分布式能源采集系统操作说明

1、 分布式能源采集系统操作说明2012年10月武汉创特自动化工程有限公司批 准： 审 核：设 计： 目 录第一章 引 言 2第二章 支撑环境8第三章 系统数据范围及结构描述11第四章 系统操作指南19 第一章 引言本文档用来描述分布式能源采集系统各主要功能和设计思想，以及与PLC一级，其他二级系统，检化验系统和综合二级系统通信接口表，目的是规范各个相关系统之间传递的报文的格式和内容。各系统需根据本文档来进行相关设计和编程。1.1 编写目的本设计目的是阐述和指导分布式能源采集系统的系统设计，数据库的结构架构，软件系统的编程规范，从而对该应用软件系统的物理组成进行准确的描述。本设计文档是基于XXX系

2、统技术协议（以下简称技术协议）等相关文档编写而成。1.2 文档约定国际标准化组织ISO90002000 质量保证体系SJ/T 11234-2001 软件过程能力评估模型GB 8567-88 计算机软件产品实施文件编制指南GB 9385-88 计算机软件需求说明编制指南1.3 预期读者和阅读建议本系统面向的客户为XXX转炉生产人员、生产车间管理人员、计算机维护相关人员。本系统的开发及应用将极大的提高XXX转炉在数据采集、信息跟踪、生产过程实时监视等相关环节的自动化程度，保证相关各个工序之间的数据流程的通畅和及时。此详细设计报告所针对的各种不同的预期读者，包括：开发人员；XXX管理人员；测试人员；

3、文档编写人员；业主最终使用人员。1.4 参考资料本软件系统详细设计报告时所用到的参考文献及资料，包括：XXX系统技术协议与XXX通讯说明书检化验二级数据通讯说明书炼钢XXX吨转炉编码规范计算机软件产品开发文件编制指南 GB8567-88各工位顺序号编码规范新试样号码规则1.5 设计背景项目名称： 分布式能源采集系统本项目的组织者： XXX钢铁集团公司产品的用户： XXX炼钢厂产品的设计者： 武汉创特自动化工程有限公司1.6 术语与缩写解释1.6.1 单位对照表名 称 单位缩写长度米m重量公斤Kg重量吨t时间秒S气体容积量标立方米Nm³温度摄氏温度气体压力兆帕MPa电流安培A电压伏特V

4、功率牛顿米Nm 重力牛顿N 1.6.2 缩写HM Hot metal pretreatment 铁水预处理LBE 转炉LF Ladle refine furnace 钢包炉VD Vacuum degasser 真空脱气VD炉RH Ruhrstahl Heraeus Vacuum Circle Degasser RH真空SRP STEEL REFINE PLANT(LF,VD,RH) 精炼车间 SMP STEEL MAKING PLANT(HM,BOF,LF,VD,RH) CCM Continual caster machine 连铸机RM Rolling Mill 轧机LAB Laborato

5、ry 检化验1.6.3炉次状态状态码描 述0计划状态下的炉次1炉次开始2加料/兑铁开始3加料/兑铁结束4转炉吹炼开始5TSC测量开始6TSC测量结束7转炉吹炼结束8TSO测量开始9TSO测量结束10转炉出钢开始11转炉出钢结束12出渣开始13出渣结束（炉次结束）1.6.4 Ar站状态00等待01大包到达02开始吹氩03调温04喂丝05软吹06覆盖剂加入07结束吹氩08大包离开1.6.5 各工位顺序号编码规范熔炼号XX XX XXXXX : The last character of year(00-99)年份的最后两位（例2010年写10）: Converter number(01-09)转炉

6、编号两位（例8号转炉写08）: Heat sequence for one year(00001-99999) 五位顺序号化验室试样号XXXXXXXXX XX X XX X :Last character of year(0-9)+Converter number(A-Z)+ Heat sequence for one year(00001-99999) 9位熔炼号: Sample location(10-99,)取样位置2位: Number of sample(1-9)取样次数1位: Classification of sample(0-9)取样分类2位: Counter of same h

7、eat treat at LF(for example: this heat is low temperature in caster, it must return to ladle furnace to retreat, so treat_counter is increased 1)本炉次在钢包炉中的次数取样位置X X 与3级转化字母接口10: 1号折罐站取样 11: 2号折罐站取样 12: 1号脱硫站取样 13: 2号脱硫站取样 14: 1#转炉 D15: 2#转炉 D16: 1#氩站 A17: 2#氩站 A18: 1#LF J19: 2#LF J20：RH R21: 1#连铸中包 F

8、22: 1#连铸坯 F23: 1#连铸坯复验 Y24: 2#连铸中包 F25: 2#连铸坯 F26: 2#连铸坯复验 Y27: 3#连铸中包 F28: 3#连铸坯 F29: 3#连铸坯复验 Y取样分类XX 01: hot metal 铁水02: steel 钢03: slag 转炉渣04:精炼渣05: gas气体06: water水07: dust灰08: lime石灰09:废钢10:铁块11:原料折罐顺序号XX XX XXXXX ：年份的最后两位（如2011年写成11）：工位号（2位）10：1#折罐站11：2#折罐站：顺序号（5位,00001-99999）第二章 支撑环境2.1 数据库管理系

9、统以下内容描述数据库管理系统、以及安装配置情况：产品名称以及发行厂商产品名Oracle 10g ，甲骨文版本号10.02。语言或代码集默认简体中文字符集安装位置，C盘根目录，D盘根目录。参照Oracle 10g For Windows相关文档。2.2 开发工具、中间件以及数据接口以下内容描述选用的工具软件和中间件的名称、版本号，以及开发工具与数据库或者中间件接口的情况：产品名称以及发行厂商KEPServerEX OPC版本号V5.X数据接口方式TCP/IP协议数据接口驱动西门子驱动套装2.3 硬件环境以下内容描述所选用的硬件环境，各种机型： 序号名称数量描述1客户端硬件3型号：西门子工控机6A

10、G4104-1AA01-0XX5 ,显示器为三星P2250W，22英寸黑色宽屏显示器，鼠标、键盘, 2x 10/100/1000 M (RJ45); 1x COM1; 2x PS/2 2IBM3850服务器3两个Intel 四核Xeon E7520处理器(1.86GHz, 18M缓存)，可扩至八路处理器，标配2块内存板，8GB(2x4GB) 1066MHz DDR3内存，3*300G热拔插硬盘，两个千兆以太网卡，标配2个热插拔电源,4U机架式，DVD.RAID卡，显示器为三星P2250W，22英寸黑色宽屏显示器，鼠标、键盘3服务器软件3Windows 2008 Server操作系统4思科交换机

11、6Cisco WS-C2960G-24TC-L5光模块12思科GLC-LH-SM6锐博网管机架双电源2REBO-2U-16-W7锐博网管卡2REBO-100M-C-W8锐博网管收发器单模卡32REBO-100M-20KM-C-W9锐博网管单模收发器16REBO-100M-20KM-W10光缆3000单模 12芯11超五类屏蔽双绞线600 2箱12机架式终端盒21U/24口13现场终端盒1012口2.4系统终端网络图以下内容描述本系统终端网络结构：2.5 软件运行环境本系统基于Internet/Intranet 网络技术，建立以Client/Server为结构模式、以数据库为后台核心应

12、用、以数据服务为目的数据信息平台Windows 2008 ServerVisual Studio 2008Oracle 10g第三章 系统数据范围及结构描述根据XXX系统技术协议相关内容，本系统包括：2座折灌间、废钢间、熔剂上料、2座转炉、2座吹氩站、上料系统、能源介质统计管理、实时历史曲线及设备故障报警。本系统主要完成协议范围内各工序的数据收集与存储、生产过程实时监控、以及数据统计分析处理、历史记录、报告报表，完成与综合二级和其他工序相关二级系统的通讯与数据交换等任务。该系统是一个标准化的数据采集交换服务平台。用于集中采集、交换、处理和保存各个生产过程的时实数据，并作为其他系统的数据支撑平台

13、。本系统可根据客户要求进行二次开发，来支持更多应用。3.1 系统架构本系统通过公用服务器与综合二级以及其他二级系统数据通信，本系统服务器不直接与其他系统通信，只与PLC一级进行数据通信。数据上抛也通过公共服务器与其他系统进行数据交换。3.2 工序流程图：对于一般炼钢厂，本系统主要负责2座折灌间、废钢间、熔剂上料、2座转炉、2座吹氩站、上料系统及能源介质系统的数据采集与整理。3.3范围模块结构图本系统按照所涉及的工序分为各点的数据采集模块及多个数据上抛模块，每个数据工序的都直接采集PLC数据，也有通过其他二级为数据来源。3.4 系统性能系统每天要处理3000050000条数据，平均每分钟30到5

14、0条数据。每条数据的处理时间将在1秒钟内完成。并保证数据的完整性CPU负荷率25%；系统平均无故障时间 （MTBF）1000小时；信息格式准确性为100%；同各系统通讯无故障时间率99%第四章 系统操作指南本节内容是对转炉二级铁水,废钢,折罐,吹氩，上料系统，能源介质等相关工序功能的详细描述。4.1系统界面风格项目名称说明描述界面背景采用多风格，多系统皮肤功能按钮水晶按钮，多风格选择文字Arial、宋体，加粗, 居中，黑色4.2系统功能结构分布式能源采集系统由于涉及工序多，数据来源多，因此在系统设计上分为PLC数据采集系统，天车、检化验、综合二级数据采集系统，各系统数据采集及处理的方式不经相同

15、，以下详细介绍各数据采集系统的数据接收方式，运行模式等相关信息。按功能分为：l 公用服务器-对外通讯、铁水废钢不确定炉号前的数据、折罐站二级、上料系统二级、Wonderware趋势曲线。l 1#转炉二级服务器-1#转炉二级、Ar二级。l 2#转炉二级服务器-2#转炉二级、Ar二级。数据流程图及程序结构图、表关系整体规划技术文档于2011年11月15日前交与甲方。历史数据查询（按班、日、炉等，可以单独和组合查询）和报表无关是在炉次历史查询后加一行合计，如吹氧量、碳含量、钢铁量消耗等等进行求和、加权平均等进行统计计算，具体统计项由甲方确定。4.3 通讯通讯分为与基础自动化通讯和计算机间通讯两种：基

16、础自动化通讯为三台服务器分别和基础自动化通讯，公用服务器与折罐站PLC通讯（折罐二级）、与其他需记录历史曲线的PLC的通讯。4.4 进程管理界面：进程日志文件（对事件及出错的记录）按天存储于硬盘，进程启停事件记录在进程管理日志中。4.3 PLC数据采集系统4.3.1系统功能结构图4.3.2数据采集模块此模块系统完成对各PLC相关数据的采集读取，采用OPC读取数据的方式，调用第三方软件套装（kepwareOPC），读取数据频率1秒。4.3.3数据跟踪处理模块此模块系统根据PLC数据采集模块读取的数据，完成各相关工序数据的整理、分析、数据存储并上抛综合二级文件。4.4 天车二级数据采集系统4.4.

17、1系统功能结构图4.4.2废钢数据采集废钢的数据处理以天车二级为来源，待天车废钢Cxxx称量事件报文发生时，读取平车称量的分量,总量及槽号并保存到公用服务器中。在装料时根据C244/C254事件报文，二级系统自动修正废钢总量及调整分量重量（按比例）。根据废钢分量表及C244/C254事件报文中的主键字段关联分量和总量及废钢斗号，天车未带斗号由转炉二级在装入废钢前由炉前人工选择废钢槽号（未带斗号画面报警），C244/C254来时可自动关联（由甲方根据具体情况确定）。4.4.3铁水数据采集天车二级的铁水数据主要涉及到折罐间及脱硫后铁水重量、温度、铁水包号等数据。4.5 检化验数据采集系统4.5.1

18、系统功能结构图4.5.2铁水成分信息采集以折罐试样号、脱硫试样号为关键字读取检化验服务器相应的铁水成分。4.5.3钢样、渣样成分信息采集从检化验二级读取各个炉次冶炼钢样成分、渣样成分。钢样应该包括转炉、氩站样等，根据炉号分发给1#、2#转炉及氩站二级。4.6 转炉数据采集系统4.6.1系统功能结构图4.6.2转炉工位l 描述：转炉工位包括炉次数据实时显示（冶炼炉次信号、铁水信息、加料信息、钢样、渣样及底吹氩、氮气等），数据炉次历史记录，钢包信息管理，设备状态管理等功能。炉次信息为：铁水、废钢重量实际值，铁水成分和温度，熔剂重量实际值，合金重量实际值，供氧量实际值，冷却剂量实际值，TSC测量的碳

19、、温值，吹炼终点的碳、温测量值，TSC测量时的钢水成分，吹炼终点的钢水成分，出钢后的钢水成分，钢渣的成分，兑铁开始时间、吹炼开始时间、吹炼结束时间、出钢开始时间、出钢结束时间等等。钢包管理信息包括钢包号，包况，包龄，类型，钢包容量，间隔，钢包温度等，以甲方提供数据为准。l 界面：界面中部的熔剂加料信息显示最近批次的熔剂加料累计，点击“加料过程查看”按钮显示当前炉次所有批次加料信息。无法自动采集的手投料，人工录入，要求人工录入界面有手动添加功能，用户可自行添加新料种。成份显示中设计不合格成份的标示功能。录入相应的钢包信息后点击保存完成当前炉的数据保存。在炉次历史数据查询中，可以按日期（从某个日期

20、到某个日期）、班别、班次、熔炼号、钢种等分别查询和组合查询，查询统计结果可以显示同时导出成EXCEL报表。料仓维护界面： 一级负责将自动采集的每次投料数据提供给二级，以物料的物理位置（如料仓号）区分料种，二级负责对应实际料种。料种类别和具体料种可编辑，应有物料编码字段与公司三级对应。大料、小料的代码均下拉选择。料仓包括包括转炉区域料仓，在此以熔剂料仓为例。4.6.3折罐工位l 描述：在折罐工位系统中，当一级折罐处理号变化时，画面更新为新的处理号，此时操作工依次输入铁次号，铁包号，高炉铁罐号。等待一级的平车分量重量及温度。待离站信号到达时，保存到折罐数据历史表中。折罐铁水成份以折罐处理号为关键字

21、，脱硫成份以脱硫处理号为关键字。开吹时，如收到脱硫成份以脱硫成份为入炉成份，否则以折罐成份为入炉成份。在兑铁前，可人工选择铁水包号，绑定成份及重量。待实际入炉时根据天车最新数据修正铁水数据。l 界面：折罐站可以看到1#，2#折罐站的当前运作状态：例如折罐站号，折罐间状态，1#，2#，3#,4#倾翻机的状态，3#车，4#车的当前状态和数据。1#，2#折罐站离站数据，例如：班组，班别，离站温度，铁水包号，离站时间，倒罐位置，铁包内铁水总重，及每个折罐站4个小铁罐的铁次号，铁罐号，及其铁罐重量。折罐间历史查询，可以按日期（从某个日期到某个日期）、班组、轮班、熔炼号、折罐号，以及起始和结束折罐号为条件

22、分别查询和组合查询。查询统计结果可以导出报表。折罐间的设备报警界面：由于折罐间设备报警的数据形式均为开关量，因此折罐间的设备报警以数据表格的形式进行查询。4.6.4废钢工位l 描述：废钢的数据处理以天车/或者废钢二级为来源。l 界面：废钢工位画面主要显示由天车二级发送到转炉的当前炉次废钢加入情况。保留每个炉次废钢数据的记录功能。显示天车二级（入炉数据，未入炉数据）废钢顺序号，斗号，天车总量，轨道衡总量，废钢分类分量，可以显示查询统计，导出报表。4.6.5氩站工位l 描述：根据采集一级氩站PLC的数据，完成氩站工序的各数据整理与分析。本系统默认“喂丝”和“软吹”为事件值发送，喂丝，软吹只有开始状

23、态发送事件报文。l 界面：氩站界面：氩站界面上显示当前氩站状态熔炼号，钢种，计算出钢量，班次，班别。当前氩站正在处理的钢包号，平台温度，到站时间，离站时间，处理开始时间，处理结束时间，到站温度，离站温度，离站温度范围，氩气流量，此炉次氩气总消耗量。氩站合金，数据来源为此钢包在氩站吹氩处理时添加的合金料。炉后合金，数据来源为此包在转炉添加的合金名和合金量，在氩站二级和转炉二级中都显示。氩站加料喂丝界面：氩站加料和喂丝界面中，默认采集PLC实时数据，当无法采集自动数据时可以采取人工录入的方式，同时部分PLC无法采集的手投料（单独界面）以人工录入的方式记录。氩站的历史记录与查询：可以按日期（从某个日

24、期到某个日期）、班组、轮班、熔炼号、熔炼号，以及起始和结束熔炼号为条件分别查询和组合查询，查询结果可以导出报表。4.6.6能源消耗及设备报警设备报警以数据表格的形式滚动显示，可选择一个或多报警标签及时间段进行查询。报警分级别，界面编程时双方协商确定。4.6.7报表管理l 描述：按业主方提出相关需求生成各类报表。l 界面： 此界面主要查看一些历史数据并将其导入Excel生成报表，报表的类型分为（点击下拉列表可以选择）：工艺记录报表、技经指标报表、炼钢生产日报、钢铁料月累计消耗报表、冷料月累计消耗报表、熔剂月累计消耗报表这几个类型。实现各个工序报表的分析汇总及计算。进入界面以后，首先要在查询条件中

25、选择想要导入Excel报表的类型（既选择报表选项），如果不选择类型则表示没有需要查看的报表，那么条件选择中熔炼号选项、班组选项和时间选择中时间选项则为不可用状态。若选择了一项报表类型，则条件选择和时间选择中相关文本框则变为可选状态，若所选报表中有此内容，则可选择自己所需要查询的数据的时间、熔炼号、班组等信息，然后点击数据预览按钮。若想查看全部数据则可直接点击数据预览按钮。当点击数据预览后，左侧会显示数据的条数。界面下方显示需要预览的数据，选择的报表不同显示行标题也不同，当选择完相关选项然后点击“数据预览”按钮，下方的数据显示区域就会根据用户的选择来显示数据。刷新按钮可以将界面重置为初始状态，这

26、样有利于操作过一次后进行第二次操作。当预览完数据后，可以点击“导入Excel”按钮，将数据导入到Excel文件中。报表查询要求：按时间、熔炼号、班次、班别等单独或组合查询。4.6.8人员管理l 描述：系统的各工序的人员权限，目前分为：系统管理员、工艺工程师、转炉操作员、折罐间操作员、氩站操作员。l 班次、班别设置要求有维护界面。l 系统管理员可以操作所以画面；l 工艺工程师可以操作除“人员权限分配”外所有画面；l 转炉操作员、折罐间操作员、氩站操作员仅能操作各自工序画面，其他画面可以浏览。l 界面：4.6.9生产计划l 描述：采集综合二级下发的生产计划指令，完成炉次钢种匹配。l 界面：计划管理

27、界面中下方是计划集合，该计划集合为从综合二级自动采集的计划信息，点击计划集合中的任意一条计划后，该计划的详细信息便可显示到画面上方的Textbox中，便可对其计划进行数据修改，也可新增计划。画面中右上方 是计划查询功能。将计划号输入文本框内，点击查询按钮，便可对在计划集合中自动搜索该计划号的信息。（该画面可人工进行增删改操作）4.6.10钢种标准l 描述：采集综合二级下发的钢种标准数据，完成炉次钢种冶炼标准的匹配。l 界面：钢种标准画面中右下方钢种集合为人工输入或综合二级下发的钢种标准，点击钢种集合中的任意一条，该条点击数据的详细信息就会显示到画面上方的文本框中，点击修改按钮，可对该钢种数据进行修改。也可增加钢种数据的操作，也可在钢种数据查询文本框中输入钢种编码，点击查询按钮，便可在钢种集合中查找该钢种编码的钢种信息数据。（本画面为半自动模式，可人工进行操作）4.6.11钢样渣样管理l 描述：接收检化验二级下发的炉次钢样、渣样，完成数据统计及整理。l