一、研究的背景与问题
太钢炼钢厂的控制系统长期依赖国外厂商提供的封闭式专有系统，存在三大核心痛点：一是底层设备协议不透明导致的"技术黑箱"现象；二是异构系统间数据孤岛造成的协同效率低下；三是关键设备操控技术受制于人的供应链风险。太钢炼钢厂原有系统的响应速度落后国际先进水平20%以上，严重制约着生产效率和产品质量提升。原有生产操控系统存在系统繁多、信息孤岛、运维复杂、成本过高、受制于人等问题，亟需解决使用基础工业控制软件中存在的无法互联互通、无法自主可控、无法保证安全等问题。
二、解决问题的思路与技术方案
该成果是中国宝武宝联登平台在宝武集团的首次大规模运用，建成了基于自研工业软件的示范线。项目团队对炼钢厂全工序从L1操控系统、连铸关键设备、智慧应用和基础硬件进行了全栈的国产化升级，建成了太钢首座智能化工厂，项目研发的国产化技术具有明显的创新性和广泛的应用性。
项目全面覆盖炼钢厂43个关键工位，涵盖292套生产设备。项目完成全工序L1层级操控系统统一开发，构建3000余个标准化工业图元模型、7000余幅工业操控画面，实现从设备数据采集、报警联动、现场操控到集中智控应用的全流程覆盖，彻底打破传统工位间信息壁垒，达成跨工序、跨系统的深度互联互通与协同调度。
项目创新性应用国产工业软件，攻克高并发可扩展海量信号点实时采集、高可用毫秒级工业设备操控、基于标准浏览器的工业集控、7×24小时不间断运行四大核心技术，具备跨工序异构工业大数据融合、工业现场态势感知、高频时序数据回放等核心功能。数据刷新速度较原有国外工控软件提升20%以上，显著提升关键生产数据感知精度与指令响应效率，为生产决策优化、工艺参数调整提供毫秒级数据支撑，筑牢高效生产管控基础。
基于工业互联网前沿技术，项目完成全工序操控系统重构与升级，创新实现画面与终端集约管控，将分散的生产操控功能集中，简化操作流程、优化管理模式，助力操作人员在集中化环境中实现全流程精准监控与高效调控，大幅提升生产管控效能。
针对百万点级海量信号采集需求，通过分布式边缘计算节点部署，构建“设备-网络-平台”三级信号处理机制，实现海量数据高效采集、低时延传输与弹性处理，技术水平达到行业领先。
1.设备层：采用轻量化数据清洗算法，实现每秒20万点原始信号实时预处理，精准过滤冗余、噪声数据，提升数据质量；
2.网络层：部署时间敏感网络（TSN），确保关键控制信号传输时延＜5ms，满足高精度生产控制需求；
3.平台层：建立动态资源调度模型，通过虚拟化部署实现计算资源弹性扩展，适配生产负荷波动，保障系统稳定运行。
项目聚焦工业数字化运维痛点，创新实现服务器统一配置、远程运维与权限管控，构建“集中管理、远程协同、精准运维”的新型运维体系，大幅提升系统运维效率与安全保障能力。
基于分布式边缘计算技术，国内首创实现L1层级操控系统集中远程运维，突破传统现场运维局限，实现底层设备远程监控、参数调试与故障处置，大幅提升运维响应速度与操作灵活性，降低现场运维安全风险，为全系统7×24小时稳定运行提供坚实保障。
以跨工序异构工业数据融合技术为核心，创新实现画面与终端集约管控，引领钢铁行业工业现场操控新趋势，首创大批炼钢工序标准化工业图元，构建起高效、集约、智能的生产操控新模式。
本项目在太钢炼钢厂成功落地实施，全面完成西门子、施耐德等国外工业控制软件的全工序国产化替代，实现炼钢全流程自主可控生产管控，彻底破解基础自动化领域“卡脖子”难题，打破国外工控软件长期垄断局面，为企业筑牢核心技术安全防线。
通过连铸区域技术人员和开发工程师多年的工作经验，全新基于宝信互联网平台iPlat，搭建操控系统与PLC的通讯，重新构建连铸核心控制系统，系统不仅可维护，可扩展，自主可控，不受外方影响，真正降本增效。
对连铸区域不同单体操控系统进行统一融合开发，实现连铸区域集中管控的组织模式，提高连铸区域操作员操作效率及过程控制掌控力，大大提升生产效率，减少涉及不同系统出现故障时的排除时间，提高故障排除能力，同时简化现场操作人员及应用维护人员数量，减少人员在危险区域的数量，降低安全风险。
创新性地研发AOD炉高硅工艺智能模型、不锈钢LF出钢温度精准调控模型和炼钢炉成本核算与智能配料模型。
三、主要创新性成果
1、中国宝武集团内首个依托宝联登工业互联网平台打造的全厂级数字化转型示范工程。项目突破性填补我国基础工业控制软件系统化应用空白，彻底破解国内工控领域“卡脖子”技术难题，构建起全流程自主可控的钢铁工业数字化管控体系，树立了冶金行业数字化转型与国产化替代的标杆典范。
2、研发连铸机主体设备全参数的精准控制技术，实现对国外同类控制系统的功能替代，精细度和稳定性有极大提升。突破连铸工位CC-explorer核心控制系统长期存在的黑箱化特点与技术迭代壁垒，实现6大子控制系统全自主可控管理，在技术层面实现了自主可控，打破了国外系统的垄断。
3、首创不锈钢智能冶炼与精准配料系列模型，突破炉料精细化管理瓶颈，显著降低了高硅不锈钢冶炼成本，突破了不锈钢生产炉料精细化管理难题。
四、应用情况与效果
太钢炼钢厂在宝武集团建设全厂级数字化转型示范工程，建成了基于自研工业软件的示范线，解决了“卡脖子”问题。首创连铸机主体设备全参数的精准控制技术。实现6大子控制系统全自主可控管理，在技术层面实现了自主可控，打破了国外系统的垄断。对炼钢厂全工序从L1操控系统、连铸关键设备控制系统、数智融合应用和基础硬件进行了全栈的国产化升级，建成了太钢首座智能化炼钢厂。
通过该项目的实施，成功打造了一个覆盖全厂各生产单元的智控中心。实现了对以往国外操控系统的完全替代，彻底摆脱了对国外技术的依赖，极大地增强了生产的自主性与安全性。
信息来源：太原钢铁（集团）有限公司
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