术语GB/T25486—2010网络化制造技术术语GB/T26335—2010工业企业信息化集成系统规范GB/T17212工业过程测量和控制术语和定义GB

5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分通用技术条件GB16796安全防范报警设备安全要求和试验方法GB/T

16855.1机械安全控制系统安全相关部件第1部分设计通则GB/T30148安全防范报警设备电磁兼容抗干扰度和试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件

3.1顶装焦炉的焦炉车辆Top mountedcoke ovenveh ic Ies顶装焦炉用的焦炉车辆包括装煤车、推焦机、拦焦机、焦罐车及（或）熄焦车、电机车、液压交换机等

3.2捣固焦炉的焦炉车辆Coke ovenveh ic Ies forstamp ing cokeovens捣固焦炉用的焦炉车辆包括捣固机、装煤推焦机、导烟车或消烟除尘车、拦焦机、焦罐车及（或）熄焦车、电机车、液压交换机等装煤和推焦采用分体车操作时，“装煤推焦机”将由“捣固装煤车”和“捣固推焦机”代替，捣固、装煤与推焦采用一体车操作时，“捣固机”和“装煤推焦机”将由“捣固装煤推焦机”代替

3.3焦炉车辆智能管理系统InteI Iigentmanagementsystem forcokeovenvehicIes焦炉车辆智能管理系统，基于数据传输网络实现焦炉车辆之间的数据交换、安全连锁及上级管理系统间通讯链接，构建了设备层、基础层及生产管理层三层架构，进一步实现上级生产管理系统的生产计划的下达、运动控制、动作分解，最终实现焦炉车辆的全天候智能协同控制及信息管理功能焦炉车辆智能管理系统，除基本功能外，具有感知、预警、控制设备能力，具有数字通信和配置、优化、诊断、维护等附加功能4焦炉车辆智能管理系统总体要求

4.1焦炉车辆智能管理系统软、硬件一般要求

4.

1.1焦炉车辆智能管理系统应采取成熟的软件架构，具有可扩展性、可维护性，硬件和软件之间实现接口解耦，易于集成新技术，智能化新装备；

4.

1.2焦炉车辆智能管理系统应包括但不限于焦炉车辆数据采集系统、车辆环境感知、车辆协调系统、作业计划、故障智能判断、安全生产管理等内容；

4.

1.3焦炉车辆智能管理数据采集、传输等系统，宜为实现对生产过程的状态查阅、设备报警、运行信息查阅、检索与统计、系统分析，构建各类智能化应用，为焦炉智能作业系统提供合适的数据支撑焦炉车辆智能管理系统应根据炼焦作业系统的指令要求，实现焦炉车辆的生产控制管理、智能判断等功能

4.

1.5焦炉车辆智能管理系统应对焦炉车辆作业开展危险分析和风险评估，所有元器件都应适用于相应环境和应用条件的电磁兼容性要求，并实施焦炉车辆本质化安全管控

4.2焦炉车辆智能管理系统数字化技术焦炉车辆等专业设备应实现数字化统一编码，具有完善的档案信息档案信息应包括设备用途、安装、运行、检修等信息生产过程的信息数字化应具备一定的数据可视性和人机交互能力的功能

4.3焦炉车辆智能管理系统网络技术焦炉车辆与车辆智能管理系统之间建有互联互通的5G（用于视频信号）、WiFi（用于控制信号）的网络链接方式，并具备满足生产需要的视频上行与下行的带宽，若采用电缆卷筒，电缆宜采用屏蔽电缆,并预留通信线，通信线宜配置通信屏蔽滑环，网络要求满足设备、生产资源与系统之间的信息交互，并对区域内的网络流量进行监测分析，识别非授权的通信；与外部系统的通信协议可采用TCP/IP、OPC或稳定的工业通信协议，实现智能炼焦所有相关系统和设备的通讯焦炉车辆与车辆智能管理系统具备与工厂网络、同级设备的控制系统等通讯的能力并在可编程逻辑控制器PLC的背景数据块中为他们编写数据单元

4.4焦炉车辆智能管理系统数字化安全要求焦炉车辆智能管理软件系统具有数据存储及权限安全体系，应充分考虑系统的数据备份及各车辆出现各类故障时的数据或通讯恢复能力，以及恢复时间，满足炼焦总体安全控制与智能化管理

4.5焦炉车辆智能管理系统作业区域安全要求

4.

5.1焦炉车辆作业的运行区域应进行封闭，炉台及轨道区域的封闭可采用电子或物理围栏物理围栏门应设置电子锁或门限位开关对于不适合安装物理围栏的区域，应加装电子围栏进行区域安全防护

4.

5.2焦炉车辆应具备人类动态识别、安全观察等功能

4.

5.3车辆本体应配置门禁管理应在地面操作人员二次确认区域内的人员撤离后，设备才可以自动行走进入区域作业焦炉车辆设备本体，设有防碰保护装置，可采用激光、雷达或编码器数值软防撞等形式，对交叉作业区内的人员及同轨设备运行，进行防碰撞保护5焦炉车辆智能管理系统数据采集

5.1焦炉车辆智能管理系统数据采集一般要求

5.

1.1具有数据采集管理功能，能够与焦炉控制系统、交换机控制系统等相关系统建立稳定的通讯链接，接受焦炉生产管理系统关联数据，用于焦炉车辆设备的智能管理；

5.

1.2具有实现焦炉各车辆之间的数据交换、计划下达、运动控制、协同安全控制以及故障报警等功能；

5.

1.3焦炉车辆与车辆智能管理系统之间建有互联互通的5G（用于视频信号）、WiFi（用于控制信号）的网络链接数据采集链路，若采用电缆卷筒，电缆宜采用屏蔽电缆，并预留通信线，通信线宜配置通信屏蔽滑环

5.2炉车辆智能管理系统数据采集范围及对象焦炉车辆智能管理系统为智能炼焦系统的主要组成部分，采集数据包括各车辆的运动信息、行程信息以及生产运行状态、运行参数、故障检测、操作记录等数据，根据作业计划应完成的数据链应有稳定、可靠的数据采集系统，为智能应用提供数据管理与支撑，同时为企业数据中心提供数据基础数据数据采集系统主要采集工序内过程数据、资产数据、图像数据、日志数据等，但不限于上述数据数据采集系统应满足工业级实时数据采集、历史数据分析、挖掘应用场景，具备自动补算、缓存、纠错、报警等系统功能对于工业级数据的收集、传输、上传、下载、计算应以数据总线架构为主，还应具备工业级多协议兼容；应具备接入可扩展性，上传可缓存、监控、存储分发的组件性特性对非工业级数据收集应具备对非结构化数据、结构化数据、半结构化数据或者其他系统数据具备扩展功能，满足对可视化、决策层、分析层、模型分析数据的使用要求数据采集系统宜采用有效的安全措施，如认证、权限控制、加密、审计、备份等，保证数据的安全计划作业的焦炉车辆，跟踪过程中应根据现场检测信号、设备动作信号，实时更新焦炉车辆的位置信息、作业信息，焦炉炉况信息等

5.33焦炉车辆智能管理系统信息采集的实施车辆设备运行状态采集通过视频监控系统、定位系统获得车辆运行的实时位置和动作状态信息;通过各种开关、传感器、智能检测元件等，获得车辆上各设备的启停状态、动作位置、运行速度、温度等各项工作指标和数据，以及设备故障等信息人工控制信息采集对设置的人工控制或紧急操作的按钮、开关、触摸屏等操作指令信息进行采集及记录生产环境信息采集通过分布在车辆四周的各类摄像头和监测器，获得实时的人员位置、路面情况等环境数据物料信息采集对焦炉车辆上的原料煤、焦炭等物料的数据进行采集，如重量、温度等能源监管信息采集通过安装在设备能源接入点的各类能耗监测传感器，获得车辆的各类能源消耗数据焦炉车辆智能管理系统应与焦炉生产管理系统进行通信，对焦炉实时的运行状态和车辆运行相关生产数据等进行采集6焦炉车辆智能管理系统的应用

6.1系统架构在焦炉车辆装备和控制系统的基础上，建立数据采集系统，构建智能控制、智能监控、智能分析、智能运维等应用，实现对生产过程、作业计划的优化和控制功能提升

6.2工艺装备工艺装备主要包括推焦机、拦焦机、装煤车、电机车及焦炉车辆地面协调系统等设备

6.3控制系统焦炉车辆智能管理系统主要由地面监控中心、无线通讯系统、上位机机载控制系统和车辆控制系统组成宜根据工艺设备布置及生产控制要求，部署合理控制系统，实现工艺装备、生产过程的智能控制及状态监测车辆需具备应急、手动、自动等方式的控制功能，对于通用的如速度、位置、加减速等控制方法,应编写通用函数功能

6.4智能执行装备焦炉车辆按各车功能不同，智能执行装备包括炉号识别、自动对位、自动摘门、自动推焦等，宜具备如下功能a）主流网络接口功能，与自动化、信息化系统进行数据交互；b）故障数据追溯功能；c）远程网络维护功能；d）自诊断功能

6.5智能环境感知装备智能感知装备包括智能仪表、动作检测及车辆位置检测、机器视觉识别装置等，宜具备如下功能（生产运行的焦炉车辆应具备对其操作范围内的人或物感知、识别的紧急判定等安全功能的数据采集与传输功能）a）主流网络接口功能，与自动化、信息化系统进行数据交互；b）历史数据追溯功能；c）数据自动分析功能；d）远程网络维护功能

6.6智能控制智能控制应满足以下要求a）各焦炉车辆在待机环节应能确认自身所处的位置，可实现自动走行、自动对位b）装煤车宜具备无人操作的取煤及装煤功能c）推焦车宜具备无人操作的摘挂门及推焦过程d）拦焦机应具备倾动负荷平衡功能e）电机车应具备自动走行及熄焦的功能

6.7智能监控

6.

7.1视频监控及智能识别车间内视频监控系统除可显示整个车间状态外，宜具有安全行为观察分析等工业现场视频智能分析功能安全行为观察分析功能应能实现管理业务流程闭环处理并根据管理要求进行联动安全行为观察类型宜包括a）有毒有害气体区域、高温高热区域、行走区域等正常生产状况下可能出现异常作业的岗位作业占・/、、、9b）人机结合作业频繁的岗位作业点；C）安全风险较高、容易发生伤亡事故的岗位作业点；

6.

7.2数据可视化焦炉车辆智能管理系统宜实现数据可视化功能，宜根据生产管理需要将指标和实际信息以可视化图表的功能进行展示，满足生产管理的可视化需要焦炉车辆智能管理系统宜实现生产过程可视化和智能看板，显示生产实时数据、能源消耗数据、产量数据等，加强各岗位之间的信息共享

6.8智能统计与分析

6.

8.1生产数据的采集、统计焦炉车辆智能管理系统应实现生产数据的采集及统计功能，可采用入炉煤数据物理参数，记录、计算装入量、平煤排出量，以及推焦时温度感知等功能，分析影响和制约工序产能的因素，为改善生产提供数据支撑在生产过程中，宜实时监控、跟踪和分析生产线实时产能情况，并针对即将或已经出现的产能问题，进行报警，定位当前影响产能的主要因素，并展示系统的数据分析结果生产数据的智能化分析焦炉车辆智能管理系统宜实现质量分析功能，获取完整的生产工艺数据，并通过数据分析方法实现产品的事前质量预测和预警、事后质量分析、质量数据追溯、质量优化建议等功能

6.

8.3安全分析焦炉车辆智能管理系统宜从设备、工艺、生产等多个维度对安全的状态进行监控和分析，评估车辆状态和趋势7焦炉车辆智能管理系统其它要求

7.1智能管理系统的恢复发生网络故障时，应能够进行报警提示，且各功能保持运行，故障消失后，应自动恢复数据传输

7.2智能管理系统的切换1）通过OPC协议与焦炉控制系统通讯时，应支持2台OPC Server热备冗余连接；2）系统处于自动控制模式时，若发生控制值异常，应取消当次控制，并进行报警提示，等待人工处理

7.3智能管理系统的警告上述报警提示均应为对应内容的人工语音提示8焦炉车辆智能管理系统安全保障要求

8.1被控对象的自动控制值应能够设置上下限，超限报警提示，并切换为人工手动控制模式

8.2被控对象的自动控制值应能够设置增量限幅，每次自动控制值与当前设定值偏差不允许超出此限幅

8.3操作人员可根据实际生产情况，随时切换人工手动控制模式或自动控制模式

8.4应具有历史数据备份与导出功能，保证数据安全性参考文献

[1]国家智能制造标准体系建设指南（2018版）

[2]GB/T37413-2019数字化车间术语和定义

[3]GB/T38129-2019数字化车间安全控制要求

[4]GB/T37393-2019数字化车间通用技术要求

[5]GB/T33745-2017物联网术语。