前言：
　　我國改革開放以來，不銹鋼民用和城市建設的巨大需求一直在推動不銹鋼消費和產(chǎn)能建設的快速發(fā)展，進入新世紀，我國業(yè)已成為世界級不銹鋼消費大國和生產(chǎn)大國。近年來，工業(yè)領域特別是重化工業(yè)領域的眾多投資建設對不銹鋼的需求不僅限于數(shù)量層面，更對不銹鋼的質(zhì)量標準提出了新的要求。與此同時，我國"十一五"規(guī)劃綱要提出了"十一五"期間能耗降低20%、主要污染物排放降低14%的目標，我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展受到資源、能源、環(huán)境保護等多方面的制約。為此，眾多大型不銹鋼企業(yè)紛紛深入進行產(chǎn)業(yè)技術升級，開展節(jié)能減排活動，并積極倡導和實施現(xiàn)代化、數(shù)字化、清潔化生產(chǎn)，大力推進循環(huán)型綠色鋼鐵企業(yè)建設。

　　太原鋼鐵（集團）有限公司（簡稱太鋼）是中國特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和全球產(chǎn)能最大、工藝技術裝備最先進的不銹鋼企業(yè)。2009年，太鋼在危機困境中求發(fā)展，營業(yè)收入達1013億元，實現(xiàn)連續(xù)3年營業(yè)收入突破1000億元大關；全年生產(chǎn)不銹鋼248萬噸。
　　太鋼的主要產(chǎn)品除不銹鋼外還有冷軋硅鋼、碳鋼熱軋卷板、火車輪軸鋼、合金模具鋼、軍工鋼等。不銹鋼、不銹復合板、高牌號冷軋硅鋼、電磁純鐵、高強度汽車大梁鋼、火車輪軸鋼、花紋板、焊瓶鋼市場占有率國內(nèi)第一。
　　身為業(yè)內(nèi)的領軍企業(yè)，太鋼志在成為冶金行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能減排的示范工廠，實現(xiàn)企業(yè)與社會的協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展，而作為鋼鐵生產(chǎn)的能耗和排放大戶，煉鐵系統(tǒng)自然要擔負起鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)環(huán)境友好的重任。
　　現(xiàn)代化燒結生產(chǎn)
　　燒結是把含鐵原料加入熔劑和固體燃料，按要求的比例配合、加水混合制粒后，平鋪在燒結機臺車上，經(jīng)點火抽風燒結成塊的過程。燒結機適用于大型黑色冶金燒結廠的燒結作業(yè)，它是抽風燒結過程中的主體設備，可將不同成份，不同粒度的精礦粉，富礦粉燒結成塊，并部分消除礦石中所含的硫，磷等有害雜質(zhì)。燒結機按燒結面積劃分為不同長度不同寬度幾種規(guī)格，用戶根據(jù)其產(chǎn)量或場地情況進行選用。燒結面積越大，產(chǎn)量就越高。
　　隨著鋼鐵企業(yè)高爐大型化的發(fā)展，從經(jīng)濟合理的配置角度來看，燒結設備的大型化是我國燒結行業(yè)發(fā)展的主旋律，淘汰小型落后的燒結方法是改善燒結礦質(zhì)量的根本途徑。為此，太鋼在2009年決定新建一臺滿足現(xiàn)代生產(chǎn)需求的大型燒結機，并逐步淘汰掉原有的小型設備，以期有效提高燒結礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，并降低燒結工序能耗。
　　堅定不移的選擇
　　新建的太鋼4號燒結機涉及主廠房、配料車間、脫硫脫硝等多個控制區(qū)域，具有工藝流程長、設備多且分布廣、控制復雜的特點。能否保證生產(chǎn)的無差錯連續(xù)平穩(wěn)運行，對整體的控制系統(tǒng)提出了嚴苛的要求。太鋼煉鐵廠電氣部趙部長對此作了詳細分析，他指出，4號燒結機的控制系統(tǒng)從自身技術角度必須要滿足以下需求：
　　分散控制功能：要求系統(tǒng)控制功能分散，管理集中，集數(shù)據(jù)采集、過程控制、信息管理于一體，構成一個全集成的、結構完整、功能完善、面向整個生產(chǎn)過程的先進過程控制系統(tǒng)；
　　可靠穩(wěn)定運行：對于冶金行業(yè)而言，控制系統(tǒng)的可靠性、安全性是一個非常突出的問題，它直接關系到相關設備的運行及用戶的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；
　　高速通訊網(wǎng)絡：由于本系統(tǒng)的自身特點，對網(wǎng)絡通訊也提出了特定要求，必須采用高速通訊網(wǎng)絡來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的交換與控制。
　　基于各方面需求的綜合考慮，太鋼一如既往地選擇了西門子提供的全集成過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS7 ，并將系統(tǒng)集成、項目實施及相關服務的重任交給了西門子工廠自動化工程有限公司(簡稱SFAE)。“西門子是我們長期的親密合作伙伴，也是我們的最佳選擇”，趙部長表示，“西門子具備的行業(yè)領先地位、優(yōu)秀的工程技術和服務水平以及多年來愉快的合作經(jīng)歷都使我們對西門子堅信不疑?！?br>　　SFAE公司簡介
　　西門子工廠自動化工程有限公司（簡稱SFAE）創(chuàng)建于1993年，是西門子在中國自動化領域投資的第一家運營公司。目前，SFAE已成功成為中國專業(yè)的自動化與驅動服務提供商、自動化工程解決方案提供商和低壓電柜制造商。
　　從創(chuàng)建至今，SFAE一直本著以客戶為先、零距離服務客戶的原則，在全國設立了23個辦事機構，已經(jīng)為數(shù)控機床、起重機械、石油鉆機、鋼鐵冶金、汽車制造、生產(chǎn)機械、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、測試臺系統(tǒng)等領域的4000多家企業(yè)提供了專業(yè)的產(chǎn)品和服務。
　　在鋼鐵冶金領域，SFAE將西門子的產(chǎn)品、行業(yè)經(jīng)驗與客戶的生產(chǎn)工藝緊密結合，在焦化、燒結、高爐、連鑄、酸洗和其它輔助工藝段提供自動化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成方案、項目實施與管理、備件供應、技術服務和系統(tǒng)的升級改造，大大縮短建設工期，節(jié)省客戶投資成本。
　　實施方案
　　燒結機控制系統(tǒng)
　　太鋼4號燒結項目計算機控制系統(tǒng)采用西門子過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS7 V7.1，控制的工藝系統(tǒng)及工藝段包括：1＃PLC（燃料熔劑，泵站系統(tǒng)，混配料系統(tǒng)）、2＃PLC（燒冷系統(tǒng)，整粒篩分系統(tǒng)）、3＃PLC（原料進料系統(tǒng)，熔劑破碎篩分系統(tǒng)，燃料破碎篩分系統(tǒng)）、4＃PLC（配料混合系統(tǒng)，主粉塵系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)）及5＃PLC（燒冷系統(tǒng)，整粒篩分系統(tǒng)，鋪底料系統(tǒng)，冷返礦系統(tǒng)，主電除塵輸灰系統(tǒng)）。PCS7系統(tǒng)采用西門子典型的服務器/客戶機架構并預留二級系統(tǒng)接口，方便網(wǎng)絡通訊及數(shù)據(jù)傳遞。
　　基礎自動化部分采用基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的解決方案，由AS站417-4-2H主機和ET-200M遠程I/O系統(tǒng)組成。由西門子以太網(wǎng)交換機組成的冗余光纖環(huán)網(wǎng)將基礎自動化部分與兩對冗余服務器連在一起。每對冗余服務器間采用同步相互監(jiān)控，同步進行歸檔與控制。整個系統(tǒng)操作員站與兩冗余服務器間實施同步接收與發(fā)送數(shù)據(jù)，各基礎自動化部分間的數(shù)據(jù)采用工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊。控制器在采用硬件冗余的同時還采用了西門子軟件冗余措施，使整個系統(tǒng)能夠雙向安全,可靠穩(wěn)定運行。網(wǎng)絡系統(tǒng)的配電采用西門子冗余電源，提高了整個系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
　　脫硫脫硝系統(tǒng)
　　太鋼4號燒結項目配套的脫硫脫硝工程的控制系統(tǒng)采用西門子SIMATIC S7-400H冗余控制系統(tǒng)，控制的工藝系統(tǒng)及工藝段包括：1.脫硫脫硝主工藝系統(tǒng)、2.制氨系統(tǒng)、3.風、水、電、氣等輔助系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)對脫硫脫硝工程主工藝生產(chǎn)過程進行監(jiān)視、操作和控制并可根據(jù)程序設定實現(xiàn)報警、生產(chǎn)管理、報表打印等功能。一級自動化控制系統(tǒng)由SIEMENS S7-400H PLC、遠程I/O、HMI、現(xiàn)場儀表及工業(yè)通訊網(wǎng)絡構成的控制系統(tǒng)，完成對脫硫脫硝主工藝系統(tǒng)和制氨系統(tǒng)等設備的控制與監(jiān)視，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)線的分散控制，集中操作和管理。計算機控制系統(tǒng)主要包括以下三部分內(nèi)容：?        由SIMATIC HMI組成的人機界面操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個工藝過程的實時監(jiān)控，集中管理和自動化控制；?        由SIMATIC S7-400H組成的高性能冗余PLC系統(tǒng)以及ET-200M遠程I/O系統(tǒng)，執(zhí)行自動化控制；?        由SIMATIC NET組成的100M的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)HMI和PLC之間以及PLC之間數(shù)據(jù)的相互傳遞。
　　領先的技術
　　全集成自動化思想
　　西門子自動化和驅動集團的目標就是拓展其全球市場的領先地位，以及在自動化、驅動器、開關柜以及安裝技術方面利潤豐厚的業(yè)務。為了達到這個目標，集團正在加強其在過程自動化以及基于全集成自動化平臺上的復雜系統(tǒng)控制軟件方面的行動。TIA是一個基礎性的結構，可以讓用戶在過程自動化和分布自動化中，將其貫串生產(chǎn)過程中的專門技術與西門子提供的產(chǎn)品結合起來，其中包括通過其CPM/MES產(chǎn)品的業(yè)務層集成、與諸如SAP之類的企業(yè)系統(tǒng)以及進出物流的集成等。TIA在所有自動化領域提供通用組態(tài)和編碼工具，通用用戶界面和通用數(shù)據(jù)管理。TIA還提供通用的、基于以太網(wǎng)和PROFIBUS網(wǎng)絡的通訊和網(wǎng)絡結構。
　　SIMATIC PCS 7系統(tǒng)
　　作為西門子PAS產(chǎn)品，SIMATIC PCS 7系統(tǒng)是服務與整個西門子過程自動化工業(yè)策略的一個支點。SIMATICPCS 7系統(tǒng)目前在歐洲、北美、亞洲和拉丁美洲擁有數(shù)千用戶。SIMATIC PCS 7系統(tǒng)包含有基于通用S7平臺的硬件設備，滿足了TIA跨應用領域的通用硬件基礎設施的理念。這些硬件設備可以被當作公司PLC和安全控制系統(tǒng)產(chǎn)品的控制平臺。SIMATIC PCS 7系統(tǒng)利用了通用的ET200系列I/O，通用的PROFIBUS以及以太網(wǎng)通訊，通用的配置、工程設計和操作員界面以及一個獨立統(tǒng)一的自動化數(shù)據(jù)庫。
　　統(tǒng)一的 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)具有獨特的可擴展架構和出色的系統(tǒng)性能，是低成本實施和經(jīng)濟運行過程控制工廠的有力基礎。SIMATIC PCS 7 不僅僅只是一款典型的過程控制系統(tǒng)，它還可以通過無縫集成其它功能來進行擴展，這些功能包括批生產(chǎn)過程自動化、物料傳輸控制、先進過程控制、資產(chǎn)管理、遠程控制和安全應用、過程數(shù)據(jù)分析/ 管理以及 MES 任務。
　　SIMATIC PCS7 V7.1是SIMATIC PCS7的最新版本，它具有許多新功能，比如新增的過程庫控制功能塊。這些新功能幾乎覆蓋了所有操作，在縮減工程、安裝和調(diào)試周期的同時還降低了運行和維護成本，同時，新版本的改進使得SIMATIC PCS7 在功能性、易用性和用戶界面上都有了進一步增強。
　　運行實施
　　本項目于2009年7月進行了整體系統(tǒng)設計，在現(xiàn)場各項條件具備后，2009年12月起經(jīng)過SFAE和用戶的密切配合與高效工作，僅用一個月的時間就順利完成了控制系統(tǒng)的全部調(diào)試工作，進入試運行階段。截止2010年6月，系統(tǒng)全部通過驗收，無論是西門子產(chǎn)品性能還是SFAE的工程能力均得到了各方一致好評。談及對本工程的評價，電氣部趙部長言簡意賅地表示：“非常完美！”正是西門子控制系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行有力保障了4號燒結機達到“設備零故障”的管理機制。
　　經(jīng)驗總結及展望
　　太鋼4號燒結機及配套脫硫的控制系統(tǒng)項目對于太鋼與西門子雙方而言都具有非同尋常的意義。作為世界之最的冶金燒結工程，項目的成功實施標志著西門子全集成自動化理念再一次得到了最完美的詮釋，印證了西門子的產(chǎn)品可以完全滿足冶金用戶的實際應用需要。同時，由于SFAE長期以來堅持將知識管理、質(zhì)量管理和項目管理這三大管理體系貫穿于自身工作流程，使得SFAE可以確保給用戶提供優(yōu)質(zhì)高效的工程項目并實現(xiàn)服務質(zhì)量達到最優(yōu)化。 據(jù)相關統(tǒng)計，目前我國有燒結機近500臺，其中在建和投產(chǎn)的180～660
　　m2的大中型燒結機有125臺，燒結機面積已達近40000平方米。未來，我國的燒結機將繼續(xù)推進全流程工藝技術裝備的升級換代，實現(xiàn)主體裝備的大型化、集約化、現(xiàn)代化、高效化，完善相應的節(jié)能減排設備建設，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時也將進一步降低能源消耗、減少污染物排放。西門子將為更多的用戶提供解決方案與服務，為建設現(xiàn)代化工廠，實現(xiàn)企業(yè)與社會的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，營造綠色環(huán)境保駕護航！