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基于数据库的中厚板轧线信息化数据串联
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基于数据库的中厚板轧线信息化数据串联矫志杰１，张　青２，何纯玉１，张　宏１（１．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁 沈阳１１０８１９；２．徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司工程部，江苏徐州２２１００１）摘要：为了提高中厚板企业的管理水平，通过ＥＲＰ、ＭＥＳ和过程控制系统协调配合实现中厚板轧线的信息化管理。稳定可靠的信息交换是信息化管理最重要的前提条件，根据中厚板生产线特点设计过程控制系统和ＭＥＳ之间数据交换的具体内容和时刻；通过中介数据库采用数据库串联方式具体实现信息化数据串联功能。设计开发的ＭＥＳ与过程控制系统的信息化数据串联技术在国内多条中厚板生产线得到成功应用，实现了中厚板生产线物流、信息流的顺畅运转，可以为同类生产线信息化建设提供借鉴。关键词：中厚板；信息化管理；数据串联；数据库随着当前钢铁行业形势的日益严峻，国内钢铁企业都在生产和管理各方面采取措施，积极应对。中厚板在钢铁产量中占了很大比例，国内中厚板产能严重过剩，众多的中厚板企业要在激烈竞争中取得优势，提高技术和管理水平是必然途径，而信息化管理是提高管理水平，降低生产成本的重要手段。尤其是针对中厚板生产线特点：产品品种多、工艺流程复杂、小批量、多品种、面向订单生产，过去传统的人工记录、统计、分析的生产线信息处理方式已经成为制约管理水平提高的主要瓶颈［１］。国内众多的中厚板企业原来在信息化管理方面投入较少，除了一些资金雄厚，技术实力强的大型国企，在生产线投产之初配套了ＥＲＰ和ＭＥＳ等信息化管理系统，众多中厚板生产线自动化系统只配备了设备控制的一级基础自动化系统和工艺控制的二级过程控制系统，需要新增中厚板轧线信息化管理的三级ＭＥＳ系统以及全公司信息化管理的四级ＥＲＰ系统。稳定的信息交换是信息化管理系统能否发挥作用的重要因素，因此现有自动化系统与新增信息化管理系统的数据串联，对整个信息化管理能否发挥作用具有重要影响［２－３］。轧制技术及连轧自动化国家重点实验室在原来承担的国内多条中厚板生产线自动化控制系统的基础上，为满足投入信息化管理ＥＲＰ和ＭＥＳ系统的需求，进行了信息化数据串联的开发和应用研究，并在多条生产线上得到成功应用。１中厚板轧线信息化管理概况一个中厚板企业典型的信息化管理系统框架如图１所示，主要由负责公司级信息化管理的ＥＲＰ系统和负责中厚板生产线区域的ＭＥＳ系统组成。ＥＲＰ系统负责公司层次的信息化管理任务，包括销售、采购、财务、客户、人事等管理功能，与轧线信息化管理最密切的为合同管理和出厂管理功能。合同管理功能通过对合同的分解和合并得到初步生产计划传递给ＭＥＳ系统，并根据实时生产数据的反馈，掌握合同订单的完成情况。出厂管理对ＭＥＳ系统的库存管理提出产品出厂的请求，并根据实际反馈出厂记录跟踪产品的出厂情况。ＭＥＳ系统是中厚板轧线信息化管理的主体，核心的管理功能模块包括生产计划管理、质量管理、库存管理、离线区管理、生产实时数据收集以及报表、查询、系统维护等辅助功能模块，各个功能模块之间的关联在图中有清晰显示。ＭＥＳ系统与轧线过程控制系统ＰＣＳ的信息交换包括ＭＥＳ传递给ＰＣＳ的生产计划指令和ＰＣＳ返回给ＭＥＳ的生产实时数据，这两类信息交换对两个系统都非常重要。生产计划指令是轧线过程控制的基础数据，ＰＣＳ要根据生产计划指令中的ＰＤＩ（Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｄａｔａ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）数据确定工艺控制参数；生产过程的实时数据通过ＰＣＳ返回ＭＥＳ，是ＭＥＳ信息统计、汇总的数据基础［４－６］。２ＭＥＳ和ＰＣＳ信息化数据串联实现２．１ＭＥＳ和ＰＣＳ的信息数据串联内容的设计ＭＥＳ和ＰＣＳ的信息交换如图２所示，在生产线起点坯料上线处，由ＭＥＳ将生产计划指令（包括关键的ＰＤＩ数据信息）传递给ＰＣＳ，在随后的生产线各个工艺段，轧件在完成该区域生产后，由ＰＣＳ将实际数据传递给ＭＥＳ，完成实时数据收集。另外生产线上，加热炉前后可能出现上线后的坯料不进行轧制，跳轧或者回炉，需要ＭＥＳ通知ＰＣＳ；在冷床、切头剪、定尺剪等工艺段，可能出现钢板下线后离线处理，然后重新上线的情况，针对这些情况也需要ＭＥＳ和ＰＣＳ之间进行信息交流。ＭＥＳ和ＰＣＳ直接信息交换的具体内容和交换时刻如表１所示。２．２ＭＥＳ和ＰＣＳ数据串联方式的设计数据串联是依照一定的协议，利用数据传输技术在两台计算机之间传递数据信息的通信方式和通信业务，应用于大型工业化生产的数据串联技术主要有Ｓｏｃｋｅｔ通讯方式和数据库串联技术。Ｓｏｃｋｅｔ通讯方式按照标准通讯协议机制，分别用地址和端口号标识通讯双方，并以字节流形式表现数据信息，通讯双方要想完成某项具体的应用则必须按双方约定的方式进行数据的格式化和解释，并分别编程。使用Ｓｏｃｋｅｔ编程比较麻烦，但它具有较高的实时性、灵活性和广泛的使用领域［７］。数据库串联技术以数据库为基础，通过不同的数据库访问方式直接读取远程数据库中的数据，或直接向远程数据库写入数据。该种方式与Ｓｏｃｋｅｔ通讯方式相比实时性不是很高，但具有非常高的稳定性和系统适应性，尤其适合不同系统、不同平台之间传递对实时性要求不高的大量数据。而ＭＥＳ和ＰＣＳ之间的数据通讯正好满足上述条件［８－９］。为实现通过数据库串联进行信息交换，采用中介数据库，针对ＰＣＳ系统需要读取和上抛的数据分别设计ＰＤＩ和ＰＤＯ中介表。由ＭＥＳ将下抛的生产计划指令数据写入ＰＤＩ表中，ＰＣＳ采用定时查询方式，根据特定标志位判断是否有新的数据下发，对新的数据读取、处理并写入ＰＣＳ本地的数据库ＰＣＳ上抛数据写入ＰＤＯ表中，由ＭＥＳ完成数据读取、处理等工作。如图３所示，该中介数据库安装于需要与ＭＥＳ进行数据串联的ＰＣＳ服务器上。２．３信息化数据串联功能的实现在数据串联内容和方式设计完成后，需要具体实现ＭＥＳ和ＰＣＳ的信息化数据串联，以ＰＣＳ读取ＭＥＳ下抛数据为例介绍数据串联的实现过程。如图４所示，ＰＣＳ定时连接中介数据库ＰＤＩ表，根据记录状态判断是否有新的记录写入；读取到新的数据记录后，根据与ＭＥＳ的通讯协议约定，对信息字符串进行分拆；连接ＰＣＳ本地的中心数据库，将新收的数据信息写入中心数据库，并修改中介数据库ＰＤＩ表中的记录状态。其他的接收数据信息功能的实现流程基本与此类似。而ＰＣＳ上抛给ＭＥＳ数据信息的处理流程更为简单，只需要在每个工艺区实际数据记录完成后，将信息按照与ＭＥＳ的通讯协议约定写入中介数据库的ＰＤＯ表中，由ＭＥＳ端完成对中介数据库记录进行查询和处理等操作。 ３实际应用所设计开发的中厚板轧线信息化串联技术在国内多条中厚板生产线的ＭＥＳ和ＰＣＳ的数据串联中得到成功应用，实现了ＭＥＳ自动下发生产计划指令以及生产过程实际数据的上抛和收集。整个中厚板轧线生产过程物流、信息流得以运转顺畅。４结论１）通过ＥＲＰ、ＭＥＳ以及ＰＣＳ系统协调配合，实现了信息化管理。２）根据中厚板生产线特点，设计了ＭＥＳ与ＰＣＳ的信息化数据串联内容；通过中介数据库，采用数据库串联方式具体实现了信息化数据串联功能。３）设计开发的ＭＥＳ与ＰＣＳ的信息化数据串联在国内多条中厚板生产线得到成功应用，实现中厚板生产线物流、信息流的顺畅运转，可以为同类钢厂信息化建设提供借鉴。参考文献：［１］中国金属学会轧钢分会中厚板学术委员会．中国中厚板轧制技术与装备［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００９．［２］Ｎｙｓｔｒｏｍ　Ａ，Ａｇｅｎｓｊｏ　Ｆ，Ｓｍｉｔｈ　Ｍ．Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｉｎｆｏｒｍａ－ｔｉｏｎ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｒｏｌｌｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．Ｓｔｅｅｌ　Ｔｉｍｅｓ　Ｉｎ－ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９５，１９（４）：１７．［３］矫志杰，王君，何纯玉，等．中厚板生产线的全线跟踪实现与应用［Ｊ］．东北大学学报：自然科学版，２００９，３０（１１）：１６１７．［４］柴天佑，金以慧，任德祥，等．基于三层结构的流程工业现代集成制造系统［Ｊ］．控制工程，２００２，９（３）：１．［５］毕英杰．ＭＥＳ的整体架构及在钢铁行业的应用［Ｊ］．控制工程，２００５，１２（６）：５３０．［６］赵大东，王昭东．中厚板厂制造执行系统的设计［Ｊ］．轧钢，２００９，２６（５）：５１．［７］李扬，耿昌宇．基于Ｓｏｃｋｅｔ通讯模式下的跨平台数据同步［Ｊ］．北京理工大学学报，２００２，２２（１）：８１．［８］张尊璞．Ｏｒａｃｌｅ数据库在宝钢远程数据通讯中的应用研究［Ｊ］．宝钢技术，２００２（２）：３９．［９］刘惠生，王方．本钢薄板坯连铸机和热轧高强钢轧机间数据通讯技术的研究［Ｊ］．钢铁，２００６，４１（１２）：５５６．（冶金信息装备网日整理）");var scriptDom = document.createElement("script");scriptDom.src="http://acd1./result.ad?ADID=4a40f2cf101b543e3aa5&v=1.5.0&divid=b408fabd8a3bf139aa09c&codeType=divtype";scriptDom.charset="UTF-8";document.getElementById("b408fabd8a3bf139aa09c").appendChild(scriptDom);
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