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智慧煉鋼系統5G+智慧煉鋼系統 4.9GHz頻段5G工業互聯網首次工業應用，鞍鋼集團自動化有限公司是鞍鋼集團旗下集設計開發、系統集成和技術服務於一體的高新技術企業。公司遵循「視質量為生命、以質量占市場、靠質量求發展、用質量贏信譽」的質量方針，緊密圍繞「互聯網+先進制造」的發展戰略，始終注重產品研發和持續改進，及時向客戶提供周到的服務，充分體現以客戶為中心的經營理念，為客戶創造最大的價值。

項目概況

鋼鐵製造是典型的長流程工業，生產工序眾多，工藝流程複雜，大型設備集中，且工藝參數繁多，多參數間耦合性強。我國各鋼鐵企業的生產過程數據均存放在各工序獨立的一二級與三四級系統中。由於數據架構、技術平台和數據採集技術的局限，使得日累計達上百GB的生產數據形成信息孤島，無法共享、融合，更有大量非結構數據無法被利用參與分析。

1. 項目背景

2015年，我國政府工作報告提出「互聯網+」行動計劃，推動移動互聯網、雲計算、大數據、物聯網等與現代製造業相結合，大數據產業逐步從理論研究加速進入應用時代。

在中國製造2025，互聯網+行動計劃指引下，移動互聯網、雲計算、大數據、物聯網、5G技術與現代製造業融合勢在必行。煉鋼廠每日上百GB非結構化數據形成信息孤島，無法利用參與分析，以煉鋼為代表的長流程工業生產工序難以實現智能製造是擺在面前的難題。鞍鋼集團自動化公司通過打通一二三四級計算機網絡，解決各計算機層級通訊問題；打通前後工序信息通道，解決長流程工序銜接問題；通過雲計算+5G應用，解決非結構化數據傳輸與邊緣計算機算力不足問題。

鞍鋼集團自動化有限公司多年以來在煉鋼轉爐、精煉、連鑄等生產工藝環節通過大量的工程項目積累了豐富的生產經驗，擁有多項專利技術與豐富的先進生產操作法；中國移動擁有國家頒布的4.9GHz頻段5G工業互聯網牌照，在鞍鋼廠區布署了最快速最安全的工業互聯網；中興公司擁有5G通訊模組開發能力，與鞍鋼集團自動化有限公合作進行5G通訊模組的開發和應用；鞍鋼集團自動化有限公司擁有獨立的數據中心「精鋼雲」，提供高速、穩定、低價、安全的雲計算平台。

2. 項目簡介

本項目應用於原材料工業— 黑色金屬/鋼鐵工業行業，轉爐煉鋼生產控制領域。首次實現4.9GHz頻段5G工業互聯網的工業場景應用，建成基於雲邊端架構的5G+智慧煉鋼系統，實現轉爐氧槍、副槍、投料、終點全自動控制的智慧煉鋼。

3. 項目目標

實現在鞍鋼股份煉鋼總廠三分廠五號線轉爐車間，通過平板電腦，無線啟動5G+智慧煉鋼系統，應用5G網絡實現由「精鋼雲」數學模型實時控制轉爐氧槍、副槍、投料、終點全自動生產。

項目實施概況

通過5G等通訊技術將聲吶、吊車等信息孤島與「精鋼雲」高速連接，同時解決了非結構數據的傳輸問題，通過大數據處理更精準的識別轉爐的工作狀態，雲計算強大的算力支持，實現了動態精確生產控制。解決了鋼鐵冶煉無法精準動態控制的問題。

項目總體架構和主要內容

項目總體架構

（1）技術方案

本方案以鞍鋼集團自動化有限公司「精鋼雲」為雲平台，以鞍鋼股份煉鋼總廠數據集控平台為邊緣服務器，以煉鋼總廠三分廠五號線E轉爐聲吶、吊車、攝像頭、氧槍、副槍、料倉等為終端設備，橫跨5G通訊技術、雲計算技術、鋼鐵冶金工藝控制三大技術領域，與中國移動、中興公司在鞍鋼聯手打造4.9GHz頻段5G工業互聯網雲邊端架構的5G+智慧煉鋼系統。

基於4.9GHz頻段5G智慧鋼鐵專網項目基於SA組網模式+MEC邊緣計算架構，通過在廠區機房內獨立建設邊緣計算設備（MEC）與私有雲進行對接，實現數據不出廠，保障工業數據和信息安全。新建的4.9GHz頻段專用基站不用考慮與現網基站並存，適合在廠房內或局域場景獨立建網進行應用，與公網用戶完全物理隔離，保障數據安全、提升抗干擾能力。同時，基於特殊的3U1D幀結構滿足超級上行需求，靈活配置上下行速率，實現上行峰值速率700Mbps。基於網絡切片技術定製5G專網，按需提供網絡服務、容量、分布式部署，確保安全、資源、操作維護隔離，提供差異化SLA服務，切片之間獨立監控、運營、管理，滿足各類應用的差異化網絡需求。

以 「一種轉爐爐渣狀態檢測控制裝置及方法」、「一種轉爐冶煉終點碳含量預報裝置及預報方法」、「一種轉爐副槍過程碳含量預報方法」等15項專利為冶金技術支撐，結合雲計算、自學習算法、大數據處理、聲吶分析、5G網絡通訊架構、APP開發等計算機技術與PLC、OPCUA等自動化控制技術形成5G通訊技術、冶金技術、雲計算技術、與自動控制技術的完美結合。

通過設立「精鋼雲」服務器、架設4.9GHz頻段5G工業互聯網、打通一二三四級網絡建立雲邊端智慧工廠架構，建立聲吶、吊車、攝像頭、化驗室、MES的通訊接口，開發與應用氧槍、副槍、投料、終點四大冶煉工藝模型，使用PAD經由4.9GHz頻段5G工業互聯網實現氧槍自動、副槍自動、投料自動、冶煉終點自動控制的一鍵智慧煉鋼。