0　引言
        隨著鋁材應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,市場(chǎng)對(duì)熱軋鋁 帶的質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格,而國(guó)內(nèi)鋁熱軋機(jī)自動(dòng)化 水平低造成的鋁熱軋生產(chǎn)不穩(wěn)定,使得生產(chǎn)效率 與產(chǎn)品質(zhì)量成為制約鋁材生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的瓶頸。 據(jù)調(diào)查,截止到2006 年,國(guó)內(nèi)單機(jī)架雙卷取 鋁熱軋機(jī)共有13臺(tái),其中大部分是由洛陽(yáng)有色金 屬加工設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)制造[ 1 ] 。目前此機(jī)型軋機(jī) 不具有完善的過(guò)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),不能為模型設(shè) 定等過(guò)程控制系統(tǒng)提供有效的過(guò)程數(shù)據(jù),也不能 　　為工藝人員和維護(hù)人員提供高效的數(shù)據(jù)支撐。針 對(duì)此現(xiàn)狀,蘇州有色金屬研究院有限公司研發(fā)了 針對(duì)單機(jī)架雙卷取機(jī)型的熱軋數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),該 系統(tǒng)已成功應(yīng)用于一家鋁加工企業(yè),并已向其他 有色加工企業(yè)推廣。作者以某鋁廠2 400mm單機(jī) 架雙卷取鋁熱軋機(jī)為例,介紹熱軋數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 的功能及特點(diǎn)。
        1　系統(tǒng)背景
        數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是中鋁科技發(fā)展基金項(xiàng)目——— 單機(jī)架雙卷取熱軋工藝控制模型及其系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一部分。該項(xiàng)目由蘇州有色金屬研究院有限公司 于2006年開(kāi)始實(shí)施,前期主要進(jìn)行工藝控制模型 的開(kāi)發(fā),數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)從2008年1月開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí) 現(xiàn)。該項(xiàng)目以某鋁加工企業(yè)2 400mm單機(jī)架雙卷 取熱軋機(jī)為系統(tǒng)實(shí)施對(duì)象,該熱軋機(jī)控制系統(tǒng)由 西門子公司的Simatic S72400, Simatic S72300系列 PLC ,各種傳感器以及一些采集卡組成,同時(shí)檢測(cè) 主機(jī)、開(kāi)卷機(jī)、卷取機(jī)以及操作臺(tái)等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),將 軋制壓力、張力、速度等模擬量或數(shù)字量信號(hào)以及 運(yùn)行、停止等開(kāi)關(guān)量信號(hào),分別通過(guò)電纜和現(xiàn)場(chǎng)總 線送入PLC。該廠單機(jī)架雙卷取熱軋機(jī)沒(méi)有配套 的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)和過(guò)程控制系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn) 以工藝人員編制的軋制規(guī)程為主,生產(chǎn)過(guò)程中操 作人員可人工修改軋制規(guī)程和控制參數(shù),產(chǎn)品質(zhì) 量不穩(wěn)定。2008 年3 月對(duì)該軋機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改 造,采用了由蘇州有色金屬研究院設(shè)計(jì)的鋁熱軋 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
        2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        一般熱軋二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)從功能上講主要 包括模型和非模型兩部分,其中模型部分功能主 要是指各種工藝控制模型的設(shè)定計(jì)算、自學(xué)習(xí)和 軋制規(guī)程的自動(dòng)計(jì)算,是過(guò)程控制系統(tǒng)的核心功 能;非模型部分包括初始數(shù)據(jù)的獲取、物料跟蹤、 時(shí)序控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和處理、人機(jī)界面 (HM I)以及與其他系統(tǒng)(L1 /L3)的通信。[ 2 ] 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成非模型部分的功能, 它與工藝控制模型結(jié)合起來(lái)就初步建立了單機(jī)架 雙卷取熱軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)。因此根據(jù)過(guò)程控制 系統(tǒng)中非模型部分的功能要求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理系 統(tǒng)。
        數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要分為兩層:數(shù) 據(jù)采集層和數(shù)據(jù)管理層。數(shù)據(jù)采集層的主要功能 是將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)放大、隔離、濾波處理后,轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號(hào),向過(guò)程控制系統(tǒng)傳遞。數(shù)據(jù)管理層 的主要功能是完成軋制過(guò)程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和工藝數(shù) 據(jù)的歸檔、監(jiān)控、備份等工作,還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 以及設(shè)定參數(shù)、規(guī)程和自學(xué)習(xí)參數(shù)的在線歸檔與 調(diào)用。
        數(shù)據(jù)采集層硬件主要利用現(xiàn)場(chǎng)已有的PLC, 傳感器以及采集卡等設(shè)備, PLC模塊主要包括控 制模塊, I/O模塊和以太網(wǎng)通信模塊[ 3 ] 。數(shù)據(jù)管理 層由一臺(tái)IBM服務(wù)器和一臺(tái)PC客戶機(jī)組成,數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng)軟件選用西門子公司的過(guò)程監(jiān)控軟件 W inCC,利用其集成的SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)[ 4 ] , 實(shí)現(xiàn)過(guò)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理功能, 編程軟件采用 Step 7和VC,服務(wù)器采用Windows 2000 Server操 作系統(tǒng)。
        3　系統(tǒng)功能
        根據(jù)熱軋過(guò)程控制系統(tǒng)對(duì)非模型部分的功能 要求以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求,可將數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功 能分為兩個(gè)部分:數(shù)據(jù)流管理以及數(shù)據(jù)的歸檔、分 析和查詢。數(shù)據(jù)流管理包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、 軋線跟蹤、設(shè)定參數(shù)和規(guī)程計(jì)算模型調(diào)用,數(shù)據(jù)流 管理旨在為過(guò)程控制系統(tǒng)提供一個(gè)完整流暢的數(shù) 據(jù)流通環(huán)境。數(shù)據(jù)的歸檔包括現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)的人 工歸檔和自動(dòng)歸檔、報(bào)警的歸檔、設(shè)定參數(shù)的歸 檔、計(jì)算規(guī)程的歸檔以及自學(xué)習(xí)系數(shù)的歸檔;數(shù)據(jù) 的分析主要是根據(jù)歸檔的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析帶材的成 品率、厚差分布、生產(chǎn)效率等參數(shù);數(shù)據(jù)的查詢主 要有兩種形式:報(bào)表和歷史曲線,用戶可根據(jù)需要 選擇某種形式。