在冶金企业实现信息化的过程中，企业越来越强烈地意识到MES是一个承上启下的重要环节，是企业实现生产与经营活动有效集成、优化的桥梁和纽带，是提高企业竞争力的重要技术之一。文中论述了现代钢铁企业信息化建设的整体架构，介绍了包钢炼钢厂MES系统的实施情况，分析了国内MES系统的发展趋势。
    钢铁冶金是一个离散和连续混合、既有化学又有物理变化的生产过程。产线长、工序多、设备复杂、工艺线组合多样是其生产流程的特点。完整的冶金企业信息化管理系统包括横向、纵向两个侧面。横向要覆盖供、产、销，以及质量、财务、人事、设备维护、项目管理等各个环节；纵向能从最底层的生产设备、生产线及物料控制系统，一直向上延伸到企业的最高决策层。

    1 钢铁企业信息化管理系统的构成

    钢铁冶金企业现代管理信息系统，通常可由5层体系架构组成。如图1所示。

     图1 总体架构图

    图中：L1为一级系统，即设备控制系统；L2为二级系统，即过程控制系统；L3为三级系统，即车间或厂级制造执行系统MES（Manufacturing Execution System）；L4为四级系统，即企业资源计划系统ERP；L5为五级系统，即企业间管理系统及决策支持系统。

    这5层系统相互集成、相互协调，构成一个完整的企业信息化管理系统。但目前国内的钢铁企业在过程自动化与资源计划系统之间却普遍存在着数字鸿沟，而MES的实施与应用首先要跨越这一鸿沟。

    2 炼钢厂MES的实施与应用

    2.1 炼钢厂生产和信息化现状

    炼钢生产是上接炼铁、下续轧钢的一个中间生产过程。目前，炼钢厂有5座80t、2座100t顶底复吹式转炉，4台连铸机，3座钢包精炼炉，2座真空脱气炉，具备年产650万t钢的生产能力。以上工艺环节都有各自的基础自动化装置，可独立实现这些工艺环节的生产运行自动控制。但从管理角度看仍然是一个个独立、分散的“信息孤岛”。这样，对进一步提高生产效率、加快生产节奏以及实现扁平化管理等都是不可回避的问题。

    同时，包钢炼钢厂的信息管理系统于2003年开始正式运行，该系统主要由生产管理、质量管理、成本管理和办公自动化管理几部分组成。由于系统本身没有给予基础自动化系统的接口，所有实时的生产数据及材料跟踪只有通过一级手工录入的方式传送到原三级数据库系统中，这样数据的实时性差、录入的数据有限等制约了系统作用的充分发挥。

    针对包钢炼钢厂的生产现状和需求，结合以往多个钢铁企业的项目经验，我们按照MES的理念，在打通基础自动化和三级补充的基础上，以辅助生产调节和强化考核为重点开发了部分MES功能。

    2.2 软件和硬件配置

    2.2.1 软件配置
    软件配置包括：实时数据库软件系统（Prificy Ihistory V3.0），WEB SERVER系统（Prificy Portal V2.0），SIEMENS SIMATIC NET V6.3，Microsoft Visual Studio 2005。

    2.2.2 硬件配置
    硬件配置包括：实时数据库服务器（DELL 8250），WEB服务器（DELL 2850），网络交换机Catalyst WS-C2950T-24，OPC接口机DELL Dimension 4700，SIEMENS CP1613工业以太网卡。

    2.3 实施过程

    考虑到实时数据的特点和系统安装要求，系统以实时数据库和非实时的关系数据库为基础，对生产过程进行实时监控与管理。系统的网络结构如图2所示。

     图2 网络结构图

    2.3.1 建立实时数据采集系统
    炼钢厂现有的PLC系统均是SIEMENS的S5或S7系列，通过工业以太网建SIMATIC NET OPC服务器与S5或S7的连接，完成数据的实时采集。

    2.3.2 建立实时数据库系统
    （1）创建1#、2#、3#、4#、5#转炉数据集成通道。
    （2）创建6#、7#转炉数据集成通道。
    （3）创建南精炼、北精炼、VD炉的生产数据集成通道。
    （4）创建检化验数据集成通道。
    （5）通过GE的OPC COLLECTOR完成以上数据通道与GE实时数据库IHISTORY的无缝连接。

    2.3.3 与转炉二级（自动炼钢模型）连接
    建立6#、7#转炉自动炼钢数学模型数据交换通道。

    2.3.4 检化验数据传输管理系统
    通过串口通讯方式自动采集检化验设备中的数据，处理后传至原三级管理系统。

    2.3.5 建立与原三级系统交换数据的通道
    将实时数据库中的生产数据传入原三级管理系统，取消各工位手工录入数据的工作，达到数据不落地的目的，保证原三级管理系统数据的准确性和及时性。

  

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