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1、京唐脱脂机组过程控制系统的设计 摘 要：过程计算机控制系统（Process Control System）位于工厂生产管理系统（三级）和基础自动化（一级）之间，是第二级。在生产线自动控制系统中是用来管理生产过程数据的计算机系统，本文主要介绍了京唐脱脂机组过程控制系统的基本结构和功能。 下载论文网关键词：电解脱脂 数据字典 过程控制一、前言本文介绍了电解脱脂机组过程计算机控制系统的设计思想和实现方法。该系统按要求完全实现了一个过程控制系统的所有功能，特别是实现了全线物料跟踪、生产设定值计算和监控部分完全集成，生产计划和原料数据管理、产品质量收集等高级功能，同时实现了和PLC系统的高性能通讯、和生
2、产管理系统的通讯、完备的Log系统、高性能的进程间通讯等。二、电解脱脂机组过程控制主要功能（1）接收三级计算机下发的生产计划数据、原料钢卷数据。（2）按三级和现场操作人员的要求，制定生产计划，计算各原料钢卷的生产设定值，并在生产时及时下发给基础自动化系统。（3）收集生产过程数据和成品质量数据，实时保存到数据库中，按物料信息进行有序组织存放。（4）为操作人员提供操作界面，使操作人员能够操作生产线和管理各种L2相关数据。（5）为系统维护和管理人员提供程序运行日志以及自动完成的系统维护任务。三、过程控制系统总体框架设计过程控制系统从程序的体系结构上，分为以下部分：实时数据处理部分、信息管理部分和实时
3、数据通讯部分，核心部分是实时数据处理部分。实时数据处理部分的程序结构的主体是一个处理实时事件的消息循环，是典型的事件触发的程序设计。数据管理部分的结构类似于一般的信息管理系统，核心是数据库，外围有业务处理程序部件或进程，还有数据操作界面。实时数据通讯部分，完成基本的数据通讯任务，同时需要完成不同平台间的数据格式转换。实时通讯程序在设计上要求简单、高效、不需要容错、自动管理网络连接、数据传输采用同步方式。过程控制系统的其它要求还有：系统提供运行日志功能、完备的诊断工具等。过程控制系统在正常运行或在调试过程中，当系统出现错误时，不可能像普通信息管理系统一样，重复错误现象，只能够利用完备的运行日志中
4、记录数据和运行轨迹来查找错误。在程序运行过程中，系统管理人员和系统开发人员需要经常利用诊断工具检查系统状态。过程控制系统大多是作为后台服务程序在运行，诊断工具和监视工具对于过程控制系统是必须的。四、程序开发平台的选择本系统的开发平台是VS2010，使用的语言是C#。主要程序模块以APPLICATION的方式在服务器上运行，并使用信息服务以WEB网站的模式将其浏览界面及外部接口发布到各个服务器上以供浏览和调用。这样在客户机上，只需要安装看门狗，运行库和网页浏览用的安全策略就可以以下载的方式浏览服务器上提供的界面。而不需要安装数据库客户段，较为简便。五、程序结构和主要模块设计本程序一共包含以下后台
5、模块（1）DB_DEF：数据库定义模块，动态链接库的形式供其它进程调用。负责管理电解脱脂生产控制系统的所有数据表字段及查询语句。（2）DD_DEF：数据字典定义模块，动态链接库的形式供其它进程调用。负责管理和存储电解脱脂生产控制系统中所有的数据结构，数据结构相对应的电文结构，以及数据结构对应的共享内存使用的包装类成员。（3）L2_Recive：负责处理和脱脂PLC的TCP/IP网络通讯，建立和保持网络连接，监测网络状态，在通讯中断后自动恢复网络连接。接收PLC上传的通讯报文，进行低级的报文格式转换，包括报文号格式转换、数值数据字节码顺序转换。转换后的报文将发送给S2H进行高层的报文分解。这个程
6、序模块主要处理循环PLC循环发送的生产线状态报文，包括PLC跟踪同步报文、各生产段测量值报文、速度报文、焊缝位置报文等，这些报文发送速度快，要求的处理速度也快，数据量大。（4）L2_Send：负责处理和脱脂PLC的TCP/IP网络通讯，向PLC发送过程系统计算好的设定值等数据。（5）S2H：测量值报文处理，将L2_Recive转换过的数据报文分解出数据值，形成新的报文，向其它处理模块发送，主要向MT进程发送。（6）MT：物料跟踪进程。本进程跟踪电解脱脂线从开卷机到出口步进梁称重位置钢卷/带钢数据。同时为其它进程的执行提供协调，向其它进程发送事件报文，触发其它进程执行特定任务。（6）ShmMt：
7、共享内存的管理模块，动态链接库的形式供其它进程调用。（7）SP：设定值计算进程。带钢的脱脂生产设定值由本进程计算。（8）DB_SERV：数据库事务处理进程，用来实施各种查询添加修改删除的数据操作。六、人机界面系统（一）生产计划管理画面本画面显示L3下发的生产计划，三级下发数据后，此画面立刻可以见到，同时可以按各种条件重排计划，如果改卷前不符合生产要求可以将此卷提出到滞留队列中。如果此钢卷满足要求了可以进入生产计划，计划可以删除，上下排序。当开始生产这卷是，这卷数据从计划列表中删除。（二）钢卷主数据输入及修改画面本画面完成钢卷主数据输入及修改功能。要求能够检查输入数据的完整性、有效性，能够为部分
8、数据提供缺省值，能够计算带钢的长度。要求能够根据输入的查询条件，正确选出符合条件的未生产钢卷。能够根据选出/填入的钢卷号，查找出该钢卷的全部原料数据和生产要求数据，并填充到修改画面中。能够接受用户的输入，并将修改后的数据保存到数据库中，要求任意点击某条记录能将此数据再次显示到操作框以便修改，修改的数据与原数据相比各项准确无误。能够将输入完成的成品钢卷数据保存的后台数据库中。（三）数据查询/生产实际上传画面在该画面上，可根据用户输入的查询条件，显示符合条件的生产结果数据（成品卷数据）。所有的查询结果可被打印成报表。所有数据可以上传到三级。（四）交接班管理画面该画面上显示交接班规则，可对该规则进行修改，并将修改后的数据保存到数据库中；可根据交接班规则自动重新生成当前日期后的交接班数据。可对当前日期后的交接班数据进行换班操作。
京唐脱脂机组过程控制系统的设计
