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热轧自动化系统的组成陶歆带钢热轧计算机控制系统的发展•带钢热轧生产过程的控制功能由于对热轧带钢质量要求的不断提高而日新月异，从厚度控制到温度控制，宽度控制，板型控制以及机械性能的控制，从基础自动化，过程自动化到“三级”生产控制级，并逐步形成包括控制与信息管理的完整的多级系统。基础自动化级L1•主要完成设备的顺序控制、位置控制、自动厚度控制、温度控制、宽度控制、板型控制、以及加热炉热工参数控制等任务。过程自动化级L2•主要执行数学模型控制功能，完成过程参数的设定计算任务。设定值计算后下送基础自动化，由基础自动化级计算机具体执行。•过程自动化面向整个生产线，其中心任务是对生产线上各机组和各个设备进行设定计算，为此其核心功能为对粗轧、精轧机组负荷进行分配（包括最优化计算）及数学模型的预设定，为了实现该核心功能，过程控制计算机必须设有板坯数据跟踪、初始数据录入、在线数据采集以及模型自学习等为设定模型服务及配套的功能。生产控制级L3•生产控制级用于协调炼钢、连铸、热连轧以及冷连轧间的生产计划，并以热连轧为中心与上游及下游交换数据。•生产控制级除生产计划的编制外，还负责板坯库、成品库的管理，质量管理以及磨辊的管理等工作。生产管理级L4•主要完成合同管理、生产计划编制、各生产线的相互协调、按合同申请材料，将作业计划下发给L3级，并收集L3级的生产实绩，跟踪生产情况和质量情况，组织成品出厂发货，以及财务管理等任务。（仅宝钢才有L4级系统，实现了从接受订货开始，到产品出厂为止的全过程计算机管理和控制）过程自动化级的系统配置•过程自动化级系统的硬件由主机、外部设备、网络通信设备、人机接口设备构成。•根据其他厂热连轧机工程的实践经验，系统配置时需要重点考虑以下问题•（1）集中型与分散型的选择。•（2）机种和机型的选择。集中型与分散型的选择•集中型是采用1台过程计算机或加一台备用机来完成各项功能。•分散型则是采用多台过程计算机完成各项功能。分散型又可分为以下3种情况•1、按区域分散，既按生产工艺流程分散，如加热炉区、粗轧区、精轧区、卷取区等划分，每区域一台或一台负责几区域。•2、按功能分散，将各功能按性质和相关程序划分，例如温度控制单设立计算机。•3、区域和功能混合型。例如1台机用于加热炉控制（按区域），1台用于轧制线（按区域），1台用于PDI计算机计划数据输入和管理（按功能）。集中型与分散型的比较•分散型与集中型相比的主要考虑是一台计算机发生故障只影响局部，但是对于热连轧这样连续化、快速化的控制对象来说，一台计算机发生故障也必将影响全局。•采用多台计算机作为过程控制机，几台电脑间要进行通信，互相传数据，1台过程机则多个功能间数据交换在同一机器内进行减少了计算机间通信问题机种和机型的选择•系统配置中，首先要选择的是主机，因为外部设备、网络通信设备、人机接口设备都是与主机配套的。系统配置方面提高系统性能的措施•1、设置备用计算机，一台用于在线生产控制；另一台作为备用机。当在线过程控制机发生故障时，进行实时切换，由备用机控制生产过程，采用备用计算机可以提高系统的可靠性，因为两台计算机同时发生故障的可能性非常底。•2、采用硬盘镜像RAID1进行备份，其中一硬盘发生故障时，不会影响在线过程控制，并且能够在系统运行的状态下更换故障的硬盘（使用热插拔技术只要简单的打开连接开关或者转动手柄就可以直接取出硬盘，而系统仍然可以不间断的正常运行。）•3、采用不间断电源UPSRAID1镜像•其技术重点全部放在如何能够在不影响性能的情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。RAID1是所有RAID等级中实现成本最高的一种，尽管如此，人们还是选择RAID1来保存那些关键性的重要数据。RAID1又被称为磁盘镜像，每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘。对任何一个磁盘的数据写入都会被复制镜像盘中；系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。显然，磁盘镜像肯定会提高系统成本。因为我们所能使用的空间只是所有磁盘容量总和的一半。2032系统设置目的介绍•柳州钢铁（集团）公司热轧2032ｍｍ宽带工程的过程计算机需要实现轧制计划数据的人工输入，轧制计划数据的下发和调整；加热炉区的计划数据管理、板坯入炉核对、加热炉区物流跟踪、炉区设备的自动设定、停炉处理以及该区的班管理和实际数据的收集、打印管理等功能；轧线区的计划数据管理、物流跟踪、轧线区设备的自动设定、故障处理和本区的班管理和实际数据的收集、打印管理等功能。系统控制范围和系统需要•过程自动化系统控制范围是从步进式加热炉入口侧入炉辊道开始，包括加热炉区，粗轧区，精轧区，层流冷却区和卷取区，到称重机为止。•功能分为：lPDI计算机计划数据输入和管理l加热炉区过程控制l轧线过程控制•等三部分。计算机系统结构1•考虑到当今PC服务器在工业控制应用中逐渐普及，它以优惠的价位，较高的性能，较好的可维护性和可扩展性。我们使用HP公司HPProLiantDL580档次的PC服务器。结合宽带工程过程机的具体特点，要求系统反映快，数据量适中，终端用户少。我们选用双CPU，2G内存，千兆网卡的PC服务器。合理划分应用功能，轧线和加热炉各用一台服务器。为考虑系统备件和将来的扩展，PDI计算机也使用相同档次的服务器。系统盘采用硬件RAID1镜象备份，确保系统安全可靠运行。计算机系统结构2•数据盘统一放在磁盘柜中，采用存储区域网络（SAN）和RAID结构保证存储系统的高性能、高可靠性和良好的可扩充性。确保系统核心能够高效、可靠地运行。在每台PC服务器上配置两块光纤通道控制卡，每块光纤通道控制卡连接一个SAN光纤交换机，组成冗余结构，任何一块光纤通道控制卡或交换机故障都不会影响系统运行（具体实现方法见网络配置图）。L2网络结构C/S结构•什么是C/S结构：•简单的说c/s代表的是传统意义上的拥有客户端和服务器端的网络软件或系统，可以用譬如vb或vc等语言开发。而b/s代表的是服务器端由web服务器发放，客户端由浏览器接收的系统，它的前台是html语言，由浏览器解释。•C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如Oracle、或SQLServer。客户端需要安装专用的客户端软件。•B/Ｓ是Browser/Server的缩写，客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如InternetExplorer，服务器安装Oracle、或SQLServer等数据库。浏览器通过ＷebServer同数据库进行数据交互关于病毒•关于系统安全的病毒防治问题是PC服务器面临的一大难题。本系统不与外网相通，但防病毒软件需要按装。同时有关管理部门一定要加强管理，增强安全意识，上班的时候不能用客户端的计算机做私人的事情，不能随便拷自己u盘，软盘，光盘的数据到计算机中，具体要求在操作规程中体现。考虑实际情况，可能会把客户端的这些I/O设备拆除。计算机系统硬件配置和应用软件开发平台•1、服务器•2、磁盘柜•3、操作终端和打印机•4、系统软件服务器•PC服务器配置为例。•单台服务器配置如下：lCPU：Intel®Xeon™处理器MP3.0GHz数量：2个lCACHE：4Ml内存：2GBREGPC16002X512ALLl硬盘：72GB10KU320UNIHDDALLX2(放在服务器内做RAID1硬件镜象，做系统盘)l网卡：千兆网卡X2•共需要3台服务器，分别用作PDI服务器，加热炉服务器和轧线服务器。磁盘柜•MSA1000ALL内装14个72GB15KU320UNIHDDALL磁盘做硬件RAID1磁盘镜象。•3台服务器所用的数据盘全部放在磁盘柜内。•PDI计算机使用4个2组磁盘，适应Oracle的运行和大量生产实际数据的收集；•加热炉服务器和轧线服务器各自使用4个2组磁盘，适应Oracle的运行和生产数据的存放和快速访问；•还有2个磁盘用于热冗余备份。`•冗余，简单的说就是多余的意思，这个多于可不时多而无用的，这是为了保证数据的完整性。甲坏了可以用乙，乙坏了可以用丙。•冗余的使用存在很矛盾的关系，存储冗余在提高访问速度，容灾，容错方面有很大的应用，代价就是使用多余的存储空间操作终端和打印机•具体布置见L2网络结构图系统软件•服务器操作系统Windows2003AdvancedServer•终端操作系统Windows2000Professional•后台开发软件Oracle10g标准版数据库forWindowsOracle10gEnterpriseManagerMicrosoftVisualC++.net•前台开发软件Delphi7.0•通讯软件MSCOMPDI主画面（调度室）板坯核对子画面（板坯入炉核对室）加热炉控制系统主画面（加热炉操作室）加热炉主跟踪子画面（加热炉操作室）加热炉内板坯跟踪子画面（加热炉操作室）过程控制系统主画面轧线跟踪画面层流冷却跟踪画面