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巴登钢铁公司如何利用iba系统提高废钢计费的透明度

从废料筐到批次分析

在位于德国凯尔的巴登钢铁有限公司(BSW)钢厂,每年生产约250万吨钢筋。其原料为废钢,这些废钢先在两座电弧炉(EAF)中熔炼,随后进行进一步加工。 为了确保质量的一致性和工艺的稳定性,必须能够对单个废钢篮的装料情况进行事后追溯。BSW 采用 iba 系统实施了一套解决方案,该方案能够同步记录工艺数据和视频画面,并自动将两者关联起来,从而对单个熔炉批次进行详细分析。

钢铁厂内,高炉中炽热的熔融金属在大型工业车间中流出

可追溯性作为一项挑战

巴登钢铁厂(Badische Stahlwerke)的废钢场内存储着四种不同等级的废钢。这些废钢被装入篮筐中,再由起重机和转运车运送至电弧炉。 大约30分钟内,电弧炉将两只装满的料篮——总计120吨废钢——熔炼成约109吨液态钢,随后将其铸造成长14米的钢坯。运输过程通过远程控制进行,并由摄像头系统进行监控,该系统会持续记录作业过程。

钢铁生产商面临的一个关键挑战是,在装入废钢筐时,最终的熔炉批次号尚不清楚。只有当废钢在熔炉中实际熔化后,才会进行分配。 

此外,装料与熔化之间的时间间隔可能差异很大——从短短几分钟到数天不等。例如,预先装载的备用料篮可能不会立即被使用,而可以保持待命状态,直到需要时再启用。

“如果后期出现异常情况——例如废钢块尺寸超标或材料中混入不需要的异物——我们自然希望能够准确追溯受影响的料篮当时的装料情况,”BSW自动化负责人兼电气维护副经理斯文·皮伯(Sven Pieber)解释道。

以人工分析为起点

此前,此类分析主要依靠人工完成。工作人员首先必须找出相关的装料记录,然后在ibaAnalyzer中浏览相应的信号,以审查和评估数据。此外,录制的摄像头视频无法与工艺数据实现时间同步。

因此,对单个炉次的调查既耗时又高度依赖专业知识。为克服这些限制,BSW实施了一套基于iba系统的新解决方案,该方案实现了整个工作流的自动化,并直接关联了所有相关信息。

多款 iba 产品协同工作

该新应用基于多款 iba 产品的协同工作,包括 ibaPDAibaHD-ServeribaCaptureibaVisionibaDatCoordinatoribaAnalyzer

安装在废料场各处的多台摄像机记录装载作业,同时 ibaPDA 会实时采集来自各台起重机和废料转运车的工艺数据。由于转运车可能会根据具体情况在不同起重机下方作业,系统会自动切换至相应的摄像机画面。 

工艺数据与视频数据的同步记录,确保每辆转运车始终与当前装载作业的正确视觉画面相关联。

整个流程中的自动化数据关联

该解决方案的关键在于装料作业与后续熔炉炉次之间的自动关联。每当为废钢篮请求新的装料规范时,系统就会在 ibaHD-Server 中生成一个触发信号。 

该触发信号一直保持有效,直到相应的废料篮被装入电弧炉并熔化为止。

后续的数据处理完全自动化。ibaDatCoordinator 会提取装料到熔炼期间的所有相关数据,根据工艺信息确定相应的炉次编号,并生成一个唯一的测量文件。因此,每个炉次都会自动生成一个包含工艺信息和同步视频片段的完整数据集。
 

点击鼠标即可进行热分析

对于BSW而言,这大大简化了操作流程。用户只需输入炉次编号,即可快速定位对应文件,并识别装料过程中使用的转运车。 

此外,ibaAnalyzer 会自动打开相应的分析环境。所有相关信息——包括记录的工艺信号、装料详情以及相关起重机的时序同步摄像头录像——均可立即获取。

这使操作员能够核实装入的废钢等级、计划装入量以及实际装料过程的执行情况。即使在装料作业过程中更换起重机,也能轻松识别。

未来应用的基础

目前,该解决方案主要用于对钢包和装料作业进行回顾性分析。然而,其潜力远不止于此。

BSW 正在评估其他扩展方案,包括利用机器视觉技术自动识别不同等级的废钢,以及检测气瓶或封闭式中空物体等关键物体。此外,还将研究利用摄像头数据对废钢场进行库存监控的可能性。

对于所有这些应用,现有基础设施——即同步的工艺数据与视觉信息的结合——都提供了宝贵的基础。

结论

巴登钢铁厂(Badische Stahlwerke)的废料场报告解决方案展示了如何通过综合运用多种iba产品,高效解决复杂的工业应用场景。通过自动关联工艺数据、炉批信息和摄像头录像,可以快速、便捷地追溯装料作业。

对用户而言,这意味着大幅减少了搜索工作量,并加快了根本原因分析的速度。与此同时,该解决方案构建了一个透明的数据基础,不仅满足当前的运营需求,还为未来的数字化和自动化项目开辟了新的机遇。

Sven Pieber, BSW

借助iba系统,我们可以自动追溯每次废料装载所对应的最终批次。这使我们的同事能够更轻松地分析原因,并节省了宝贵的时间。

斯文·皮伯
BSW自动化部门负责人兼电气维护副经理

使用过的功能

本应用程序使用了 iba 系统的以下功能。

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常见问题 (FAQ)

在炼钢过程中,ibaHD-Server 和 ibaDatCoordinator 通过将废钢装料事件与后续的熔炼过程关联起来,实现了全程可追溯性。核心问题在于,炉号仅在熔炼过程中分配,而装料与熔炼之间的时间间隔可能存在较大差异。通过基于触发器的数据记录和连续的过程追踪,这一问题得到了解决。 因此,每个废钢篮均可追溯至特定的炉批,使操作人员能够快速调查污染物或超尺寸废钢等异常情况,从而提高工艺透明度和质量控制水平。

通过使用 ibaPDA、ibaCapture 和 ibaVision,即使在复杂的工业环境中,也能实现工艺数据与视频数据的同步采集。其主要优势在于所有记录的信号和视频流均采用统一的时间基准。 从技术角度来看,工艺变量和摄像头画面会并行采集,并根据系统逻辑自动对齐——该逻辑会根据设备位置选择相应的摄像头。这从而生成了一套无缝的数据集,将运行数据与视觉证据相结合。在日常运营中,这极大地简化了根本原因分析,因为工程师可以立即将工艺偏差与实际装载或操作事件建立关联。

通过将 ibaAnalyzer 与 ibaDatCoordinator 结合使用,可实现自动化热分析,从而大幅提高效率。其主要优势在于能够将所有相关数据自动汇总为每个热区对应的单一数据集。 从技术角度来看,工艺信号、装料记录和同步视频流被整合到一个预配置的分析工作区中进行展示。这免去了手动整理数据以及在多个系统间切换的操作。在实际生产中,这不仅加快了故障排查速度,支持更快速的决策制定,还使经验尚浅的工作人员也能有效分析生产偏差。

通过使用ibaHD-Server和ibaDatCoordinator,将装料操作与下游生产数据关联起来,从而实现端到端的工艺透明度。其优势在于将上游物料处理活动与最终生产结果联系起来。 从技术角度来看,这是通过持久化触发器实现的,该触发器会跟踪每个装料事件,直至原料熔化并分配到特定的熔炉中。随后,所有相关数据将自动进行整合。在实践中,这有助于更深入地了解输入条件如何影响输出质量,从而优化工艺并提高生产结果的一致性。

基于ibaVision、ibaCapture和ibaPDA构建的集成分析系统,构成了未来自动化和机器视觉解决方案的骨干。其主要优势在于能够提供结构化且同步的数据集,将运营信息与视觉信息相结合。从技术角度来看,这些数据集为高级分析(包括基于图像的分类和异常检测)提供了可靠的基础。 在实际应用中,这使得自动识别危险物体或库存监控等应用成为可能,从而最终提升工业运营的安全性、效率和自动化水平。

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