烧结L2管理系统的设计与实现

1烧结L2管理系统概述

为配合某钢厂三级系统和综合二级系统信息化建设工作,满足烧结生产的工艺监控需求,实现炼铁作业部范围内的生产管理功能,我公司开发了烧结L2管理系统软件。该软件通过以太网新接口采集L1控制系统数据,存储在二级数据库中,通过对数据的挖掘整理,将有用信息发布到二级系统客户端,并按公司综合二级系统要求,上传烧结生产管理数据。软件程序采用模块化结构设计,结构清晰,功能划分合理,接口完善,既有利于二次开发,又便于软件的维护。烧结L2管理系统软件利用wPF界面、oracle数据库、VMware虚拟化平台,具有良好的可靠性、开放性、扩展性。

2烧结L2管理系统的硬件架构

该系统采用C/s结构方式,选用一台高性能的容错服务器部署VMwareEsxiandvsphere虚拟化平台。在虚拟化平台中搭建数据采集机、数据库服务器、数据通信机。数据库服务器负责数据存储和计算,数据采集机负责与一级系统的通信,数据通信机将烧结L2管理系统挖掘整理的数据发送到综合二级系统。烧结L2管理系统使用一台工控机显示客户端界面。烧结车间管理系统也可通过网关访问L2管理系统。服务器和客户端的配置如下:

机架式服务器采用HPProLiantDL80Gen9。

操作显示终端采用研华IPC-610工控机。

服务器的一个网口连接烧结L1网络,供数据采集虚拟机与L1系统的HMI通信:另一个接口接入L2网络交换机,数据通信虚拟机通过L2网络的网关与企业综合二级系统通信。

烧结L2管理系统的硬件及网络架构如图1所示。

图1虚拟机技术下的烧结L2管理系统硬件及网络架构

3烧结L2管理系统的开发平台

软件开发平台采用Visualstudio2013版本,基于NETFramework3.0,软件界面框架使用wPF。它提供了统一的编程模型、语言和框架,使界面设计人员与程序开发人员的工作划分更清晰:同时它提供了全新的多媒体交互用户图形界面。

数据库采用oracle11g。本软件通过对L1系统数据的存储和挖掘整理,在数据库中建立了5大类16张过程数据表。过程数据表如表1所示。

L2管理系统与L1系统的通信接口采用oPC。数据采集虚拟机通过oPC接口访问L1系统HMI的winCC数据,并将数据记录在数据库的原始数据表中。L2系统在对原始数据表挖掘整理后,定期删除原始数据表中的过期数据。

L2管理系统与综合二级系统的通信采用oracle数据表。综合二级系统通过oracle中间表将设定值下达给L2管理系统,并读取L2管理系统中间表上报的生产管理数据记录。

4烧结L2管理系统的软件功能

烧结L2管理系统具有9大模块。每个模块含有不同数量的子模块。L2管理系统通过对原始数据的整理和挖掘,生成指导生产过程和生产维护的18种报表。同时,分析生产过程数据,发现烧结生产过程中的异常情况,分级通知并上报。

4.1登录模块

登录界面为软件首页。用户可测试通信链接、登录软件并修改密码。

4.2系统配置模块

系统配置模块包含用户组管理和用户管理两个二级子模块。

4.3设备明细管理模块

设备明细管理模块的设备明细列表框中显示EAM(EnterpriseAssetManagement)系统中所有烧结车间的设备。用户双击某设备,该设备信息将显示在上方设备信息修改栏,用户修改完设备名称、设备编码和设备标号后,点击"修改"按钮,该设备的EAM信息将更新。

4.4物料管理模块

物料管理模块包含配料料仓物料批次号、变料通知单、物料统计表、含铁原料检化验信息、料单下达5个子模块。

配料料仓物料批次号子模块,显示烧结机配料料仓和燃料破碎料仓的物料信息。物料信息框显示料仓编号物料名称、物资编码和批次号。点击某料仓信息,显示该料仓的所有信息,用户可修改并更新该料仓的物料信息。系统记录更改的时间,并将最新配料料仓物料批次号信息发送给综合二级系统,供公司及上游原料场使用。

变料通知单子模块显示烧结机配料料单信息和添加界面。

物料统计表子模块显示烧结机某一起止时间段内的物料使用情况。物料使用信息可按起止时间和料仓查询。物料信息包括:仓号、物料种类、物料名称、物料编码、批次号、总量、班次及生产日期。用户可将当前查询结果导出至ExCEL表格打印。

含铁原料检化验信息子模块按物料名称、物资编码、批次号、检验批号和试样来源等多种条件查询含铁原料的检化验信息。每种原料的检化验信息包含:TFe、si02、Ca0、Mg0、A1203、P、s、H20、烧损、K20、Na20、Zn、Ni、Cr、Pb、Ti02、Mn0、Cu、As、sn、Mo及V。检化验信息来自综合二级系统的公司检化验中心数据。

料单下达子模块将料单下达到一级PLC中,并记录料单信息和下达日期时间。

4.5设备维护模块

设备维护模块分为设备巡检分工管理和设备停台分析两个子模块。

设备巡检分工管理子模块,显示所有EAM中烧结车间设备的倒班和常白班负责人及责任人。管理员用户可修改设备的所有负责人和责任人信息。

设备停台分析子模块,显示L2管理系统自动记录的某班的所有设备停止时间、结束时间和停台时长,并显示设备的编码、编号、名称以及当班和常白班设备运行责任人、原因分析责任人。用户可在设备停台编辑栏输入该设备停台原因。设备停台记录可按班导出成ExCEL文档,供后期查询使用。4.6生产预警模块

生产预警模块是烧结L2管理系统的重要模块,分为皮带系统运行指标预警、主机设备运行指标预警、主要工艺控制参数预警、配料悬料预警、抽风系统负压监控、抽风系统温度监控、混匀料堆物料平衡预警、仓位指示预警8个子模块。

其中,皮带系统运行指标预警子模块,显示胶带机的作业率和停机频次,生成并发送四级报警。

主机设备运行指标预警子模块,显示烧结机的作业率和停机频次,生成并发送四级报警。

主要工艺控制参数预警子模块,显示烧结机主要工艺控制参数的超标频次和超标时长,生成并发送四级报警。

配料悬料预警子模块,显示烧结机配料仓的缺失频次和缺失时长,生成并发送四级报警。

抽风系统负压监控子模块,显示烧结机风箱和风机各检测点查询时间内每小时的负压值,并生成趋势图。

抽风系统温度监控子模块,显示烧结机风箱和风机各检测点查询时间内每小时的温度值,并生成趋势图。

混匀料堆物料平衡预警子模块,显示烧结机混匀料堆物料的使用情况。混匀料堆封堆总量信息来自综合二级系统的原料场信息,系统自动统计收入总量、配料耗用总量和生产烧结矿总量,并计算料堆盈亏数量、盈亏百分比、耗用盈亏数量、盈亏百分比及烧结矿矿号。

仓位指示预警子模块,显示烧结机配料仓查询时间内每天的仓位,生成并发送四级报警。

4.7工艺控制模块

工艺控制模块含工艺秤准确性自查分析子模块,显示烧结机配料秤准确性自查分析列表。列表中显示每天每台工艺秤的物料信息、设定配比、作业率、交接班仓位、料仓供料总量,并计算理论下料量,比较并生成工艺秤的实际偏差,发送四级报警。

4.8报表模块

根据烧结车间的要求,L2管理系统自动生成烧结车间的班报表和日报表。生产报表模块分班报表和日报表两个子模块。

4.9通信维护模块

通信维护模块包含原料通信表、配料维护表、烧结维护表、成品通信表、流程选择监视5个子模块,用于维护烧结二级系统与公司综合二级系统之间的通信。

5结语

烧结L2管理系统通过HPVMwareEsxiandvsphere虚拟机技术,实现系统硬件的集约使用与管理:通过使用0rac1e数据库、Visua1studio2013及WPF界面框架,实现烧结上下游生产工艺过程信息及物料成分信息的采集与分发,实现烧结设备维护管理、设备状态预警、生产指标预警。

烧结L2管理系统提高了烧结车间生产与管理的效率,减轻了劳动强度,并提升了车间的设备作业率和利用系数,最终实现了增产增效。该系统适用于烧结车间的生产管理,在广泛性、经济性、科学性等方面都具有重大的推广意义。