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　要实现世界大钒生产企业的目标，承德钒钛面前有两个对手要超越。让承德钒钛有胆量叫板国内国外两个行业老大的信心，一方面来自《承德钒钛制品基地总体发展规划》中正在火热进行中的河北钢铁业大整合，以及国家《钢铁产业发展政策》中对低微合金钢推广的要求。另一方面则来自2500m3超大高炉中新一代的全套西门子PCS 7系统的采用。《承德钒钛制品基地总体发展规划》是全国钢铁大省——河北省钢铁行业整合战略的既定目标。主要构想是以承钢为，整合当地钒钛资源，建成北方的钒钛制品基地。《钢铁产业发展政策》的出台对承德钒钛来说，也是个稳定的利好预期。该政策规定，我国要提倡推广低微合金钢，减少普通钢材的消耗，而承德钒钛主打产品含钒钢材正符合这一标准，汶川大地震发生后，这一标准有望得到强化执行。

　　2006年承钢为了淘汰落后产能，做出上马2500m3大型高炉的超前决策，也是赶超战略的集中体现。按照常规，从承钢原有的1620m3高炉升级到2000m3高炉是比较合理和保守的做法，因为攀钢用的就是2000m3高炉，技术成熟，风险较小。但如果与攀钢一样上马2000m3的高炉，就让承德钒钛一直以来的积极赶超失去了意义。为了超越攀钢，承钢不得不做出艰难的决策，在明确了西门子PCS 7作为高炉控制中枢这颗“定心丸”之后，国内、也是世界的2500m3钒钛磁铁矿冶炼高炉上马了。承钢一期2500m3高炉工程于2006年12月5日出铁投产成功，2500m3高炉二期项目作为第1166套 PCS 7在华成功应用的实例，也于2008年8月投产成功。自建成以来，大高炉运行平稳，生产状况已经达到设计标准。两座大高炉的设计总产量约为350万吨铁和10万吨矾渣，分别是2007年承钢全年铁和矾渣产量的88.83%和83.33%。第三座高炉也将于年底建成，明年达产，三座高炉均无一例外的选用西门子公司PCS 7作为高炉的控制“大脑”。

　　根据规划，到“十一五”末（2010年），承德钒钛要达到年产钒渣36万吨、钒氮合金0.6万吨、高钒铁1.8万吨、含钒钢材667万吨的目标。而到“十二五”末的长期规划中，承德钒钛基地将实现年产钒渣56万吨、各种钒制品7.55万吨、产钢1504万吨。届时，承德钒钛“世界大钒厂”的梦想将成为现实。

PCS 7“掌控”三座超大提钒高炉

　　自从创办伊始，承钢就与各式各样的控制系统结缘。承钢前身为“热河钒钛联合工厂”，始建于1954年，是我国钒钛磁铁矿综合开发利用技术的发祥地。新中国成立后，承德是当时国内发现的大型钒钛磁铁矿所在地，因为钒在行业的重要作用，承钢在“一五”期间成为前苏联援建的156个重点项目之一。在随后的数十年中，承钢可以说是各种控制系统演进的见证者。作为PLC在国内的批用户，李副厂长回忆起早期庞大的PLC，必须两人手抬才能搬动的日子仍旧记忆犹新。随后众多品牌PLC均在承钢得以一显身手。

　　虽然承钢可以凭借多种控制系统的资深应用经验，然而为大型高炉选择控制“中枢”必须慎之又慎，更何况是的2500m3超大高炉。承钢对控制系统的要求几近苛刻，李副厂长谈到：“我们的2500m3大高炉，是当时国内的钒钛磁铁冶炼炉。因为缺乏实践先例，技术上存在挑战，必须选用先进、可靠的控制系统。”

　　西门子PCS 7系统和承钢项目的系统集成商——北京京诚瑞达公司无疑交给了承钢一份完美的答卷。该工程是京诚瑞达在冶炼领域，特别是大型高炉控制系统中首次应用西门子PCS 7系统。这座2500m3级提钒高炉，按照高炉利用系数2.3设计，年产铁水201万t/a，高炉系统的主体工艺设备包括：矿焦槽系统、上料系统、炉顶系统、粗煤气系统、高炉本体、风口平台出铁场、热风炉系统、炉渣处理系统和煤粉喷吹系统等。

　　为了满足生产工艺各项控制功能要求，确保高炉安全生产，项目采用两级自动化控制系统，完成对高炉主工艺线及主要辅助设施的控制。级为基础自动化级，由电气传动自动化和仪表自动化系统组成，主要完成生产过程的数据采集、数据显示、执行对生产过程的连续调节控制和逻辑顺序控制、设备状态监视及故障报警；第二级为过程控制级，主要完成数据处理、数据库建立和生产报表的管理与打印，完成与其它计算机进行数据通信等工作。工程选用了PCS 7控制器15套，其中417H冗余控制器4套，共计近8000点I/O。基于PCS 7这个支柱，承钢遵循了西门子公司全集成自动化TIA的理念，在PCS 7这个高度集成和开放的平台之外，配备了SCALANCE系列的网络产品，网络层主干环网为千兆以太网。系统主要包括冗余AS控制器4套，标准AS控制器11套，具有热插拔功能的ET-200M单元62套，SCALANCE各系列交换机21台。

　　各控制站、控制站与操作站之间采用工业以太网连接。其中，高炉主体部分为1000M光纤环网，操作站为SERVER/ CLIENT结构，设有冗余SERVER对和工程师站，在PlantBus和TerminalBus环网中选用了SCALANCE X414-3系列的1000M冗余管理型交换机；其它公辅系统以100M光纤星型方式接入主环网，该部分选用了SCALANCE X200系列交换机。

　　控制器部分，对于矿槽系统、炉顶系统、高炉本体系统、热风炉系统等高炉主体部分选用AS417-4-2H组件包（双电源模块、双CPU模块，双以太网通讯模块、双PROFIBUS通讯网络），其它公辅系统选用AS414-3组件包。ET200M I/O部分选用带有热插拔功能的有源背板和具有高性能的接口模块IM153-2HF，对于热备系统则选用双电源模块、双总线接口模块。工程师站、操作员站（包括SERVER、CLIENT、单站）均选用预装有PCS 7软件的SIEMENS IL43系列工控机。对于热备系统的PROFIBUS网络，选用Y-LINK将具有PROFIBUS接口的传动装置和编码器接入并实现切换的功能。系统还留有于二级系统的网络接口，通过SCALANCE X200系列交换机连接至主环网并通过SCALANCE S硬件防火墙隔离。

　　在高炉控制中，李副厂长认为系统可用性占据了至高无上的地位，大高炉预计日产钢水5000吨，占公司总产能的40%以上，因此，如果高炉运行不稳定将对公司业绩造成巨大影响，所以承钢非常重视系统的热备性能。PCS 7通过总线环型结构为PROFIBUS PA提供了高度的可用性，保证了控制不会因通信错误而造成中断。另一方面，PCS 7的冗余CPU实时交换和同步数据，系统里自带的PID模块可以实现无扰动切换，而无需另外编程。“成功投产后，系统运行稳定可靠，特别是热备控制器性能较好，像矿槽系统、炉顶系统等程序量较大的部分在热备条件下，CPU的扫描周期仍在40毫秒左右。”李先生对PCS 7的表现格外满意。

　　PCS 7早已通过了承钢对于系统在恶劣环境下的高可靠性、较好的抗电磁干扰能力、迅速响应能力和联动性能等重重考验。接下来PCS 7还需要具备优异的安全控制性能，任何人都能预料到一起安全事故对承钢意味着什么。一个完整的安全控制系统不仅能够节约工程时间，还可以在企业的生命周期中大大降低成本，尤其在容易引发重大安全事故的流程制造企业中责任愈发重大。PCS 7已经将安全和过程自动化融为一体，安全仪表系统SIS包含了预先设定好的部分行程测试PST自动执行功能，每隔固定的一段时间间隔，系统就会自行开始PST进程，进行系统的在线安全检测。

　　PCS 7中的主数据库，可以通过清晰、明确的操作向导更新每个子项目中的功能块实例，便于统一维护程序库，集中更新，保证了多项目数据的一致性。PCS 7那模块化的开放性结构，以全集成自动化的方式将多种先进技术整合为一体，从操作现场到工厂车间、再到资产管理的全面网络使设备的运行时间和运行效率达到了优化，为上层MES或者ERP系统完成生产过程数据设定、操作指导、作业管理、模型计算等任务提供了接口和基础。正是PCS 7这一个个出类拔萃的性能，令承钢在此后的二期、三期高炉项目中次的重复选用，欲罢不能。

PCS 7创造史上短高炉调试时间

　　更为可喜的是，承钢在与PCS 7的“联姻”过程中，借助PCS 7平台的显著特点，刷新了高炉调试时间的短记录。在项目初期，承钢就意识到由于大高炉对原料质量和技术控制要求高，调试时间、调试过程相应也会更加复杂漫长，万一延误将会产生巨额费用。承钢与京诚瑞达一起，在PCS 7所提供的功能库的基础上，对其进行了延伸和扩展，开发了适合冶金行业特别是高炉控制方面的自定义功能库。京诚瑞达的现场工程师提到：“虽然目前各大PLC系统生产商都相继推出了类似功能库，例如Schneider Electric公司的UAG软件，Rockwell Automation公司的Logixview软件等，但与PCS 7平台提供的有关软件功能相比，由于其它软件基本是在PLC编程软件和HMI组态软件之外添加第三套软件，用于完成PLC与HMI的握手，增加了在不同软件界面间的导入、导出或是派生的过程，可操作性较为复杂，程序层次与画面结构的联系难以较好体现。但是PCS 7的功能库是整合在同一套软件中，使用起来更加简单方便。”

　　“在PCS 7技术人员的帮助下，由于合理的规划了工程结构并开发了多项目的主功能库，并且在投产时西门子给予了视频编程支持。该工程从编程、调试到投产只用了两个多月的时间，刷新了高炉的短调试时限。对同等规模的高炉来说，可节省十几个人月的人工时。这也正是PCS 7系统标准化工作的成效在承钢高炉工程中得到了初步的体现和验证。” 李先生总结说，调试时间缩短带来的效益自然是不言而喻的。此外，考虑到钢铁业是资源和能源消耗密集型产业，承钢还利用PCS 7控制余压发电TRT系统，进一步节省生产流程中的可用能源。

　　迄今为止，SIMATIC PCS 7在已经拥有超过6,000个大中型工程项目，广泛分布于包括冶金在内流程及混合型工业中。在过去的十年里，中国已经是SIMATIC PCS 7在仅次于德国的第二大市场，PCS 7在国内的业绩一直保持在50%左右的年增长率。业界提供7×24“日不落（Follow the Sun）”、与用户“零距离”的支持和服务，永远是西门子无与伦比的优势。凭借PCS 7在三座高炉中的卓越表现，京诚瑞达依托与西门子公司二十余年上百套系统的深度合作，成为首批西门子SPP（Solution Partner Program，解决方案合作伙伴项目）成员，为全面打开承钢、京诚瑞达与西门子公司的三赢局面奠定了基础。这一三方更深层次的合作，将PCS 7在国内冶金行业的发展前景推向一个新的高点，李先生表示承钢乐于继续见证PCS 7更新的体验、更高的价值和更广泛的应用。