鄭克銘

（寶信軟件（南京）有限公司自動化工程部，江蘇 南京 210039）

0 引 言

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在企業(yè)信息系統(tǒng)中起到承上啟下的貫通作用，是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁。也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理到具體實(shí)施之間構(gòu)建計(jì)算機(jī)化的、自動化的、最佳化的橋梁。根據(jù)生產(chǎn)執(zhí)行相關(guān)各種資源情況及業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)信息，進(jìn)行合理有效地組織生產(chǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)成熟的工業(yè)通信接口，自動采集生產(chǎn)線的各類數(shù)據(jù)，監(jiān)視生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、實(shí)時(shí)掌握整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)概況、精細(xì)的生產(chǎn)監(jiān)管和物料跟蹤等一系列需求。解決信息孤島，體現(xiàn)精益生產(chǎn)、業(yè)務(wù)協(xié)同、整合高效的管理理念。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)從上至下分為三層，即前端展示層、數(shù)據(jù)采集和存儲服務(wù)層、基礎(chǔ)自動化層，如圖1所示。

基礎(chǔ)自動化層：為各工序PLC、稱重儀表、測溫儀表等設(shè)備數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)采集和存儲服務(wù)層：通過采集中間件與基礎(chǔ)自動化設(shè)備通信將數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)為OPC協(xié)議數(shù)據(jù)，采集后臺處理程序?qū)崟r(shí)獲取并處理數(shù)據(jù)。

圖1 煉鋼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體架構(gòu)

前端展示層：圖形化顯示各工序生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)并形成作業(yè)實(shí)績，操作人員根據(jù)權(quán)限可以對實(shí)績進(jìn)行增、刪、改、查操作。完整的操作實(shí)績和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信號通過消息中間件發(fā)送給煉鋼MES系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)

煉鋼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括生產(chǎn)指令管理、過程數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過程跟蹤、生產(chǎn)實(shí)績管理和設(shè)備停機(jī)信息，功能架構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能架構(gòu)示意圖

生產(chǎn)指令管理：接收煉鋼MES系統(tǒng)下發(fā)的煉鋼生產(chǎn)指令及制造標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)脫硫/轉(zhuǎn)爐/精煉/連鑄不同的工藝情況進(jìn)行查詢顯示。生產(chǎn)過程中依據(jù)生產(chǎn)情況，可以根據(jù)上層系統(tǒng)下達(dá)的指令進(jìn)行鋼種變更等作業(yè)。

過程數(shù)據(jù)采集：定周期或事件觸發(fā)從脫硫/轉(zhuǎn)爐/精煉/連鑄基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)獲取生產(chǎn)實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的邏輯檢查，為其他應(yīng)用功能模塊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

生產(chǎn)過程跟蹤：接收各工序L1控制系統(tǒng)送來的入站、出站、裝入開始、吹煉、出鋼、排渣等一連串設(shè)備動作信號及事件信號。根據(jù)事件信號，在邏輯判斷后掌握各設(shè)備和作業(yè)狀態(tài)的遷移，跟蹤轉(zhuǎn)爐/精煉/連鑄當(dāng)前生產(chǎn)的基本情況，并向上層管理系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

生產(chǎn)實(shí)績管理：查詢、修改各工序生產(chǎn)實(shí)績，生產(chǎn)實(shí)績按MES要求的格式反饋給煉鋼MES系統(tǒng)。

2 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

2.1 總體業(yè)務(wù)流程

總體業(yè)務(wù)流程如圖3所示。數(shù)采系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要是接收MES生產(chǎn)計(jì)劃信息，實(shí)時(shí)采集基礎(chǔ)自動化的設(shè)備工藝數(shù)據(jù)信息，根據(jù)計(jì)劃生成生產(chǎn)實(shí)績，對于不能夠自動采集的數(shù)據(jù)需要人工進(jìn)行補(bǔ)錄形成完整的生產(chǎn)實(shí)績，發(fā)送給MES系統(tǒng)。煉鋼數(shù)采系統(tǒng)，從脫硫開始到連鑄出坯結(jié)束，其中包括了脫硫、轉(zhuǎn)爐、LF爐、RH爐、連鑄6個(gè)工序。

2.2 脫硫生產(chǎn)作業(yè)流程

脫硫業(yè)務(wù)流程如圖4所示。鐵水包入站、加入脫硫劑、進(jìn)行攪拌（或噴吹）、扒渣、鐵水離站。主要記錄攪拌（或噴吹）開與結(jié)束時(shí)間、鐵水包進(jìn)出站時(shí)間、鐵水重量、罐號、鐵次號、脫硫劑量、鎂流量、鎂消耗量、溫度等數(shù)據(jù)。

圖3 煉鋼數(shù)采總體業(yè)務(wù)流程

圖4 脫硫業(yè)務(wù)流程

2.3 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)作業(yè)流程

業(yè)務(wù)流程如圖5所示。爐次開始加入廢鋼、兌鐵、吹氧、底吹、出鋼、鋼包離站、濺渣。主要記錄數(shù)據(jù)有：進(jìn)出站時(shí)間、兌鐵開始與結(jié)束時(shí)間、吹氧開始與結(jié)束時(shí)間、出鋼開始與結(jié)束時(shí)間、濺渣開始與結(jié)束時(shí)間、爐號、廢鋼加入量、鐵水加入量、散料加入量、合金料加入量、吹氧、測溫、吹氬等工藝數(shù)據(jù)。

2.4 LF爐生產(chǎn)作業(yè)流程

業(yè)務(wù)流程如圖6所示。鋼包入站、通電開始、通電結(jié)束、加料、喂絲、鋼包離站。主要記錄數(shù)據(jù)：進(jìn)出站時(shí)間、通電開始與結(jié)束時(shí)間、爐號、電耗、輔料加入量、合金加入量、喂絲長度、溫度、軟吹時(shí)間、鋼包重量、相關(guān)的工藝數(shù)據(jù)等。

2.5 RH爐生產(chǎn)作業(yè)流程

業(yè)務(wù)流程如圖7所示。鋼包到站、抽真空、極真空、破空、喂絲、鋼包離站。主要記錄數(shù)據(jù)有：進(jìn)出站時(shí)間、抽真空時(shí)間、破空時(shí)間、爐號、喂絲長度、鋼水溫度、真空度、合金加入量、相關(guān)工藝數(shù)據(jù)等。

2.6 連鑄生產(chǎn)作業(yè)流程

業(yè)務(wù)流程如圖8所示。鋼包到站、澆鑄開始、澆鑄結(jié)束、鋼包離站。主要記錄的數(shù)據(jù)有：鋼包到站與離站時(shí)間、澆鑄開始與結(jié)束時(shí)間、爐號、澆鑄前鋼包重量、澆鑄完成后鋼包重量、中包重量、中包溫度、鋼包到達(dá)溫度、每流的拉速、二冷水、結(jié)晶器等相關(guān)的工藝數(shù)據(jù)。

3 功能描述

3.1 脫硫生產(chǎn)作業(yè)

脫硫作業(yè)整體功能，主要是脫硫生產(chǎn)實(shí)績、工藝實(shí)績數(shù)據(jù)收集工作，輔助現(xiàn)場生產(chǎn)并為上層管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。具體為：

（1）鐵包入站。操作人員選擇鐵水包確認(rèn)入站，記錄入站時(shí)間、包號、鐵次號、鐵水重量等數(shù)據(jù)，開始一個(gè)爐次的實(shí)績收集。

（2）處理開始。根據(jù)基礎(chǔ)自動化信號通常使用噴吹槍下槍信號獲取噴吹（或攪拌）開始時(shí)刻、噴吹（或攪拌）結(jié)束時(shí)刻、測溫、KR脫硫根據(jù)成分計(jì)算脫硫劑量、鎂流量、鎂消耗量等數(shù)據(jù)。

（3）鐵包出站。鐵包出站獲取出站時(shí)間，并將作業(yè)實(shí)績發(fā)送給MES系統(tǒng)。鐵包出站獲取出站時(shí)間，并將作業(yè)實(shí)績發(fā)送給MES系統(tǒng)。

（4）處理時(shí)長。第一次噴吹開始到最后一次噴吹結(jié)束。

（5）處理周期。鐵包到站到處理結(jié)束。

（6）實(shí)績查詢。根據(jù)條件（如：開始結(jié)束時(shí)刻、爐座號、處理號等）查詢脫硫?qū)嵖儦v史記錄，根據(jù)用戶權(quán)限可以修改實(shí)績。

圖5 轉(zhuǎn)爐業(yè)務(wù)流程

圖6 LF爐業(yè)務(wù)流程

圖7 RH爐業(yè)務(wù)流程

圖8 連鑄機(jī)業(yè)務(wù)流程

3.2 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)作業(yè)

轉(zhuǎn)爐作業(yè)整體功能，根據(jù)出鋼計(jì)劃進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉作業(yè)，主要是完成轉(zhuǎn)爐冶煉實(shí)績、工藝實(shí)績數(shù)據(jù)收集工作，輔助現(xiàn)場生產(chǎn)并為上層管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

3.2.1 接收MES下發(fā)信息

（1）出鋼計(jì)劃。規(guī)定了處理順序的爐次計(jì)劃，稱為出鋼計(jì)劃，本次出鋼計(jì)劃以爐次為單位，由煉鋼MES系統(tǒng)下達(dá)出鋼計(jì)劃。在接收出鋼計(jì)劃信息時(shí)，與煉鋼MES系統(tǒng)有如下約定：

1）邏輯檢查：出鋼計(jì)劃中指定的出鋼記號的制造標(biāo)準(zhǔn)必須已經(jīng)存在。

2）計(jì)劃的鎖定時(shí)間為：轉(zhuǎn)爐主原料加入，一旦主原料加入，這個(gè)爐次的計(jì)劃不能被刪除。

3）精煉路徑的變更：尚未發(fā)生鋼包到達(dá)的精煉，可以在MES系統(tǒng)通過修改精煉路徑來重新調(diào)整精煉的路徑，但發(fā)生過的（已經(jīng)鋼包到達(dá)和已經(jīng)處理過的）精煉，這種精煉的路徑不可以再更改或刪除。

4）鋼種變更：在主原料加入前的鋼種變更，則通過MES系統(tǒng)出鋼計(jì)劃下達(dá)，直接修改出鋼計(jì)劃中的制造命令號和內(nèi)部鋼種；在主原料加入后的鋼種變更，則通過鋼種變更（制造命令號變更）電文下達(dá)。

5）出鋼計(jì)劃的狀態(tài)將根據(jù)各個(gè)工位的實(shí)際執(zhí)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的變更。計(jì)劃是物流的指導(dǎo)，物流必須嚴(yán)格按照計(jì)劃指定的路徑來行進(jìn)，如果因?yàn)槟硞€(gè)工序發(fā)生設(shè)備故障不能夠進(jìn)行下去，可以通知調(diào)度，由調(diào)度及時(shí)修改路徑，不可以隨便亂改路徑，以確保物流和信息流的暢通性和一致性。

（2）鋼種變更。具體包括：

1）在轉(zhuǎn)爐主原料裝入后且澆注開始前，如果需要更改制造命令，只有通過鋼種變更信息來實(shí)現(xiàn)鋼種變更。

2）當(dāng)一爐次的計(jì)劃排定后，在該爐次沒有在轉(zhuǎn)爐裝入之前的鋼種更替為計(jì)劃變更，不屬鋼種變更范疇。

（3）出鋼計(jì)劃交換。同時(shí)進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)的兩爐鋼水由于溫度、化學(xué)成分、工藝過程等要求，不能按原計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)，且未開澆，為了有效利用生產(chǎn)資源將兩爐鋼水的計(jì)劃對換，繼續(xù)生產(chǎn)。

3.2.2 檢化驗(yàn)實(shí)績數(shù)據(jù)

接收通過MES系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的檢化驗(yàn)系統(tǒng)的鋼水成分?jǐn)?shù)據(jù)，包括爐次號、試樣號、各元素分析值等信息，根據(jù)工藝卡信息（制造標(biāo)準(zhǔn)）對成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行判定，判定結(jié)果用不同顏色顯示區(qū)分。

3.2.3 實(shí)績收集

（1）爐次開始。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的爐次開始觸發(fā)信號，此時(shí)生成爐次號并與該轉(zhuǎn)爐最新的出鋼計(jì)劃匹配，此后轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的各種消耗將歸屬該爐，直至爐次結(jié)束。

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)廢鋼斗號記錄依次入斗的廢鋼、鋼渣、鐵塊等重量。再選擇轉(zhuǎn)爐爐座號、裝入。

（3）吹氧開始。基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)提供吹氧狀態(tài)信號，采集系統(tǒng)記錄開吹時(shí)刻、氣體壓力、流量等數(shù)據(jù)。

（4）投入輔料。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的各料倉下料信號（如料倉閥門開頭）與料斗稱的重量數(shù)據(jù)，收集各料倉的排料量，生成加料實(shí)績。

（5）吹氧結(jié)束。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的吹氧狀態(tài)信號，記錄吹氧結(jié)束時(shí)刻、吹氧時(shí)間、耗氧量等數(shù)據(jù)。

（6）測溫/取樣。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的測溫槍測溫信號和測溫溫度，自動采集測溫時(shí)刻、溫度，生成工序測溫實(shí)績。

接收煉鋼MES下發(fā)的檢化驗(yàn)實(shí)績。

（7）出鋼開始。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的出鋼信號（通常根據(jù)轉(zhuǎn)爐的傾動角度），記錄出鋼開始時(shí)刻。

（8）投入合金輔料。人工在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)錄入投入合金輔料的名稱、重量。

（9）出鋼結(jié)束。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的出鋼信號（通常根據(jù)轉(zhuǎn)爐的傾動角度），記錄出鋼結(jié)束時(shí)刻，根據(jù)鋼包車稱重量數(shù)據(jù)計(jì)算鋼水重量。

Step 1.The instructions(SATC)and the read-backs(SP),which have been converted into text format,are segmented into single words by the Chinese word segmentation method.

（10）吹氮濺渣。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的濺渣狀態(tài)信號，記錄總管壓力、流量、濺渣開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、氮耗。

（11）氬站。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的吹氬信號記錄吹氬開始、結(jié)束時(shí)刻、氬氣流量、壓力、消耗量等。

（12）爐次結(jié)束。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的爐次結(jié)束信號，記錄爐次結(jié)束時(shí)刻。

（13）冶煉周期。從上爐吹氧開始鐵到本爐吹氧開始的間隔時(shí)間，若上爐出鋼結(jié)束到本爐吹氧開始時(shí)長超過20分鐘，則判定中間有檢修，周期為本爐兌鐵開始到爐次結(jié)束。

（14）鎮(zhèn)靜時(shí)間。吹煉終了時(shí)刻到出鋼開始時(shí)刻。

（15）實(shí)績上傳。各事件點(diǎn)發(fā)送轉(zhuǎn)爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀況給MES。

爐次結(jié)束后發(fā)送轉(zhuǎn)爐實(shí)績、加料實(shí)績等信息給MES。

（16）應(yīng)答信息。根據(jù)需要給MES系統(tǒng)發(fā)送計(jì)劃應(yīng)答等信息。

（17）實(shí)績查詢。根據(jù)條件（如：開始、結(jié)束時(shí)刻，爐座號，熔煉號等）查詢轉(zhuǎn)爐實(shí)績歷史記錄，根據(jù)用戶權(quán)限可以修改實(shí)績。

3.3 LF爐生產(chǎn)作業(yè)

LF爐作業(yè)整體功能，主要是完成LF爐生產(chǎn)實(shí)績、工藝實(shí)績數(shù)據(jù)收集工作，輔助現(xiàn)場生產(chǎn)并為上層管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

3.3.1 接收MES下發(fā)信息

出鋼計(jì)劃信息主要包括：計(jì)劃號、熔煉號、制造命令號等。如果轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包沒有按計(jì)劃中指定的工藝路徑向后流轉(zhuǎn)，MES系統(tǒng)需要及時(shí)更新出鋼計(jì)劃并下發(fā)給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

3.3.2 檢化驗(yàn)實(shí)績數(shù)據(jù)

接收通過MES系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的檢化驗(yàn)系統(tǒng)的鋼水成分?jǐn)?shù)據(jù)，包括爐次號、試樣號、各元素分析值等信息，根據(jù)工藝卡信息（制造標(biāo)準(zhǔn)）對成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行判定，判定結(jié)果用不同顏色顯示區(qū)分。

3.3.3 實(shí)績收集

（1）鋼包入站。自動采集入站信號（氬氣閥門打開），記錄入站時(shí)間等數(shù)據(jù)，與計(jì)劃號綁定，開始一個(gè)爐次的實(shí)績收集。（若具備自動采集條件則自動判斷人工確認(rèn)）。

（2）處理開始。根據(jù)基礎(chǔ)自動化信號觸發(fā)（合閘、弧流上升）通電開始與結(jié)束時(shí)刻，獲取耗電量、吹氬開始時(shí)刻、吹氬結(jié)束時(shí)刻、吹氬持續(xù)時(shí)間、氬氣消耗量數(shù)據(jù)。

（3）鋼包出站。自動采集出站信號觸發(fā)（氬氣閥門關(guān)閉）獲取出站時(shí)間，并將出站溫度記錄進(jìn)實(shí)績。

（4）軟吹時(shí)間?，F(xiàn)場觸發(fā)信號開始到鋼包出站的時(shí)間。

（5）測溫/取樣。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的測溫槍測溫信號和測溫溫度，自動采集測溫時(shí)刻、溫度，生成工序測溫實(shí)績。接收煉鋼MES下發(fā)的檢化驗(yàn)實(shí)績。

（6）加料實(shí)績。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的各料倉下料信號（如料倉閥門開頭）與料斗稱的重量數(shù)據(jù)，收集各料倉的排料量，生成加料實(shí)績。

（7）喂絲。根據(jù)喂絲機(jī)自動化系統(tǒng)提供的喂絲信號與喂絲量，采集喂絲開始、結(jié)束時(shí)刻、喂絲長度等數(shù)據(jù)。

（8）精煉送電時(shí)間。第一次通電到通電結(jié)束時(shí)（每次通電時(shí)長累加）。

（9）處理周期。第一次通電開始時(shí)刻至最后一次通電結(jié)束時(shí)刻。

（10）壓水時(shí)間。第一次通電開始時(shí)間到爐后吹氬結(jié)束時(shí)間

（11）實(shí)績上傳。各事件點(diǎn)（如鋼包到站、處理開始、處理結(jié)束、鋼包離站）發(fā)送精煉爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀況給MES。爐次結(jié)束后發(fā)送RH爐次實(shí)績、加料（喂絲）實(shí)績、測溫實(shí)績信息給MES。

（12）實(shí)績查詢。根據(jù)條件（如：開始、結(jié)束時(shí)刻，爐座號，熔煉號等）查詢轉(zhuǎn)爐實(shí)績歷史記錄，根據(jù)用戶權(quán)限可以修改實(shí)績。

3.4 RH爐生產(chǎn)作業(yè)

RH爐作業(yè)整體功能，主要是完成RH爐生產(chǎn)實(shí)績、工藝實(shí)績數(shù)據(jù)收集工作，輔助現(xiàn)場生產(chǎn)并為上層管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。以下為主要功能說明。

3.4.1 接收MES下發(fā)信息

出鋼計(jì)劃信息主要包括：計(jì)劃號、熔煉號、制造命令號等。如果轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包沒有按計(jì)劃中指定的工藝路徑向后流轉(zhuǎn)，MES系統(tǒng)需要及時(shí)更新出鋼計(jì)劃并下發(fā)給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

3.4.2 檢化驗(yàn)實(shí)績數(shù)據(jù)

接收通過MES系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的檢化驗(yàn)系統(tǒng)的鋼水成分?jǐn)?shù)據(jù)，包括爐次號、試樣號、各元素分析值等信息，根據(jù)工藝卡信息（制造標(biāo)準(zhǔn)）對成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行判定，判定結(jié)果用不同顏色顯示區(qū)分。

3.4.3 實(shí)績收集

（1）鋼包入站。自動采集入站信號，記錄入站時(shí)間等數(shù)據(jù)，并與計(jì)劃號綁定。

（2）處理開始。根據(jù)基礎(chǔ)自動化信號觸發(fā)（抽真空開始信號）記錄抽真空、極真空度、極真空時(shí)間、破空時(shí)刻等數(shù)據(jù)。

（3）測溫/取樣。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的測溫槍測溫信號和測溫溫度，自動采集測溫時(shí)刻、溫度，生成工序測溫實(shí)績。接收煉鋼MES下發(fā)的檢化驗(yàn)實(shí)績。

（4）加料實(shí)績。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的各料倉下料信號（如料倉閥門開頭）與料斗稱的重量數(shù)據(jù)，收集各料倉的排料量，生成加料實(shí)績。

（5）喂絲。根據(jù)喂絲機(jī)自動化系統(tǒng)提供的喂絲信號與喂絲量，采集喂絲開始、結(jié)束時(shí)刻、喂絲長度等數(shù)據(jù)。

（6）鋼包出站。自動采集出站信號觸發(fā)獲取出站時(shí)間，并將出站溫度記錄進(jìn)實(shí)績。

（7）到工作真空度時(shí)間。到達(dá)真空度時(shí)刻—開始抽真空時(shí)刻。

（8）真空保持時(shí)間。到達(dá)真空度時(shí)刻到破空時(shí)刻。

（9）軟吹時(shí)間。不再添加料時(shí)到關(guān)閉氬氣時(shí)。

（10）靜置時(shí)間。破空時(shí)到出站時(shí)。

（11）實(shí)績上傳。各事件點(diǎn)發(fā)送精煉爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀況給MES。爐次結(jié)束后發(fā)送RH爐次實(shí)績、加料（喂絲）實(shí)績、測溫實(shí)績信息給MES。

（12）實(shí)績查詢。根據(jù)條件（如：開始、結(jié)束時(shí)刻，爐座號，熔煉號等）查詢轉(zhuǎn)爐實(shí)績歷史記錄，根據(jù)用戶權(quán)限可以修改實(shí)績。

3.5 連鑄生產(chǎn)作業(yè)

連鑄爐作業(yè)整體功能，主要是完成連鑄澆鑄和切割生產(chǎn)實(shí)績、工藝實(shí)績數(shù)據(jù)收集工作，輔助現(xiàn)場生產(chǎn)并為上層管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

完成澆鑄生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，形成澆鑄生產(chǎn)作業(yè)實(shí)績并將實(shí)績發(fā)送給MES系統(tǒng)。

完成鑄坯切割生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，形成切割生產(chǎn)作業(yè)實(shí)績并將實(shí)績發(fā)送給MES系統(tǒng)。

3.5.1 接收MES下發(fā)信息

出鋼計(jì)劃數(shù)據(jù)信息主要包括：計(jì)劃號、熔煉號、制造命令號、澆次號、鋼坯切割命令等。計(jì)劃變更，需通知調(diào)度及時(shí)更新。

3.5.2 檢化驗(yàn)實(shí)績數(shù)據(jù)

接收通過MES系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的檢化驗(yàn)系統(tǒng)的鋼水成分?jǐn)?shù)據(jù)，包括爐次號、試樣號、各元素分析值等信息，根據(jù)工藝卡信息（制造標(biāo)準(zhǔn)）對成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行判定，判定結(jié)果用不同顏色顯示區(qū)分。

3.5.3 實(shí)績收集

（1）鋼包到達(dá)。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的觸發(fā)信號，記錄鋼包到達(dá)時(shí)刻、重量、溫度

（2）開澆。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的觸發(fā)信號，記錄開澆時(shí)刻、保護(hù)渣、覆蓋劑等數(shù)據(jù)。

（3）鋼包離開。根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的觸發(fā)信號，記錄鋼包離開時(shí)刻、重量。

（4）定周期工藝數(shù)據(jù)。系統(tǒng)每3分鐘從基礎(chǔ)自動化提供的采點(diǎn)，記錄中包溫度、結(jié)晶器進(jìn)水溫度/流量/、二冷水、拉速、拉矯機(jī)、電磁攪拌、輕壓下等相關(guān)工藝數(shù)據(jù)。

（5）實(shí)績上傳。各事件點(diǎn)發(fā)送連鑄運(yùn)作狀況給MES系統(tǒng)；澆鑄結(jié)束，上傳澆鑄實(shí)績給MES系統(tǒng)。

（6）連鑄切斷實(shí)績。選擇澆鑄爐次信息，根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的觸發(fā)信號，系統(tǒng)自動匹配鑄造命令計(jì)劃信息，生成切斷實(shí)績并發(fā)送到MES系統(tǒng)，人工確認(rèn)實(shí)績上傳。

（7）鋼坯稱重。選擇鋼坯信息，根據(jù)基礎(chǔ)自動化提供的稱重信號和重量，系統(tǒng)自動完成鋼坯切斷實(shí)績的重量信息，并發(fā)送到MES系統(tǒng)（該功能需要在系統(tǒng)投用前具備重量采集條件）。

（8）實(shí)績查詢。根據(jù)條件（如：開始、結(jié)束時(shí)刻，爐座號，熔煉號等）查詢轉(zhuǎn)爐實(shí)績歷史記錄，根據(jù)用戶權(quán)限可以修改實(shí)績。

4 主機(jī)平臺建設(shè)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是關(guān)鍵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，關(guān)系到各個(gè)工藝流程生產(chǎn)的連續(xù)性。同時(shí)，作為MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)地將生產(chǎn)跟蹤數(shù)據(jù)傳送給MES系統(tǒng)，并接收由MES系統(tǒng)下達(dá)的生產(chǎn)指令，執(zhí)行指導(dǎo)生產(chǎn)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動化間通過硬件防火墻隔離，利用防火墻NAT映射、IP限制、端口過濾等技術(shù)，有效保障基礎(chǔ)自動化網(wǎng)絡(luò)的安全性。所需防火墻的數(shù)量由用戶根據(jù)各區(qū)域自動化網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行配置。

4.1 軟件平臺架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用C/S方式部署，使用了標(biāo)準(zhǔn)的三層軟件架構(gòu)，以定制開發(fā)的客戶端程序作為表示層是C/S三層架構(gòu)的主要特征?？蛻舳顺绦蚨嗷赪indows環(huán)境運(yùn)行，在制作復(fù)雜的圖形展示、桌面軟件集成等方面存在一定的先天優(yōu)勢。C/S三層架構(gòu)，將采用交易中間件，確保業(yè)務(wù)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

數(shù)采系統(tǒng)與周邊系統(tǒng)接口也統(tǒng)一、規(guī)范，與MES系統(tǒng)間使用基于TCP/IP SOCKET協(xié)議的iXCom協(xié)議的消息中間件點(diǎn)對點(diǎn)通信。與基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)間使用成熟的采集中間件把各種PLC協(xié)議轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的OPC協(xié)議。

4.2 硬件部署設(shè)計(jì)

煉鋼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置2臺PC服務(wù)器，一用一備（冷備），承擔(dān)整個(gè)煉鋼區(qū)域數(shù)據(jù)的采集及存儲。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows Server2019，配置關(guān)系數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具、中間件的軟件。數(shù)采服務(wù)器一個(gè)網(wǎng)口與MES系統(tǒng)網(wǎng)段連接，另一個(gè)網(wǎng)口與現(xiàn)場PLC系統(tǒng)網(wǎng)段連接，滿足數(shù)據(jù)采集的需求，又確?；A(chǔ)自動化系統(tǒng)和主機(jī)網(wǎng)絡(luò)各自的獨(dú)立性。數(shù)采客戶端可與MES客戶端共用一臺電腦，數(shù)采客戶端軟件通過管理網(wǎng)訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)。

5 結(jié) 論

煉鋼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用C#語言開發(fā)支持SQL server、oracle、DB2等主流數(shù)據(jù)庫，已在國內(nèi)多家大型鋼廠投入使用，實(shí)現(xiàn)了鋼廠信息化改造。實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的自動采集，減少人工錄入，盡量避免人為干預(yù)，通過計(jì)劃指令管理、在線物料跟蹤、生產(chǎn)實(shí)績收集等功能反應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息的透明化。保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的客觀性、準(zhǔn)確性，并保存了生產(chǎn)過程中的實(shí)績和過程信息，做到每一爐鋼都可以查到生產(chǎn)信息。提高了煉鋼廠的生產(chǎn)效率，加強(qiáng)了企業(yè)的管理水平，受到工人和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。