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炼钢厂石灰窑二级系统的设计原理及特点
发表时间:[2007-09-27]  作者:本站  编辑录入:本站  点击数：6010
摘要:梅山炼钢厂石灰窑原来没有二级系统，对石灰窑的生产控制、过程管理等均在一级系统完成。在2005年开发了石灰窑二级系统，解决了长期困扰石灰窑生产管理的难题。文中分析了炼钢厂石灰窑二级系统特点及存在问题，提出了总体设计方案、方案设计的原则，介绍了系统的体系结构、网络拓扑结构。
　 关键词:石灰窑；过程控制；二级系统；数据库
O 引言
　 梅钢石灰窑原来没有二级系统，无法实现一级数据的自动采集，所需数据由操作工人工抄写，再进行分析、统计，石灰成份数据人工跑单，无法利用现有的信息化系统，给石灰窑的生产与管理带来了一定困难。
　 在这一背景下，开发了这一系统，解决了生产的自动化控制与管理，实现了一二级系统、二三级系统之间的通信。
1 总体方案设计
1.1 设计原则
　 设计要求按整体性保障原则、实用性原则和人性化的界面设计原则、模块化设计原则、权限细分原则进行。
　 系统的开发采取“总体规划、分步实施”的策略。即在开发之初，先进行总体的规划(即总体分析与总体设计)，然后在总体规划的指导与约束下分步开发。
　 系统设计采用模块化原则，这样便于开发人员分工与协作，便于以后的系统维护。
　 不同的用户具有不同的权限，管理人员具有管理操作的权限，而生产人员具有生产操作的权限，根据用户类别的不同，分配不同的权限。
1.2 系统结构
　 系统的设计思想是以Oracle 9i数据库技术为基础，以PowderBuilder作为开发工具，实现一个具有更高的通用性、灵活性和先进性的二级控制系统。
　 系统以二级数据库为核心，通过Oracle数据库自身的功能与炼钢L3数据库连接，通过Wonderware Intuch工具实现直接与昆腾PLC的通信；以客户/服务器结构为基础，所有操作都在终端进行，数据处理在服务器端进行。系统的体系结构见图1。
　
图1 系统的体系结构
　
1.3 系统的网络拓扑结构
　 系统利用原有的网络、服务器采用双网卡。从2号石灰窑操作室拉一根光纤到炼钢厂连铸机房，在2号石灰窑操作室的一端通过光电电转换器连接一级的交换机，另一端通过光电电转换器连接服务器的网卡，服务器的另一网卡连接二级系统的交换机，二级交换机通过专用光纤连接炼钢L3的网卡。这样的网络拓扑结构的优点一是将一级、二级系统的病毒防治统一考虑，二是将二级、三级系统分离(炼钢L3采用AIX操作，不会传播网上的病毒)，从而保证了系统的安全性。
　
图2 系统的拓扑结构
　
2 系统的关键技术
　 (1)数据库与昆腾PLC的通信技术：利用Intuch软件实现昆腾PLC与Oracle数据库的通信。经过多方调研,了解到昆腾PLC与Oracle数据库的通信一般是利用Intuch将一级标签数据页到中间工具如SQL Server数据库或Access、Excel中，然后使用异类数据库的通信实现通信来实现昆腾PLC与Oracle数据库的通信。马钢石灰窑是由安徽工业大学开发的系统，就是通过Excel实现通信的。在本系统开发过程中，一级开发商和二级开发商都没有解决利用Intuch软件实现昆腾PLC与Oracle数据库的直接通信的问题。后来在自身的努力下，经过多次实验，最终得以解决。本系统是利用Intuch软件实现昆腾PLC与Oracle数据库的之间通信，没有利用SQL Server数据库或Access、Excel等中间工具。
　 二级直接与昆腾PLC通信，不通过一级终端，避免了一级终端发生故障而影响系统通信。
　 (2)数据库之间的通信技术：系统数据库与炼钢L3数据库的通信是利用Oracle数据库自身的功能实现系统之间数据的通信，没有利用XCOM等通信工具，只要网络不断开或断开时间较短，不造成网络阻塞，就能保证系统之间的通信正常。
　 (3)数据归档技术：在数据库中建立表，保存所有表的属性，采用数据库系统定时启动作业，作业调用以存储过程，根据标的属性来进行操作，自动删除过期数据。
　 (4)数据库备份策略：系统增加任务定时(2h)，进行异地备份。
3 结论
　 在系统上线后的一个月内，石灰窑的生产管理跃上一个新的台阶，产生了明显的效益。
　 (1)降低了工人的劳动强度：系统上线前，所有数据无法自动采集，需要操作工手动记录生产的数据，对生产管理产生不利、操作人员劳动强度大；系统上线后，生产数据由系统自动采集，不用人工记录，石灰化学成份数据由炼钢化验站上网，不用人工跑单。所以，上线后，降低了工人的劳动强度。
　 (2)提升了焙烧自身的管理：系统上线后，系统提供了生产过程数据和统计报表数据，准确可靠，方便了钢厂、焙烧车间的管理，提升了企业的形象。
　 (3)提高了数据的可靠性：由于所有数据均由系统自动采集，准确性高，真实性强，避免了由各种人为因素引起的数据错误；上传ERP的大部分关键数据如石灰产量、石灰化学成份数据由系统采集，不用人工录入，降低出错几率，提高了系统的可靠性。但也存在一些不足之处，需进一步改善和改进。
　 因炼钢化验站的上网这里只考虑数据上网，所以外购产品如生石灰、轻烧白云石、轻烧镁球等产品的分析，还应考虑质量判定以及处理意见(拒收、让步接收等)。这里涉及许多相关部门及管理流程，在系统中考虑不足，还没有解决炼钢化验站的问题。