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智慧炼钢系统5G+智慧炼钢系统 4.9GHz频段5G工业互联网首次工业应用，鞍钢集团自动化有限公司是鞍钢集团旗下集设计开发、系统集成和技术服务于一体的高新技术企业。公司遵循“视质量为生命、以质量占市场、靠质量求发展、用质量赢信誉”的质量方针，紧密围绕“互联网+先进制造”的发展战略，始终注重产品研发和持续改进，及时向客户提供周到的服务，充分体现以客户为中心的经营理念，为客户创造最大的价值。

项目概况

钢铁制造是典型的长流程工业，生产工序众多，工艺流程复杂，大型设备集中，且工艺参数繁多，多参数间耦合性强。我国各钢铁企业的生产过程数据均存放在各工序独立的一二级与三四级系统中。由于数据架构、技术平台和数据采集技术的局限，使得日累计达上百GB的生产数据形成信息孤岛，无法共享、融合，更有大量非结构数据无法被利用参与分析。

1. 项目背景

2015年，我国政府工作报告提出“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业相结合，大数据产业逐步从理论研究加速进入应用时代。

在中国制造2025，互联网+行动计划指引下，移动互联网、云计算、大数据、物联网、5G技术与现代制造业融合势在必行。炼钢厂每日上百GB非结构化数据形成信息孤岛，无法利用参与分析，以炼钢为代表的长流程工业生产工序难以实现智能制造是摆在面前的难题。鞍钢集团自动化公司通过打通一二三四级计算机网络，解决各计算机层级通讯问题；打通前后工序信息通道，解决长流程工序衔接问题；通过云计算+5G应用，解决非结构化数据传输与边缘计算机算力不足问题。

鞍钢集团自动化有限公司多年以来在炼钢转炉、精炼、连铸等生产工艺环节通过大量的工程项目积累了丰富的生产经验，拥有多项专利技术与丰富的先进生产操作法；中国移动拥有国家颁布的4.9GHz频段5G工业互联网牌照，在鞍钢厂区布署了最快速最安全的工业互联网；中兴公司拥有5G通讯模组开发能力，与鞍钢集团自动化有限公合作进行5G通讯模组的开发和应用；鞍钢集团自动化有限公司拥有独立的数据中心“精钢云”，提供高速、稳定、低价、安全的云计算平台。

2. 项目简介

本项目应用于原材料工业— 黑色金属/钢铁工业行业，转炉炼钢生产控制领域。首次实现4.9GHz频段5G工业互联网的工业场景应用，建成基于云边端架构的5G+智慧炼钢系统，实现转炉氧枪、副枪、投料、终点全自动控制的智慧炼钢。

3. 项目目标

实现在鞍钢股份炼钢总厂三分厂五号线转炉车间，通过平板电脑，无线启动5G+智慧炼钢系统，应用5G网络实现由“精钢云”数学模型实时控制转炉氧枪、副枪、投料、终点全自动生产。

项目实施概况

通过5G等通讯技术将声呐、吊车等信息孤岛与“精钢云”高速连接，同时解决了非结构数据的传输问题，通过大数据处理更精准的识别转炉的工作状态，云计算强大的算力支持，实现了动态精确生产控制。解决了钢铁冶炼无法精准动态控制的问题。

项目总体架构和主要内容

项目总体架构

（1）技术方案

本方案以鞍钢集团自动化有限公司“精钢云”为云平台，以鞍钢股份炼钢总厂数据集控平台为边缘服务器，以炼钢总厂三分厂五号线E转炉声呐、吊车、摄像头、氧枪、副枪、料仓等为终端设备，横跨5G通讯技术、云计算技术、钢铁冶金工艺控制三大技术领域，与中国移动、中兴公司在鞍钢联手打造4.9GHz频段5G工业互联网云边端架构的5G+智慧炼钢系统。

基于4.9GHz频段5G智慧钢铁专网项目基于SA组网模式+MEC边缘计算架构，通过在厂区机房内独立建设边缘计算设备（MEC）与私有云进行对接，实现数据不出厂，保障工业数据和信息安全。新建的4.9GHz频段专用基站不用考虑与现网基站并存，适合在厂房内或局域场景独立建网进行应用，与公网用户完全物理隔离，保障数据安全、提升抗干扰能力。同时，基于特殊的3U1D帧结构满足超级上行需求，灵活配置上下行速率，实现上行峰值速率700Mbps。基于网络切片技术定制5G专网，按需提供网络服务、容量、分布式部署，确保安全、资源、操作维护隔离，提供差异化SLA服务，切片之间独立监控、运营、管理，满足各类应用的差异化网络需求。

以 “一种转炉炉渣状态检测控制装置及方法”、“一种转炉冶炼终点碳含量预报装置及预报方法”、“一种转炉副枪过程碳含量预报方法”等15项专利为冶金技术支撑，结合云计算、自学习算法、大数据处理、声呐分析、5G网络通讯架构、APP开发等计算机技术与PLC、OPCUA等自动化控制技术形成5G通讯技术、冶金技术、云计算技术、与自动控制技术的完美结合。

通过设立“精钢云”服务器、架设4.9GHz频段5G工业互联网、打通一二三四级网络建立云边端智慧工厂架构，建立声呐、吊车、摄像头、化验室、MES的通讯接口，开发与应用氧枪、副枪、投料、终点四大冶炼工艺模型，使用PAD经由4.9GHz频段5G工业互联网实现氧枪自动、副枪自动、投料自动、冶炼终点自动控制的一键智慧炼钢。