浅析焦化企业MES系统的设计原理

【摘要】通过现在焦化企业的发展来看，一直存在这一个严重的问题，就是焦化工序耗能现象一直存在，平均每吨焦就能消耗1.4-1.5吨的焦煤，这笔那些发达国家高40%左右，而且在炼焦生产过程当中还有很多不安全的因素时有发生；所以本文将从mes系统出发，分析其设计原理及其未来发展现状，来提高焦化企业生产安全问题的防范，

【关键词】焦化企业 MES系统 安全生产

21世纪，随着我国钢铁行业的快速发展，我国焦化行业随之也步入快速发展的时期，已经建造了大量的4.3米和6 米的焦炉。自1993年以来，我国的焦炭生产可达9320万吨，我国的焦炭生产量已经连续居世界第一，在2006年，生产的焦炭高达2.9768亿吨，中国已经成为世界生产焦炭最多的国家，同时也是焦炭出口最多的国家，出口占世界焦炭出口总数的60%。炼焦生产过程控制主要依赖于DCS、PLC自动控制系统来完成，生产计划、处理指令的从生产管理系统，在其两个系统之间缺乏数据集成。近年来，随着生产和执行系统（MES） 程序的应用，就可以把生产计划系统和生产过程控制系统很好地联合在一起，就能实现生产控制一体化，成为现代炼焦企业的发展趋势。

1 焦化系统总体工艺流程介绍

1.1 焦化工艺流程介绍

由目前来看，我们可以把焦化系统的工艺流程分为几个不同的形式，本文是按照物料性质的不同分为固体、气体和液体三个流程主线，如下：

首先是固体流程线，在煤炭进入料场开始，就对其按照不同的比例进行配合，之后通过粉碎机对其粉碎加工处理，再加入到炼焦炉里炼焦，经过一段时间后，将成熟的焦炭放到干熄焦装置内对其经行冷却，这样就可以把练好的焦炭送到炼铁厂里。

其次是气体流程线；这个流程，主要是对焦炉煤气进行加工处理，在炼焦的过程中，会有大量的煤气产生，我们利用抽风机对其抽取，送到煤气净化车间对其采取净化处理，这样就是焦化企业中的一个附属产品，我们可以把这些净化处理好的煤气出售。

最后是液体流程线，也就是水流程线，在炼焦过程当中，会有很多工业废水，在这方面需要建设废水处理站，对在炼焦过程中排出的废水进行处理加工，之后在循环用于炼焦生产当中，形成一个可持续的绿色发展趋势。

1.2 焦化安全系统的组成

第一、焦化生产过程中调度管理系统；调度管理系统是MES系统的最主要的组成部分，它包含了很多系统，其中主要的有网关系统、生产数据管理系统、成长工艺管理系统、生产计划管理系统、能源计量管理系统及其数据统计管理系统等，不仅包含各个系统，而且含包括各种管理，主要有产品生产量的管理、原料消耗程度的管理、装煤车计量管理，还有推焦数据的管理及其生产工艺规程的管理，这些都是MES系统的重要组成部分，也可以说是MES系统的核心。

第二、检测化验系统，这个系统，可以实现对焦化化验单的请验，还可以对化验单进行查询，判断质量的合格率，还能实现对各类化验单的统计表进行分类等功能。

第三、物流管理系统；这一系统就能可以很好的和物流系统那个数据之间的传送，可以及时的获取煤炭的重量和质量等方面的数据，也能知晓产品外发的情况。

第四、计量管理系统，这方面就可以与焦化厂的计量系统进行连接，同样可以相互的交换数据，获取焦化厂中的各类计量数据。

第五、生产指挥中心系统，其功能与上面的物流管理系统和计量管理系统一样，也是联合焦化厂内的指挥控制中心系统，进行数据间的交流，实施有效地管理。

2 焦化生产MES系统的设计思路

首先第一步要做的就是对数据的收集。数据采集是MES系统数据分析的基础，炼焦生产主要是对设备停止、操作、故障信号、物质位置、输送量、温度、压力、流量、内容、介质消耗等能源控制系统产生的数据进行收集，通过OPC服务器自动包装到网关电脑当中。根据技术要求，可以设置和改变采样周期，实现自动生产数据的采集。

其次要做的就是对数据进行。数据的发表就是对数据收集系统中的数据进行处理以直观有效的方式释放到每个节点网络当中，及时获得基本的生产数据。在这方面通常采取的都是以动态图片、动态数据查询和生产统计数据方式对其。

再次，就是对数据进行分析。数据分析是提供系统对数据的深入分析和挖掘工具，通过科学的统计方法和计算处理，获得高价值的数据结果和决策支持。通过定义不同的采样间隔和分析参数对系统数据趋势分析来做出显示数据的趋势图。提供实时数据分析、趋势组定义、时间的自动定义和动态刷新功能。根据历史数据点分类统计进行汇总，自动生成各种各样的数据图。

最后是就是对数据进行通信。MES系统的数据来自不同的生产系统，因此，为了确保数据传输的正确性，需要规定采用的通讯协议、电文格式以及通讯时机。

3 焦化系统未来发展现状

首先集成开发。MES的核心是集成。目前，许多焦化企业实现了或准备实施ERP（企业资源规划）系统，ERP系统和MES系统无缝连接，进行数据共，加强综合生产管理控制功能，能充分发挥炼焦生产MES系统的作用。其次是智能化的发展。目前，在炼焦生产MES系统当中，数据分析仅限于一些动态图片，趋势分析图等方面，焦化行业信息技术水平和科学工艺技术水平的提高，不得不根据基于数据分析，建立工艺流程优化模型，调整工艺参数，提高焦化企业的竞争力。最后就是标准化的发展。由于炼焦生产MES系统仅仅是近年来才在国内炼焦企业中得到运用，在实施时，多根据不同企业的需要进行设计。从行业角度来看，明确产业MES发展思路，找出最佳实践方案，系统标准化和模块化是炼焦生产MES系统设计的新趋势。

4 结论

炼焦过程当中会产生大量的粉尘和废气，焦炉煤气净化过程也会产生大量的高污染、高浓度有机物的工业废水。所以焦化行业属于高能源消耗、高污染行业。近年来，随着世界各国的关注可持续发展、能源节约和环境保护已成为一个世界性的话题，被普遍重视，因此各国所有地区在炼焦工艺、装备水平、节能、环保当中必须做出一个很大的改善，降低综合能耗，保护环境。

参考文献

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