钢铁领袖革命生产

钢铁诞生于大约3000年前，古代的金属工人第一次从钢铁中去除几乎所有的杂质，这对人类文明产生了深远的影响。从手工锻造的武器让部落首领比青铜装备的邻居更有优势，到大规模生产的铁路和火车推动了工业革命，锻造了我们今天生活的世界，钢铁一直是最常见的关键成分。

虽然这种铁/碳合金的重要性没有改变，但它的生产方式已经发生了革命性的变化。纽柯钢铁公司是世界领先的钢铁生产商之一，总部设在北卡罗来纳州夏洛特市，采用最新的技术进步，以保持其在行业前沿的地位。该公司成功的一个关键是它使用了由生产运行的电弧炉和Wonderware提供的性能管理解决方案，Wonderware是英维思位于加州森林湖的业务部门。

Wonderware是一家领先的工业自动化和信息软件提供商，通过利用工厂现有的硬件、软件和应用程序，以尽可能低的系统生命周期成本提供快速的投资回报，使用户能够提高运营效率、产品质量和工厂吞吐量。

纽柯公司的丹尼斯•博伊德说:“我们现在生活在一个世界范围内的经济中，所以我们在技术上保持领先是很重要的，无论是在我们如何控制我们的熔炉，还是在我们如何从它们那里收集数据。”作为纽柯公司在伯克利的工厂熔化区电气系统的主管，博伊德帮助改造工厂的控制系统与Wonderware工业控制平台。随着全球钢铁市场的竞争压力越来越大，博伊德和他的同事们希望确保他们从运营中获得尽可能多的产能，并巩固公司的市场地位。

灵活性是至关重要的

炼钢厂的熔炼区是制造业中最严酷的工业环境之一。当温度飙升到3000华氏度(几乎是太阳表面温度的三分之一)时，数百吨重的原材料被加工，设备和控制系统承受着难以置信的压力。

世界上大部分的碳钢和合金钢生产都使用电弧炉，电弧炉主要用废钢烧制。在纽柯的伯克利工厂，每负荷由180吨金属，其中约80%是回收废料。一旦充入熔炉，就会产生巨大的能量——1200伏特和16万安培——产生足够的热量融化充入的能量。杂质漂浮到顶部并被去除，留下165至170吨的纯液态金属。然后将碳和合金添加到混合材料中，以提高抗拉质量，生产出所需等级的钢。一旦确定是完美的，钢材就会被转移到脚轮上，在那里它被模压成厚度和宽度的薄片，以满足特定的客户订单。

这种环境下的灵活性是一个关键的挑战，因为设备经常发生故障，组件必须更换。该组织还必须准备好对迅速变化的市场条件作出反应。通过提供过程中发生的事情的清晰画面，Wonderware软件提供了这种灵活性。

纽柯钢铁伯克利公司的二级自动化工程师Mike Higgins说:“我们要处理的问题之一是我们需要做出快速的改变。”在整个新系统的实施过程中，希金斯负责可编程逻辑控制器(plc)的编程和管理监控系统。“我们的工厂是动态的，我们的公司是动态的，我们的车间是动态的。我们一直在努力做出改变，以改善我们的流程，我们需要一个能够让我们尽快做到这一点的系统。我们花在编程上的时间越少，我们就有更多的时间来改进和提高公司的总利润。”

据希金斯介绍，自1997年成立以来，伯克利工厂一直依赖Wonderware行业领先的InTouch监控和可视化软件。但是到了2002年，这个工厂已经超出了现有的InTouch应用程序的趋势和分析能力，需要把它的数据收集和分析工作提升到一个新的水平。

随着一个先进的趋势工具的需要，以帮助确定和消除造成停机时间的问题，纽柯经理转向InSource解决方案，Wonderware地区的增值经销商，总部设在弗吉尼亚州里士满，并要求一个更好的方法来收集和趋势数据。唯一的警告:新系统必须与Wonderware应用程序的工厂已经到位，它必须提供一个瘦客户端，可以承受生产车间的极端性质。InSource建议使用Wonderware的IndustrialSQL服务器历史记录和工业应用服务器来更新和构建InTouch应用程序。

IndustrialSQL Server实时植物历史学家将智能放入Wonderware的植物智能解决方案中，提供当前和历史的数据，使熔炼车间团队能够进行详细的分析和趋势分析，以确定和消除导致停机的问题。

使用英维思独特的archstra软件架构，工业应用服务器是建立的，纽柯能够集中所有的数据来自熔化车间不同的熔炉，提供紧密的集成，无论其来源。archstra架构建立在最新的Microsoft . net和Windows Server技术上，并将这些平台产业化，以提供一个统一的环境，使最低的集成和生命周期成本。

工业应用服务器为可视化、工厂历史、设备通信和自动化应用集成提供了统一的环境。此外，它还提供了通用的控制和分析能力，并提供了快速变化的设施，以改善生产过程。

特别有价值的纽柯钢铁伯克利，archstra技术允许使用标准化的应用对象，以更快的工程。这意味着新的设备可以比以往更容易地添加或从混合中移除。在像钢铁厂的熔炼区这样的环境中，设备的生命周期很短，这是至关重要的。

“在我们启动并运行Industrial Application Server和IndustrialSQL Server历史学家之前，要花几天时间给控制系统添加一件新设备，”希金斯说。“现在我可以在几分钟内完成。”

直接的好处

Boyd说:“我们看到的最大好处之一是消除了停机时间。”熔炼区常见的一个问题涉及熔炼过程中的错误，导致炉膛侧壁或炉顶烧孔。这些孔洞可能是由许多不同的故障引起的，包括电弧偏转、电弧耀斑或共喷器的反吹，共喷器向反应中喷射纯氧以提高温度。每一个错误都会导致本应通过废钢的能量被引导到侧壁，爆炸的裂缝将需要数小时，甚至数天来修复。

博伊德补充说:“我们使用传感器来跟踪炉子侧面的温度。”“我们能够更准确地收集和跟踪这些数据，并提出更复杂的控制流程。”具体来说，他说，这使纽柯公司可以做两件事。“它让我们能够在出现漏洞之前发出警报并关闭。由于我们从系统中获得了足够的数据来分析和确定趋势，我们几乎已经消除了这些漏洞的发生。通过减少停机时间，这就节省了2%到5%的生产率。它还允许我们进行更先进的控制，而不是关闭熔炉，我们只需降低熔炉的电压。这给我们带来了5%到10%的平均电压增益，这与生产率直接成正比。”

减少停机时间和提高生产力只是纽柯伯克利在实施后所经历的好处的开始。新系统还对每日执行报告的质量产生了巨大影响。在部署新系统之前，作业数据直接从车间的plc输入到全工厂的集中数据控制系统，在那里，一个定制的c编码应用程序将其重新转换到数据库。这意味着需要三组不同的数据，而且它们并不总是一致的。

在Wonderware工业应用服务器的开放的。net架构下，希金斯和他的团队能够完全绕过旧的系统，直接从InTouch控制系统将数据输入到IndustrialSQL服务器的历史数据，然后再输入到整个工厂的数据收集系统。

每天收集和分析日常操作的指标，如每次装载的吨数、炉膛温度和炉膛运行所需的时间，以确定改进工艺的机会。使用Industrial Application Server，管理人员确信他们所使用的信息是准确的。

希金斯说:“IndustrialSQL Server历史学家是我们一直在寻找的。我们知道我们需要改进我们的数据收集和分析。我们会参观其他的工厂，但我们远远落后于其他人的工作。现在，我们领先了好几光年。我们从枪托变成了枪尖。

“几乎在介绍IndustrialSQL Server历史学家之后，我们就能够看到对我们的数据和流程的快速、即时的反馈，”Higgins继续说。“我们从收集故障数据开始，但随着时间的推移，我们已经能够使用这些数据作为基础，趋势这些故障，现在我们可以预测它们(故障)何时会发生，我们可以安排预防性维护，以减少停机时间。我们还能够跟踪生产过程中每个步骤的情况，在不同阶段对钢材进行取样，以确保每一批钢材都能满足客户的等级和质量要求。”

“钢铁行业的环境非常恶劣，”博伊德说。“一切都是暂时的。没有什么是永久的。我们每天都看到设备被摧毁和更换。我们需要一个能够让我们做出这些改变的系统，而不需要每天重新发明轮子。Wonderware公司提供了这个系统，我将把它推荐给任何想要改善流程、加快编程变化和增加利润的人。”