工业5G如何支撑冶金行业

冶金工业是中国支柱产业之一，在国民工业经济中占有重要地位。冶金是高能耗、高污染、高风险的传统行业。实现可持续发展，迫切需要转型升级。5G技术的出现为冶金行业提供了加速数字化转型和升级运动控制的机会。

冶金工业是一个规模大、过程复杂的工业。生产的每一步都存在许多危险的过程和恶劣的环境。许多工作需要繁重的体力劳动和重复性劳动。大量设备需要人工抽检，生产存在安全隐患。冶金行业对自动化、智能化的需求十分迫切。

冶金是工业无线发展的艰难环境

由于冶金厂环境复杂，有线网络的部署难度大，成本高。钢结构和高粉尘环境往往导致无线信号衰减严重，电磁干扰强的场景，网络覆盖难度高。

在5G出现之前，其他有线和无线网络、Wi-Fi和3G/4G网络由于成本、网络难度或网络质量差、干扰、网络带宽和时间扩展不足等原因，无法满足工业生产和应用的需求。工厂网络已成为制约企业实现自动化、智能化生产管理的瓶颈。

5G技术满足冶金行业无线组网的应用需求，可满足多种工业环境下的设备互联和远程交互应用需求。3G或4G时代面临的痛点和风险在5G时代得到圆满解决。工业5G已成为众多冶金企业的最佳选择。

从铁矿石的开采、烧结、煤的炼焦，到炼铁、炼钢、连铸、热轧和冷轧，再到钢管和型钢的生产，冶金工业有着漫长的生产过程。

工业5G可应用于所有生产领域。以下五个场景是目前冶金行业最典型的5G应用场景。

场景1:铁矿开采中堆取料机的自动化控制

矿石开采是冶金工业的第一道生产工序，工作环境最差。事故时有发生。生产过程有许多不确定性。智能采矿使用更少的人力和更多的自动化。工业5G可以通过智能传感设备和高清视频技术，应用于矿区安全系统、爆破作业和机器人铁矿石应用、采矿作业定位和自动化堆料回收机，特别是最常见的堆料回收机。利用工业5G的高带宽、低时延特性，可完成机载控制系统与遥控中心的可靠实时通信，实现堆取料机的自动化操作，降低安全风险和人工成本。

场景2:焦化车辆定位与遥控

炼焦是以焦煤为原料生产焦炭的过程。焦炭的质量对炼铁很重要。在炼焦阶段，装煤车、推焦车、堵焦车、熄焦车等车辆的精确定位和控制是非常重要的。现场高清视频可以通过工业5G网络传输回中控中心。工作人员可以通过焦炉车辆控制系统和现场视频实现对车辆的远程操作控制、远程运维管理，识别现场人员，给出安全提示，降低现场设备运行风险。

场景3:智能炼钢系统

炼钢是钢铁厂的核心工艺，包括转炉和电炉。通过采集炉膛内的温度、测量、检验、试验等大量数据，对转炉、电炉内的声纳、起重机、摄像机、氧枪、子炮、料仓等设备进行智能控制，是智能炼钢系统的关键。转换器和电炉最初需要有线通信，但工业场所很难建立有线网络。工业5G可以稳定可靠地将实时数据采集信息传输到中控中心。

场景4:热轧卷钢自动化小车

卷料输送系统是冶金企业带钢轧制生产线上必不可少的设备。常用于冷轧带钢和热轧带钢的卷材输送线。为满足多类型高质量、快节奏的生产，自动化运输车辆已经取代传统的步进梁、链式输送机、汽车和火车成为钢卷运输的主要方式。工业5G可以避免传统Wi-Fi的干扰、数据丢失、切换不良等问题，而且速度比4G快。手推车中的联锁控制传输延迟小于20毫秒。

场景五:自动化架空起重机，智能车辆区无线覆盖

桥式起重机是钢铁生产中必不可少的设备之一。高架起重机结合了装载，卸载，装卸和运输功能，为高效的钢厂操作。钢铁厂的高温、有害气体和噪音使工作场所环境恶劣。传统的架空起重机需要工人长时间上下观察。疲劳是一个潜在的安全隐患，因此自动化桥式起重机系统越来越受欢迎。自动化桥式起重机的远程控制系统通常包括视频监控和控制系统，对稳定性要求较高，并有实时通信网络。工业5G已成为自动化架空起重机系统的最佳选择。优点是速度快、延迟低、稳定。

金属和采矿领域的5G工业应用主要有四种类型

虽然工业5G在冶金行业有多种应用场景，但可分为远程设备调试或维护、远程设备数据采集和监控、设备远程控制、制造数据和视频传输等四种类型。

对于这四种应用，西门子工业5G结合了工业5G路由器、公共网络和Sinema Remote Connect，为远程设备建立安全连接。与普通商用5G路由器不同，西门子硬件具有IP65保护和系统兼容性。支持远程维护。

此外，工业5G解决方案具有灵活性和高安全性，不受连接和设备数量限制，可扩展性不受限制，可灵活配置现场设备的接入和断开。5G工业路由器集成了防火墙功能，通过设置访问策略，将非法访问与公网隔离，保障设备网络安全。它集成了NAT技术，不会暴露可编程逻辑控制器(PLC)以下输入/输出(I/O)层的IP地址，使PN I/O通信更加安全。

石史是执行总编，控制工程中国。由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程，CFE媒体和技术，mhoske@cfemedia.com。

关键词:5G工业无线，金属和采矿自动化

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