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在线数据分析提高钢铁生产数字化水平

作者:王文志2009.07.13阅读 6911

  1  引言
  伴随着中国钢铁产业迅猛发展,数字化技术的应用正对现代钢铁产业产生着巨大的影响和渗透力。钢铁产业的数字化水平

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,不仅是改变传统钢铁产业的锐利武器,也是衡量钢铁生产现代化水平的重要标志。而作为数字化技术的一个重要组成因素

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,数据的应用就显得尤为重要[1][2]。所以如何采集数据,如何分析数据,如何整合数据正是实施这项技术的关键所在。
  本文主要介绍了唐山钢铁股份有限公司(以下简称唐钢)超薄带钢生产线数据采集/分析系统的系统配置和主要功能的实现。
  唐钢超薄带钢生产线于2003年6月正式投产。此薄板生产线是一条集世界上最先进的薄板生产技术和实力于一体的连铸连轧生产线控制工程网版权所有,生产的成品从0.8毫米厚到12.7毫米厚,包含60个钢种

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,25种厚度和10种宽度,规格比较多,分类比较细,对产品的质量要求比较高。因此在开发新品种以及对产品进行优化时,使用的手段就是通过在线数据采集分析系统对保存的大量数据进行反复分析控制工程网版权所有,模拟CONTROL ENGINEERING China版权所有,从而为数学模型参数的制定提供了科学依据,大大缩短了研制和开发周期,同时在线数据采集分析系统将生产过程中大量生产技术数据和工程数据通过转储得以整合,建立了从钢水、材坯
、板带到成品卷整个生产区域的信息的数据库,为实现厂级数据信息管理和更高层次数据信息管理提供了基础。
  2  系统简介
  从功能上讲,在线生产数据采集/分析系统主要完成采集轧机二级alpha服务器数据

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,通过数据通讯,传递到pc分析机和pc服务器上。运行pc客户端的数据分析软件,来完成数据的分析;通过bea公司提供的message-q软件包编制通讯接口程序,接收轧机二级系统传送的数据写入数据库,来完成与上级管理计算机的数据整合。
  2.1 系统配置
  网络系统拓扑图如图1所示。系统硬件组成参见表1。系统的软件组成参见表2。在线生产数据采集/分析系统的通讯接口主要包括轧线二级计算机系统与数据分析机之间的通讯接口与轧线二级计算机系统与数据服务器(oracle)之间的通讯接口。

网络系统拓扑图


  图1  网络系统拓扑图


  2.2 轧线二级计算机系统与数据分析机之间的通讯接口
  (1) 鉴于轧机二级计算机数学模型分析的需要,须从轧机二级系统采集大量的数据。这些数据包括轧件在不同区域的实际结果数据,同时还包括轧件本身的属性数据以及分类数据和控制数据。这些数据在由alpha系统向数据分析pc传递时需占用大量的系统资源。为了解决这一矛盾CONTROL ENGINEERING China版权所有,在alpha机侧根据数据的流向极其发生的时序,将不同的数据分类以文件的形式保存在alpha磁盘上。这里值得一提的是,由于轧件的实际结果数据数据量非常大,在实际操作中根据实际数据的来源情况,以二进制文件的形式存储在磁盘指定的目录下。其文件的扩展名为*.bin,文件名则以轧件属性之一板坯号进行标识。而对于轧件本身的属性数据以及分类数据和控制数据CONTROL ENGINEERING China版权所有,则以文本文件的形式存贮在alpha机制定的目录下。其文件的扩展名为*.csv,文件名以文件的创建时间进行标识。在数据分析机pc侧,通过文件传输协议(ftp)服务读取alpha指定磁盘空间的文件(二进制文件和文本文件),写入数据分析机本身磁盘的指定目录下保存。而在数据分析机的不同客户端上,以文件共享的方式,通过execl vba脚本编制宏读取文件,以图表的方式显示数据来完成对在线数据的分析。
  (2) 数据分析机系统与轧机二级系统是通过文件传输协议(ftp)进行通讯的,具体层次结构及相互关系表示如图2所示。

ftp通讯系统层次结构关系图


  图2  ftp通讯系统层次结构关系图


  它们的通讯格式是:         
  协议:上端使用文件传输协议(ftp)
  下端使用tcp/ip;
  物理环境:100mbps以太网 ; 
  访问方式:  pc机以用户名/密码的方式访问alpha主机;
  文件格式: 文件以二进制文件或文本文件的格式存放在指定磁盘目录内;
  应用程序类型:以进程服务的形式存于各自的操作系统中;
  (3) 二进制文件传输规则:根据指定的文件目录对文件进行传输,由源地到目的地文件类型不变;如果文件传输成功,则对文件源进行删除操作;如果传送失败,则对源文件进行保存,直至传输成功;
  (4) 文本文件传输规则:由于文本文件容量较小,所以在文件传输过程中,不必考虑对源文件进行删除操作www.cechina.cn,以避免造成网络间频繁的操作。
  数据功能流如图3所示。

数据流图


  图3  数据流图


  2.3 轧线二级计算机系统与数据服务器(oracle)之间的通讯接口
  (1) 由于轧线二级参与过程控制的数据巨大,同时还要从轧线的一级(plc)系统采集大量的实际数据(其中包括产品结果数据,数

标签:热轧,轧钢,
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