編者語：承鋼身兼鋼鐵與有色金屬雙重概念
，梳理承鋼的成長路徑
，我們能清楚的看到趕超戰略在這家企業身上留下的深深烙印。“向自動化管理要效益”必須落到實處。依托西門子PCS 7這個高爐“中樞”，承鋼圓夢“世界第一大釩廠”之時指日可待。

承(cheng)鋼(gang)身(shen)兼(jian)鋼(gang)鐵(tie)與(yu)有(you)色(se)金(jin)屬(shu)雙(shuang)重(zhong)概(gai)念(nian)，梳(shu)理(li)承(cheng)鋼(gang)的(de)成(cheng)長(chang)路(lu)徑(jing)，我(wo)們(men)能(neng)清(qing)楚(chu)的(de)看(kan)到(dao)趕(gan)超(chao)戰(zhan)略(lve)在(zai)這(zhe)家(jia)企(qi)業(ye)身(shen)上(shang)留(liu)下(xia)的(de)深(shen)深(shen)烙(lao)印(yin)。首(shou)先(xian)作(zuo)為(wei)在(zai)夾(jia)縫(feng)中(zhong)生(sheng)存(cun)的(de)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)
，既(ji)要(yao)麵(mian)對(dui)高(gao)額(e)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)，又(you)麵(mian)臨(lin)無(wu)法(fa)通(tong)過(guo)漲(zhang)價(jia)向(xiang)下(xia)遊(you)傳(chuan)遞(di)影(ying)響(xiang)力(li)的(de)絕(jue)境(jing)，“向自動化管理要效益”必須落到實處。其次要實現世界第一大釩生產企業的目標，承鋼必須超越兩個對手。承鋼的自信來自超大高爐中最新一代的全套西門子PCS 7係統的采用
，並在其二、三期2500m3高爐中也延續了這一極具超前意識的戰略決策。依托西門子PCS 7這個高爐“中樞”，承鋼圓夢“世界第一大釩廠”之時指日可待。

今jin年nian盛sheng夏xia，我wo國guo鋼gang鐵tie公gong司si普pu遍bian被bei上shang下xia遊you重zhong擔dan壓ya彎wan了le腰yao
，即ji便bian站zhan在zai火huo熱re的de煉lian鋼gang爐lu前qian，鋼gang鐵tie從cong業ye者zhe們men也ye很hen難nan感gan到dao絲si毫hao溫wen暖nuan。在zai夾jia縫feng中zhong生sheng存cun的de鋼gang鐵tie企qi業ye
，既ji要yao麵mian對dui高gao額e的de原yuan材cai料liao成cheng本ben，又you麵mian臨lin無wu法fa通tong過guo漲zhang價jia向xiang下xia遊you傳chuan遞di影ying響xiang力li的de絕jue境jing。從cong上shang遊you原yuan材cai料liao來lai看kan，鐵tie礦kuang石shi是shi鋼gang鐵tie企qi業ye的de主zhu要yao成cheng本ben。但dan是shi
，自zi從cong2004年我國鋼鐵業進入景氣周期以來，國際鐵礦石價格就與漲價畫上了等號，而今年這一局麵更加趨於白熱化。其次，鋼鐵行業的下遊——房地產、汽車、建材、家電等行業，也都自身難保，這些行業自然同心協力對鋼材漲價說“不”。雖然入冬之後，政府投資數萬億建設基礎設施等“十大”擴大內需政策的出台
，才給鋼鐵行業帶來了一絲暖意。但從根本上來說，鋼鐵企業在夾縫中求存的實質無疑意味著“優勝劣汰”，而優勝劣汰的背後則是整個供應鏈的生存競爭
，“向管理要效益”必須落到實處，充分利用管控一體化的優勢。承德新新釩鈦股份有限責任公司（簡稱承德釩鈦或者承鋼）就是這樣一家在危機中知難而上，逆勢成長的企業。

承鋼身兼鋼鐵與有色金屬雙重概念
，梳理承鋼的成長路徑，特別是承德釩鈦2002年上市以來的曆程，我們能清楚的看到趕超戰略在這家企業身上留下的深深烙印，以及對其成長前景的影響。承鋼2002年8月22日首次發行人民幣A股10000萬股，2002年9月6日在上海證券交易所掛牌上市，簡稱“承德釩鈦”。截至2008年一季度，公司擁有總資產144.30億元，公司員工總數為13,644人。2002年上市之初，承德釩鈦鋼鐵產能隻有126萬噸，而主要競爭對手攀鋼2000年就達到了400萬噸。2006年
，承德釩鈦的產能也才達到275萬噸左右，但到了2008年
，其設計產能已經達到800萬噸，實際產能達700多萬噸
，相當於“三年之內再造兩個承鋼”。

   據承德釩鈦李華陽副廠長介紹，承鋼含釩鈦低合金鋼棒材

、帶材係列產品具有強度高
、韌性好、耐腐蝕

、易焊接等優良性能，廣泛應用於國家重點工程，如長江三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程
、澳門中銀大廈
、北京國際機場航站樓、北京東方廣場、上海東方明珠電視塔
、連雲港核電站等。承鋼作為含釩HRB400級鋼筋開發供貨先導企業
，更是連續八年市場占有率全國第一。

“世界第一大釩廠”之夢

生產釩鈦產品的主要原料——釩鈦磁鐵礦屬世界稀少資源

，我國儲量占世界第三位。就中國的釩鈦磁鐵礦分布來看，承德地區和四川攀西地區各占有55%和40%的儲量。釩能夠明顯提高鋼的強度、韌性
、延展性和耐熱性。在鋼中加入0.1%的釩，就可以使1噸低合金鋼當1.4噸普通鋼用。因此多生產1噸釩就相當於多生產400噸鋼。承德高品位釩鈦資源工業保有儲量2.2億噸，近年來新探明的低品位釩鈦磁鐵礦儲量為45億噸，而且埋藏淺
、易采選
、成本低、質量優，為承鋼的持續發展提供了資源保障。產能達到第一個100萬噸，承鋼用了40多年；達到第二個100萬噸用了4年；擴張到800萬噸
，隻用了3年
，按照原定計劃，這一目標應該在2010年nian完wan成cheng。但dan如ru今jin，承cheng德de釩fan鈦tai幾ji乎hu是shi跳tiao躍yue著zhe實shi現xian了le這zhe個ge目mu標biao。為wei什shen麼me承cheng鋼gang要yao采cai用yong這zhe種zhong極ji具ju爆bao發fa力li的de擴kuo張zhang方fang式shi

？原yuan因yin可ke能neng要yao歸gui結jie於yu承cheng鋼gang長chang久jiu以yi來lai的de一yi個ge夢meng想xiang：“世界第一大釩廠將在中國誕生”。

圖1：2500m³高爐工藝總貌

yaoshixianshijiediyidafanshengchanqiyedemubiao，chengdefantaimianqianyoulianggeduishouyaochaoyue。rangchengdefantaiyoudanliangjiaobanguoneiguowailianggexingyelaodadexinxin，yifangmianlaizi《承德釩鈦製品基地總體發展規劃》中正在火熱進行中的河北鋼鐵業大整合，以及國家《鋼鐵產業發展政策》中對低微合金鋼推廣的要求。另一方麵則來自2500m3超大高爐中最新一代的全套西門子PCS 7係統的采用。《承德釩鈦製品基地總體發展規劃》是全國鋼鐵第一大省——河北省鋼鐵行業整合戰略的既定目標。主要構想是以承鋼為核心，整合當地釩鈦資源
，建成北方最大的釩鈦製品基地。《鋼鐵產業發展政策》的de出chu台tai對dui承cheng德de釩fan鈦tai來lai說shuo，也ye是shi個ge穩wen定ding的de利li好hao預yu期qi。該gai政zheng策ce規gui定ding，我wo國guo要yao提ti倡chang推tui廣guang低di微wei合he金jin鋼gang，減jian少shao普pu通tong鋼gang材cai的de消xiao耗hao，而er承cheng德de釩fan鈦tai主zhu打da產chan品pin含han釩fan鋼gang材cai正zheng符fu合he這zhe一yi標biao準zhun，汶wen川chuan大da地di震zhen發fa生sheng後hou，這zhe一yi標biao準zhun有you望wang得de到dao強qiang化hua執zhi行xing。

2006年承鋼為了淘汰落後產能，做出上馬2500m3大型高爐的超前決策
，也是趕超戰略的集中體現。按照常規，從承鋼原有的1620m3高爐升級到2000m3高爐是比較合理和保守的做法，因為攀鋼用的就是2000m3高爐，技術成熟
，風險較小。但如果與攀鋼一樣上馬2000m3的高爐，就讓承德釩鈦一直以來的積極趕超失去了意義。為了超越攀鋼
，承鋼不得不做出艱難的決策，在明確了西門子PCS 7作為高爐控製中樞這顆“定心丸”之後，國內最大
、也是世界最大的2500m3釩鈦磁鐵礦冶煉高爐上馬了。承鋼一期2500m3高爐工程於2006年12月5日出鐵投產成功，2500m3高爐二期項目作為第1166套 PCS 7在華成功應用的實例，也於2008年8月投產成功。自建成以來
，大高爐運行平穩，生產狀況已經達到設計標準。兩座大高爐的設計總產量約為350萬噸鐵和10萬噸礬渣，分別是2007年承鋼全年鐵和礬渣產量的88.83%和83.33%。第三座高爐也將於年底建成，明年達產，三座高爐均無一例外的選用西門子公司PCS 7作為高爐的控製“大腦”。

根據規劃，到“十一五”末（2010年）
，承德釩鈦要達到年產釩渣36萬噸
、釩氮合金0.6萬噸、高釩鐵1.8萬噸、含釩鋼材667萬噸的目標。而到“十二五”末的長期規劃中
，承德釩鈦基地將實現年產釩渣56萬噸、各種釩製品7.55萬噸
、產鋼1504萬噸。屆時，承德釩鈦“世界第一大釩廠”的夢想將成為現實。

PCS 7“掌控”三座超大提釩高爐

自從創辦伊始，承鋼就與各式各樣的控製係統結緣。承鋼前身為“熱河釩鈦聯合工廠”
，始建於1954年(nian)，是(shi)我(wo)國(guo)釩(fan)鈦(tai)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)綜(zong)合(he)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)祥(xiang)地(di)。新(xin)中(zhong)國(guo)成(cheng)立(li)後(hou)，承(cheng)德(de)是(shi)當(dang)時(shi)國(guo)內(nei)發(fa)現(xian)的(de)唯(wei)一(yi)大(da)型(xing)釩(fan)鈦(tai)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)所(suo)在(zai)地(di)
，因(yin)為(wei)釩(fan)在(zai)軍(jun)工(gong)行(xing)業(ye)的(de)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)，承(cheng)鋼(gang)在(zai)“一五”期間成為前蘇聯援建的156個重點項目之一。在隨後的數十年中
，承鋼可以說是各種控製係統演進的見證者。作為PLC在國內的第一批用戶，李副廠長回憶起早期龐大的PLC
，必須兩人手抬才能搬動的日子仍舊記憶猶新。隨後眾多知名品牌PLC均在承鋼得以一顯身手。

雖然承鋼可以憑借多種控製係統的資深應用經驗
，然而為首個大型高爐選擇控製“中樞”必須慎之又慎，更何況是史無前例的2500m3超大高爐。承鋼對控製係統的要求幾近苛刻
，李副廠長談到：“我們的2500m3大高爐
，是當時國內最大的釩鈦磁鐵冶煉爐。因為缺乏實踐先例
，技術上存在挑戰，必須選用最先進、最可靠的控製係統。

表1：高爐主要技術經濟指標

高爐公稱容積	2500 m3	爐頂壓力	0.22～0.23 MPa
利用係數	2.3 t/（m3.d）	富氧率	3%
焦比	340 kg/tHM	熟料率	100%（燒結礦80%， 球團礦20%）
噴煤量	200 kg/tHM	入爐品位	≥54.53%
燃料比	540 kg/tHM	渣比	400~450 kg/tHM
熱風溫度	1200oC	年工作日	350

西門子PCS 7係統和承鋼項目的係統集成商——北京京誠瑞達公司無疑交給了承鋼一份完美的答卷。該工程是京誠瑞達在冶煉領域
，特別是大型高爐控製係統中首次應用西門子PCS 7係統。這座2500m3級提釩高爐，按照高爐利用係數2.3設計，年產鐵水201萬t/a
，高爐係統的主體工藝設備包括：礦焦槽係統、上料係統、爐頂係統、粗煤氣係統、高爐本體
、風口平台出鐵場
、熱風爐係統
、爐渣處理係統和煤粉噴吹係統等。

圖2：控製係統配置圖

為(wei)了(le)滿(man)足(zu)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)各(ge)項(xiang)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu)，確(que)保(bao)高(gao)爐(lu)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)
，項(xiang)目(mu)采(cai)用(yong)兩(liang)級(ji)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，完(wan)成(cheng)對(dui)高(gao)爐(lu)主(zhu)工(gong)藝(yi)線(xian)及(ji)主(zhu)要(yao)輔(fu)助(zhu)設(she)施(shi)的(de)控(kong)製(zhi)。第(di)一(yi)級(ji)為(wei)基(ji)礎(chu)自(zi)動(dong)化(hua)級(ji)


，由(you)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)儀(yi)表(biao)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)組(zu)成(cheng)，主(zhu)要(yao)完(wan)成(cheng)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)、數據顯示、執行對生產過程的連續調節控製和邏輯順序控製
、設備狀態監視及故障報警；第二級為過程控製級
，主要完成數據處理
、數據庫建立和生產報表的管理與打印，完成與其它計算機進行數據通信等工作。工程選用了PCS 7控製器15套，其中417H冗餘控製器4套，共計近8000點I/O。基於PCS 7這個核心支柱，承鋼遵循了西門子公司全集成自動化TIA的理念，在PCS 7這個高度集成和開放的領先平台之外，配備了SCALANCE係列的網絡產品，網絡層主幹環網為千兆以太網。係統主要包括冗餘AS控製器4套
，標準AS控製器11套
，具有熱插拔功能的ET-200M單元62套
，SCALANCE各係列交換機21台。

各控製站、控製站與操作站之間采用工業以太網連接。其中
，高爐主體部分為1000M光纖環網，操作站為SERVER/ CLIENT結構，設有冗餘SERVER對和工程師站，在PlantBus和TerminalBus環網中選用了SCALANCE X414-3係列的1000M冗餘管理型交換機；其它公輔係統以100M光纖星型方式接入主環網，該部分選用了SCALANCE X200係列交換機。

控製器部分，對於礦槽係統、爐頂係統
、高爐本體係統
、熱風爐係統等高爐主體部分選用AS417-4-2H組件包（雙電源模塊、雙CPU模塊，雙以太網通訊模塊、雙PROFIBUS通訊網絡），其它公輔係統選用AS414-3組件包。ET200M I/O部分選用帶有熱插拔功能的有源背板和具有高性能的接口模塊IM153-2HF，對於熱備係統則選用雙電源模塊
、雙總線接口模塊。工程師站、操作員站（包括SERVER
、CLIENT、單站）均選用預裝有PCS 7軟件的SIEMENS IL43係列工控機。對於熱備係統的PROFIBUS網絡，選用Y-LINK將具有PROFIBUS接口的傳動裝置和編碼器接入並實現切換的功能。係統還留有於二級係統的網絡接口，通過SCALANCE X200係列交換機連接至主環網並通過SCALANCE S硬件防火牆隔離。

圖3：礦槽係統流程圖

在高爐控製中，李副廠長認為係統可用性占據了至高無上的地位，大高爐預計日產鋼水5000噸，占公司總產能的40%以上，因此，如果高爐運行不穩定將對公司業績造成巨大影響
，所以承鋼非常重視係統的熱備性能。PCS 7通過總線環型結構為PROFIBUS PA提供了高度的可用性，保證了控製不會因通信錯誤而造成中斷。另一方麵，PCS 7的冗餘CPU實時交換和同步數據，係統裏自帶的PID模塊可以實現無擾動切換，而無需另外編程。“成功投產後，係統運行穩定可靠，特別是熱備控製器性能較好

，像礦槽係統、爐頂係統等程序量較大的部分在熱備條件下，CPU的掃描周期仍在40毫秒左右。”李先生對PCS 7的表現格外滿意。

圖4：PCS 7的七項亮點在承鋼突顯

PCS 7早已通過了承鋼對於係統在惡劣環境下的高可靠性、較好的抗電磁幹擾能力、迅速響應能力和聯動性能等重重考驗。接下來PCS 7還hai需xu要yao具ju備bei優you異yi的de安an全quan控kong製zhi性xing能neng，任ren何he人ren都dou能neng預yu料liao到dao一yi起qi安an全quan事shi故gu對dui承cheng鋼gang意yi味wei著zhe什shen麼me。一yi個ge完wan整zheng的de安an全quan控kong製zhi係xi統tong不bu僅jin能neng夠gou節jie約yue工gong程cheng時shi間jian，還hai可ke以yi在zai企qi業ye的de生sheng命ming周zhou期qi中zhong大da大da降jiang低di成cheng本ben，尤you其qi在zai容rong易yi引yin發fa重zhong大da安an全quan事shi故gu的de流liu程cheng製zhi造zao企qi業ye中zhong責ze任ren愈yu發fa重zhong大da。PCS 7已經將安全和過程自動化融為一體
，安全儀表係統SIS包含了預先設定好的部分行程測試PST自動執行功能，每隔固定的一段時間間隔，係統就會自行開始PST進程
，進行係統的在線安全檢測。

PCS 7中的主數據庫
，可以通過清晰
、明確的操作向導更新每個子項目中的功能塊實例
，便於統一維護程序庫，集中更新

，保證了多項目數據的一致性。PCS 7那模塊化的開放性結構
，以全集成自動化的方式將多種先進技術整合為一體，從操作現場到工廠車間
、再到資產管理的全麵網絡使設備的運行時間和運行效率達到了最優化，為上層MES或者ERP係統完成生產過程數據設定、操作指導
、作業管理
、模型計算等任務提供了接口和基礎。正是PCS 7這一個個出類拔萃的性能

，令承鋼在此後的二期、三期高爐項目中一次次的重複選用，欲罷不能。

PCS 7創造史上最短高爐調試時間

更為可喜的是
，承鋼在與PCS 7的“聯姻”過程中，借助PCS 7平台的顯著特點


，刷新了高爐調試時間的最短記錄。在項目初期，承鋼就意識到由於大高爐對原料質量和技術控製要求高
，調試時間、調試過程相應也會更加複雜漫長，萬一延誤將會產生巨額費用。承鋼與京誠瑞達一起
，在PCS 7所suo提ti供gong的de功gong能neng庫ku的de基ji礎chu上shang，對dui其qi進jin行xing了le延yan伸shen和he擴kuo展zhan，開kai發fa了le適shi合he冶ye金jin行xing業ye特te別bie是shi高gao爐lu控kong製zhi方fang麵mian的de自zi定ding義yi功gong能neng庫ku。京jing誠cheng瑞rui達da的de現xian場chang工gong程cheng師shi提ti到dao：“雖然目前各大PLC係統生產商都相繼推出了類似功能庫，例如Schneider Electric公司的UAG軟件，Rockwell Automation公司的Logixview軟件等，但與PCS 7平台提供的有關軟件功能相比，由於其它軟件基本是在PLC編程軟件和HMI組態軟件之外添加第三套軟件，用於完成PLC與HMI的握手，增加了在不同軟件界麵間的導入、導出或是派生的過程，可操作性較為複雜，程序層次與畫麵結構的聯係難以較好體現。但是PCS 7的功能庫是整合在同一套軟件中，使用起來更加簡單方便。”

“在PCS 7技術人員的幫助下

，由於合理的規劃了工程結構並開發了多項目的主功能庫，並且在投產時西門子給予了視頻編程支持。該工程從編程、調試到投產隻用了兩個多月的時間
，刷新了高爐的最短調試時限。對同等規模的高爐來說
，可節省十幾個人月的人工時。這也正是PCS 7係統標準化工作的成效在承鋼高爐工程中得到了初步的體現和驗證。” 李先生總結說，調試時間縮短帶來的效益自然是不言而喻的。此外
，考慮到鋼鐵業是資源和能源消耗密集型產業
，承鋼還利用PCS 7控製餘壓發電TRT係統，進一步節省生產流程中的可用能源。

迄今為止

，SIMATIC PCS 7在全球已經擁有超過6,000個大中型工程項目，廣泛分布於包括冶金在內流程及混合型工業中。在過去的十年裏，中國已經是SIMATIC PCS 7在全球僅次於德國的第二大市場，PCS 7在國內的業績一直保持在50%左右的年增長率。業界唯一提供7×24“日不落（Follow the Sun）”、與用戶“零距離”的支持和服務


，永遠是西門子無與倫比的優勢。憑借PCS 7在三座高爐中的卓越表現，京誠瑞達依托與西門子公司二十餘年上百套係統的深度合作，成為首批西門子SPP（Solution Partner Program
，解決方案合作夥伴項目）成員，為全麵打開承鋼
、京誠瑞達與西門子公司的三贏局麵奠定了基礎。這一三方更深層次的合作
，將PCS 7在國內冶金行業的發展前景推向一個新的高點
，李先生表示承鋼樂於繼續見證PCS 7更新的體驗、更高的價值和更廣泛的應用。