宝钢原料场混匀堆积管理系统

宝钢原料场混匀堆积管理系统张红旭徐丽华赵建光摘要：着重讲述在Windows环境下，利用MicrosoftAccess数据库管理系统，实现宝钢原料场混匀堆积在线数据管理，包括数据采集、人机接口、数据通信、数据计算及帐表输出。同时介绍数据库管理系统的特点。关键词：混匀堆积在线数据管理数据采集数据通信ManagementsystemforblendingandpilinginBaosteelRawMaterialPlantZhangHongxuXuLihuaZhaoJianguang(AutomationResearchInstituteofMMIBeijing100071)AbstractTodescribethemethodofrealizingtheonlinedatamanagementforblendingandpilinginBaosteelRawMaterialPlantwithMicrosoftAccessdatabasemanagementsystem,includingdatacollection,man-machineinterface,datacommunication,datacalculation,andreportoutput.Atthesametime,tointroducethecharacteristicsofdatabasemanagementsystem.Keywordsblendingandpiling;onlinedatamanagement;datacollection;datacommunication宝钢原料场不仅担负着贮存和向各生产车间输送原料的任务，还设置了大型的供烧结用的原料混匀设施和破碎筛分设施。其中，一、二期混匀设施由8个混匀矿槽(BH槽)、8个定量切出装置(CFW)、2条混匀料场、2台混匀堆料机和2台混匀取料机组成，保证每天向烧结厂提供优质的混匀矿。本系统通过微机实现了混匀堆积智能化的在线数据管理，提高了混匀堆积质量。1系统组成计算机系统由两部分组成，即一台工业控制机和一台技术组管理人员用的PC机。其中，工业控制机放在四楼的中央控制室，它是一台Intel公司的标准工业微机，CPU为Pentium90芯片，内存32MB，外存540MB，PCI总线。显示器为51cm标准彩色显示屏，并配置一台EPSONLQ1600型打印机。信号采集器为ADAM4017型美国原装产品，具有0.01的分辨率。为保证工业控制机连续工作，配置了一台不间断电源装置(UPS)，其型号为Sandon公司的1000VAUPS。管理机放在一楼的管理机室，它是一台Compaq公司生产的原装机，CPU为Pentium100芯片，内存16MB，外存2GB。配有一台专用打印机、一台标准36cm显示器和一台可擦写式的外挂式光盘，可定期将大量的历史数据转存到光盘中。工业控制机和管理机通过专用电缆和一对网卡完成连接。两台计算机既有工作上的内在联系，又有相互独立的内容，故将它们设计成既可独立操作又可通过联网进行通信的互联计算机系统，实现了数据在线传输。系统硬件组成结构图如图1所示。图1系统硬件组成结构图2系统在线数据管理在混匀堆积过程中，工业控制机24h连续运转，管理机为间断工作方式。由这两台计算机共同完成数据采集、人机接口、数据通信、数据计算和帐表输出。2.1数据采集在混匀堆积过程中，定时采集8个CFW的切出速度。在本系统中，利用模拟量采集模块和隔离转换模块通过计算机串口将数据送入计算机。采集的是电流信号，采集的正确性与仪表信号的准确性和稳定性、采集模块的精度以及采集程序中的保护性和单位转换的正确性有关。因此，我们通过高频度的数据采集来平衡现场仪表信号的波动，使从仪表采集来的信号经过处理后保持稳定性，同时采用加权的方法克服现场仪表信号的不准确性给数据采集带来的影响。通过超值保护和读／写串口出错处理的方法实现采集程序中的保护性能，并放弃超量值即不匹配值。电流与CFW速度的转换是：假设仪表的量程在Imin和Imax之间，大槽的加权系数为a，小槽的加权系数为b，对于大槽和小槽，当仪表的量程为Imin时，CFW的速度为0t/h，当仪表的量程为Imax时，大槽的速度为Vmax，小槽的速度为Vmin，如果当前采集的电流信号量为X，则大槽的CFW切出速度＝(X－Imin)．a，小槽的CFW切出速度＝(X－Imin)．b。数据的采集由定时启动程序实现，操作人员通过操作画面启动定时处理程序，以后在混匀堆积过程中以0.5s为周期进行8个CFW切出速度的模拟量采集，以1min为周期进行CFW切出速度的平均化处理，保存在文本文件中。由数据转换模块读取文本文件中的数据，根据CFW切出速度判断现场设备运转及故障发生情况，并计算出各混匀矿槽正在切出的原料品种的量，然后将CFW切出速度以及CFW运转开始时刻、结束时刻、切出量以及CFW装置的故障发生和恢复时刻等信息记录在数据库中。2.2人机接口系统涉及到的全部功能都通过人机接口实现，这些功能是在Windows操作平台上使用MicrosoftAccess软件开发的。在此平台上我们有效地实现了在线过程控制和数据处理。人机接口是由一个主操作画面和若干个子画面组成，所有画面1min刷新一次。通过这些画面主要完成以下功能：(1)数据输入人工输入原料科下达的各种堆积计划数据。(2)数据输出人工请求各种帐表打印。(3)计划编制根据混匀堆积计划数据通过模型计算自动编制混匀配槽计划和计划调整。(4)数据监视人机接口和模型功能紧密结合，实时给出各种情况下的最佳配槽速度，并进行堆积进度、堆积实绩和设备运转情况显示。(5)混匀堆积控制由操作人员根据混匀配槽计划以及入槽信息、设备运转信息等进行品种切换、BLOCK切换、槽切换和切出顺序调整。2.3数据通信两台计算机之间的信息传输通过网络通信的方式实现。为保证生产过程的安全性，未设计由工业控制机读取管理机数据的功能，而是由管理人员在一楼管理机室经通信管理画面指出需要读取的工业控制机上的信息，由通信功能自动完成数据传输。系统的数据流图如图2所示。图2系统数据流图在混匀堆积过程中，信息均以数据文件的形式保存在数据库中。在上图中，数据文件的生成主要分3类：(1)混匀堆积过程中在工业控制机上产生的数据文件(见图2中*1)。混匀堆积开始前，首先由画面输入生成混匀堆积计划数据文件，包括混匀堆积计划通知书、混匀堆积预想成分计算表、混匀堆积变更通知书、混匀堆积预想成分调整表。这些数据文件由模型计算功能读取，进行配槽计算，生成混匀堆积大致计划和混匀堆积大致计划调整表。混匀堆积开始后，由定时程序启动数据采集模块采集8个CFW切出速度，在每日7时、15时、22时进行相关数据计算，生成混匀堆积运转作业记录和班报数据文件，并自动打印输出。(2)由通信功能读取存储在管理机上的数据文件(见图2中*2)。这类文件由数据通信功能从工业控制机上读取并以同名文件在管理机上保存，用于技术计算。(3)技术计算生成的数据文件(见图2中*3)。在管理机上，根据网络通信读取的数据文件，对SiO2，TFe的成分进行跟踪计算，并对当前堆积实绩、设备故障情况等进行全面统计分析，将统计的数据以文件形式保存，由报表应用程序读取，打印输出。2.4数据计算和帐表输出该系统的数据计算和帐表制作是在两台计算机上完成的。在工业控制机上，根据原料科下达的混匀堆积计划数据进行混匀堆积大致计划的编制及输出。在每班到点时根据CFW的切出速度自动计算每一品种的班堆积量、日堆积量、当前每一堆堆积量、当前料场的堆积量、堆积层数，并对原料堆积量的累计值及速度的平均值进行计算。在管理机上，管理人员根据通信读取的计划数据和班报数据进行TFe、SiO2的成分跟踪，混匀堆积实绩及预想成分统计和作业故障情况统计。在两台计算机上，所有帐表均由报表应用程序产生。在帐表制作过程中，借助于Access数据库管理系统的报表生成功能的完整性和应用的灵活性，较好地完成了混匀堆积管理系统帐表的制作。在混匀堆积过程中，由工业控制机输出的帐表有8类，由管理机输出的帐表有15类。输出帐表的形式多样，包括简单表、主从表、矩阵表、多列表以及反映生产情况用的数据统计图表。由于Access数据库管理系统提供了功能强大的结构化查询，使得获取这些复杂报表的数据源变得简单化，并且由于Access数据库管理系统中引入了对象链接与嵌入的思想，使得在Access这一可视化应用程序中，可以共享Windows环境下的MicrosoftGraph5图形生成工具，灵活、方便地完成了图表制作。冶金自动化1999年第1期3数据库管理系统特点混匀堆积在线数据管理系统的特点主要体现在以下几个方面：(1)MicrosoftAccess数据库管理系统继承了客户-服务器数据库系统的能力，同时又很容易被一般非程序员掌握，它提供了非常直观的用户界面。(2)利用MicrosoftAccess数据库管理软件实现了文本文件和数据库文件之间的相互转换。(3)利用MicrosoftAccess数据库管理系统，通过动态数据交换方法实现了各应用程序之间的信息传送。如在本系统中，通过调用DDEInitiate()、DDEExecute()和DDETerminate()函数建立与VisualBasic程序和C＋＋程序的链接，实现VisualBasic和C＋＋程序的启动和停止。(4)在Access数据库管理系统中引用了Windows下信息传递的新方法——对象链接与嵌入(OLE)，使得Access数据库管理系统不仅可以共享Windows下的应用程序，而且可以将图形对象引入到Access的简单表中，使Windows下的数据库管理程序具备了显示数据库表中或链接到数据库表上的图形、图像的能力，为本系统中图形帐表的输出提供了方便。(5)MicrosoftAccess数据库管理系统采用了面向对象的管理方式，将表格、表单、查询、宏和模块均作为对象来管理，增强了数据库的完整性，优化了文件结构。(6)文档自动生成。利用Access数据库中文档生成命令，可以非常方便地将Access数据库中的表格、表单、查询、宏、报表应用程序和模块对象以清晰、美观的格式打印输出，减少文档制作时间。4结束语该系统自1997年1月投入使用，24h不间断跟踪原料混匀堆积过程，在线运行正常，基本达到了预期的效果，大大提高了混匀堆积作业的管理精度，减少了人为因素对混匀堆积质量的影响。同时，由于取消了手写混匀堆积运转作业记录的方式，大大减轻了操作人员的劳动强度，并且保证了班报数据的准确性和混匀堆积统计帐表的精度，提高了管理质量。作者简介：张红旭，女，1970年生，工程师，主要从事计算机应用软件开发工作作者单位：张红旭徐丽华赵建光冶金部自动化研究院北京100071