连铸过程控制系统的研究和应用 (1)_过程控制_工艺数学模型

连铸过程控制系统的研究和应用 (1)

2010/6/30 15:58:00

0前言
　　
　　随着我国钢铁行业的快速发展，替代老式企业分散的、以人为主的管理模式，实现企业信息化统一管理模式已成为各钢铁企业的追求目标。目前，信息化的管理模式在一些大型企业已经有了实践，并且充分显示了其易于管理、资源共享、节省人力，物力、大大提高生产效率和生产质量的优点。连铸过程控制系统作为实现钢铁企业信息化目标中的重要环节，其集成了先进的工艺和控制技术，使铸坯质量得到极大提高、生产管理更加方便，增强了企业竞争力。
　　
　　钢铁企业信息管理系统自上而下的层次结构一般可划分为为：ERP资源管理系统;生产管理系统（L3级）、生产制造执行系统（MES）;过程控制系统（L2级）;基础自动化（L1级）。连铸过程控制系统正是基于连铸生产线上建立的过程控制系统，连接着连铸基础自动化（L1级）系统和炼钢生产管理（L3）系统，使生产信息化系统和生产基础自动化系统实现了一体化。它是提高产品质量重要的不可替代的环节。
　　
　　1硬件、软件组成结构
　　
　　因为连铸过程控制系统中需要保证生产信息数据存储的安全性、模型计算需要保证计算高的并发性和实时性，同时要保证整个系统的易于操作性、易于管理性和系统稳定性。所以，硬件、软件的合理选择和结构的合理配置非常重要。
　　
　　1.1硬件结构
　　
　　硬件系统主要由1台数据库服务器SVR_DBS、1台应用服务器VR_APP、2台客户机CLIENT1,CLIENT2、1台3COM交换机、1台刻录机、1台网络打印机、若干网络连接设备（网卡、网线）组成。
　　
　　数据库服务器选用HPProliantDL360G5机架式标准配置服务器，选用冗余磁盘阵列卡ET200（配阵列为Raid5）配合4块大容量的热插拔SCIS硬盘可实现当任一硬盘出现故障时通过热插拔方式用新硬盘替换坏硬盘并自动恢复数据从而保证了系统的安全性。配置的刻录机可以定期刻录历史数据进行归档。
　　
　　应用服务器选用HPProliantDL360G5机架式标准配置服务器，其Xeon级的双核CPU处理能力和大容量的一、二级缓存及内存保证了模型计算的实时性和多并发处理能力。应用服务器采用双网卡，一个连接基础自动化系统，另一个连接到L2级3COM交换机，是L1、L2级网络的隔离和接口点。
　　
　　客户机选用HPDC7700商用计算机，客户机一台位于主控室，供工艺人员和操作工监控生产过程状态和模型计算结果并向操作工提出合理的生产建议（如建议稳定拉速等）;另一台客户机位于切割室，主要根据采集的生产过程数据通过切割优化模型计算出最佳切割定尺提供给操作工参考。
　　
　　网络打印机选用HP1020n，用来打印生产报表。
　　
　　数据库服务器、应用服务器、客户机、网络打印机通过网络连接设备连接到3COM交换机组成了100M以太网。
　　
　　硬件结构简图如下：

　　
　　1.2软件结构
　　
　　软件结构采用服务器/客户机结构，整个系统以数据库为中心，应用服务器中的通讯软件从基础自动化系统采集现场实时数据并保存到数据库服务器的ORACLE数据库中，计算模型从数据库提取数据经过计算后将结果放回数据库中供客户机监控显示或由通讯程序下载到基础自动化系统指导生产。
　　
　　数据库服务器装有WINDOWS2003SERVER操作系统，应用软件为ORACLE10g数据库软件，用于对所有实时数据和历史数据的存储、维护管理。
　　
　　应用服务器装有WINDOWS2003SERVER操作系统，应用软件为VISUALSTUDIO2005,通讯软件为siemensindustrialethernetsoftnet-s7forwindows（支持OPC），工艺计算数学模型以服务的形式在后台运行。
　　
　　客户机装有WINDOWSXP操作系统，应用程序软件为CCM_PCS，客户机主要显示生产计划、生产信息、工艺信息、设备管理以及模型运算结果;需要人工输入和干预的界面以及对各子系统的管理。
　　
　　软件逻辑结构简图如下：

　　
　　2、功能描述
　　
　　连铸二级过程控制系统主要完成以下功能：冶金数据库的维护和管理、连铸生产过程信息的维护、管理;主要设备使用、维护的信息管理;现场过程数据的采集、存储、显示、分析和重要操作的日志记录;对生产过程的跟踪;工艺数学模型的运行、监控;对工艺人员的指导;操作维护人员的权限管理;生产报表的产生