包鋼寬厚板鑄機(jī)二級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王靜宇　籍曉宇

摘 要：本文針對(duì)包鋼寬厚板現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，通過(guò)引進(jìn)吸收并改進(jìn)外方的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到適應(yīng)本廠的生產(chǎn)實(shí)際需要，借助計(jì)算機(jī)信息管理這個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)系統(tǒng)，二級(jí)系統(tǒng)，三級(jí)系統(tǒng)這三級(jí)系統(tǒng)生產(chǎn)的有序化。提高了產(chǎn)品成材率，有效節(jié)約成本，加快了生產(chǎn)節(jié)奏。通過(guò)二級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算將最優(yōu)設(shè)定值通過(guò)PLC最終指導(dǎo)生產(chǎn)，再經(jīng)過(guò)PLC收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)二級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，給出產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)評(píng)定。最后通過(guò)對(duì)大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，優(yōu)化二級(jí)模型數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：二級(jí)系統(tǒng)；模型；計(jì)算

中圖分類號(hào)：TP315

包頭鋼鐵集團(tuán)公司作為一個(gè)傳統(tǒng)的長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)，面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化的挑戰(zhàn)，為了實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)，建設(shè)了寬厚板現(xiàn)代化生產(chǎn)線，工藝裝備實(shí)現(xiàn)大型化、緊湊化、自動(dòng)化。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)噸的這一巨大跨越，包鋼借助信息化這個(gè)國(guó)際先進(jìn)的管理平臺(tái)，充分利用先進(jìn)的技術(shù)成果，提高企業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益。為此包鋼在寬厚板鑄機(jī)生產(chǎn)線采用DANIELI鑄坯優(yōu)化控制系統(tǒng)，生產(chǎn)高質(zhì)量的中厚板板坯。在此條生產(chǎn)線上電器PLC同計(jì)算機(jī)二級(jí)系統(tǒng)融合成一個(gè)統(tǒng)一的整體，密不可分。真正的將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)之中。

1 系統(tǒng)組成

連鑄二級(jí)系統(tǒng)能夠改善鑄坯質(zhì)量、提高產(chǎn)量、增加金屬收得率和提高連鑄比，應(yīng)用人工智能控制的，加強(qiáng)對(duì)連鑄質(zhì)量的預(yù)報(bào)和控制。例如：二級(jí)模型可以監(jiān)督板坯切割過(guò)程并使損失降至最小，通過(guò)使用交替數(shù)字和長(zhǎng)度修改切割程序，以便給出“最合適”的產(chǎn)品長(zhǎng)度；二級(jí)模型還可以給出一個(gè)靈活的冶煉數(shù)據(jù)庫(kù)，確保二級(jí)工藝控制的最佳結(jié)果，指導(dǎo)生產(chǎn)；二級(jí)模型還可以通過(guò)每個(gè)過(guò)程變量的對(duì)板坯不同影響，以不同方式生產(chǎn)出的板坯的質(zhì)量。對(duì)于每次澆鑄來(lái)說(shuō)，可能定義各過(guò)程變量的優(yōu)化值，或各變量（原則）之間的關(guān)系：通過(guò)過(guò)程工作站（PWS）完成。

在澆鑄過(guò)程中，質(zhì)量控制系統(tǒng)（QCS）模型從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取這些優(yōu)化原則和優(yōu)化值，然后對(duì)從工藝過(guò)程中接收的實(shí)際值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。連鑄二級(jí)系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，包括多個(gè)模型設(shè)計(jì)，它是連鑄自動(dòng)化的重要組成部分，可以說(shuō)離開它整個(gè)連鑄機(jī)將處于半自動(dòng)化狀態(tài)。同時(shí)，它大大地減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)。

一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)這三個(gè)系統(tǒng)結(jié)合在一起構(gòu)成了一個(gè)完整的生產(chǎn)體系，三者缺一不可。而二級(jí)作為一級(jí)與三級(jí)的中間紐帶，起到了一個(gè)承上啟下的作用，顯得尤為重要，它既要確保將三級(jí)的PDI數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳送到一級(jí)，又要獲取一級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)然后傳送到三級(jí)。所以我們要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力使連鑄二級(jí)系統(tǒng)更加完善，確保生產(chǎn)正常穩(wěn)定進(jìn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差，如果二級(jí)服務(wù)器死機(jī)極有可能導(dǎo)致整個(gè)鑄機(jī)設(shè)備損壞，或生產(chǎn)的板坯質(zhì)量也問(wèn)題，更嚴(yán)重的會(huì)造成人員人身傷害，所以服務(wù)器采用NEC公司的容錯(cuò)服務(wù)器，硬盤采用raid1鏡像，容錯(cuò)性達(dá)到觀看視頻無(wú)間隙切換，型號(hào)為NEC express5800/320Fd-LR，電源，內(nèi)存，硬盤，主板包括機(jī)箱均為雙冗余結(jié)構(gòu)。共8個(gè)網(wǎng)卡（每臺(tái)機(jī)器4個(gè)）網(wǎng)卡配置也是雙機(jī)互為鏡像。

服務(wù)器和工作站介紹：（1）二級(jí)服務(wù)器。負(fù)責(zé)冶煉、生產(chǎn)和輔助數(shù)據(jù)庫(kù)的主機(jī)；進(jìn)程運(yùn)行環(huán)境（管理員、模型、通訊驅(qū)動(dòng)）；與PLC、三級(jí)之間的通訊。（2）OWS（操作員工作站）。顯示通過(guò)服務(wù)器從PLC接收到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；允許操作工給出生產(chǎn)命令（鋼水開始、停止…）到服務(wù)器進(jìn)程；顯示服務(wù)器生產(chǎn)結(jié)果（操作命令和生產(chǎn)事件的同一個(gè)結(jié)果）；允許操作員插入手動(dòng)插入的信息；允許操作員產(chǎn)生、瀏覽和打印相關(guān)區(qū)域的生產(chǎn)報(bào)告。（3）PWS（工藝工作站）。允許操作員到數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)冶煉數(shù)據(jù)（在服務(wù)器中）；允許操作員維護(hù)生產(chǎn)計(jì)劃表；允許操作員看各區(qū)域的生產(chǎn)狀態(tài)信息；允許操作員產(chǎn)生、瀏覽和打印所有生產(chǎn)區(qū)域的生產(chǎn)報(bào)告。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)二級(jí)系統(tǒng)下發(fā)設(shè)定值或下發(fā)命令通知基礎(chǔ)級(jí)進(jìn)行動(dòng)作，并在生產(chǎn)過(guò)程中中期進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣對(duì)比反饋后二級(jí)在進(jìn)行對(duì)設(shè)定值和實(shí)際值的對(duì)比計(jì)算從而得到最優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)并下發(fā)給基礎(chǔ)級(jí)，指導(dǎo)生產(chǎn)，產(chǎn)生高質(zhì)量板坯，節(jié)約鋼水，提高鑄坯質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：王靜宇（1976-），男，就職于信息辦與網(wǎng)絡(luò)中心，碩士研究生導(dǎo)師，副教授，主要研究方向：云計(jì)算與信息安全；籍曉宇（1980-），男，內(nèi)蒙古包頭人，中級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)與應(yīng)用。

作者單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010；包頭鋼鐵集團(tuán)連鑄連軋廠，內(nèi)蒙古包頭 014010