冷軋板異構產線一體化運維系統應用

馬月坤，陳海鵬

（華北理工大學信息學院，河北 唐山 056000）

冷軋板異構產線一體化運維系統應用

馬月坤，陳海鵬

（華北理工大學信息學院，河北 唐山 056000）

該項目包括：酸洗冷軋聯合機組、平整機組、脫硅酸再生機組、罩式退火機組、熱鍍鋅機組、彩涂機組、剪切包裝機組及其它輔助設備。生產規模大、品種規格多，工藝技術裝備水平高，各機組工藝過程業務復雜且異構，維護人員在的生成線維護及相關設備維護時難度較大。通過這個課題研發的相關成果實現對邯鋼各產線的一體化運維管理，實現冷軋設備的有效運行監管和各工藝環節生產運行的有效監管，以此提高生產的準確率，減少管理人員，降低事故處理時間，縮短生產周期，保證生產的順利進行。

虛擬化；工業以太網；工程師站；VMware

1 課題來源

1.1 研究背景及問題需求

邯鋼冷軋廠目前擁有8條主要產線：酸洗冷軋聯合機組、平整機組、脫硅酸再生機組、罩式退火機組、熱鍍鋅機組、彩涂機組、剪切包裝機組及其它輔助設備，生產規模大、品種規格多，工藝技術裝備水平高，因此帶來不同現場總線不同廠家設備導致的工控平臺異構的問題。在這樣的背景下，開發各產線的二級生產運維系統的必要性突顯。

1.2 異構產線運維虛擬化網絡平臺

邯鋼冷軋廠過程控制系統由過程計算機及基礎自動化系統兩級組成。技術和工藝過程的自動化既要支持生產管理，也要支持生產操作，各條產線無論從設備接口還是數據傳輸通道等方面差異很大。本課題計劃通過搭建異構產線運維虛擬化網絡平臺，使各種服務器、操作站、打印機、網絡交換機等設備及網絡一起構成機組的基于虛擬平臺的過程控制計算機系統。通過虛擬化的網絡平臺實現從機組入口段開始，到出口段為止，其中的過程控制計算機等設備根據生產要求進行配置。使L1（基礎自動化系統）與L2（過程控制計算機系統）級系統的計算機設備（PLC、HMI、過程計算機、外設終端等）實際上都連接在同一個局域網上，經網絡設備彼此相互連接，使網絡結構簡單、高效實用。

1.3 異構產線生產運維管理系統

開發面向各條產線的二級運維管理系統，實現生產運行支持，質量保證，生產數據收集與處理，過程數據顯示（其中包括：過程狀態、設定計算結果，設定值與實際值等）及支持技術人員通過完整的工藝參數檔案文件做技術改進等。

異構產線生產運維管理系統面向L2（過程控制計算機系統）中各產線。其中運維管控主要包含各產線的工藝規程預計算和再計算、生產策略、工藝規程后計算和自適應、虛擬計算、各種工藝模型控制、生產節奏控制；物料跟蹤系統協調輸入數據和生產過程中產生的全部數據，如計算值和測量值。使這些值與鋼板相對應，并顯示在操作控制終端上。這樣操作人員即可隨時知道當前材料處置情況。如果需要，操作人員可在操作控制終端上，通過鍵盤干預和修改物料跟蹤系統信息。生產數據保存及分析將預計算的全部設定值、測量值、后計算值和報表數據等，保存在數據庫中。

2 課題意義及目標

隨著生產規模的發展及管理水平的不斷提高，傳統的以車間為單位的生產管理模式已不能滿足生產需要，要求各個部門、車間、基層與上層要有機的結合起來，從而更好的發揮團隊的協作作用。這就要求車間級管理要與工廠級管理在工廠信息網絡的基礎上結合起來。可將工廠信息網絡分為三個層次，包括：現場設備級、車間控制級和工廠管理級，現場總線屬于現場設備級各設備間的通信網絡，在虛擬機的基礎上便可實現工廠級扁平管理。

3 技術路線和實驗方案

改進前罩式爐的硬件結構包括1臺二級服務器，3臺Provider（負責從44臺PLC采集數據存儲到服務器中），HMI，工程師站，模型機以及一級的44臺PLC。

罩式爐機器運行十年，服務器和和計算機都有很大程度的老化，由于服務器和provider的負荷較大，2013年和2014年頻繁出現故障，2014年6月份服務器頻繁死機，經檢查分析是SCSI卡出現故障，需要更換服務器，罩式爐的兩臺舊服務器都不穩定，我在庫房找到了一臺無法使用的服務器，因為這臺服務器只能安裝windows2003系統，酸軋的軟件只能安裝在windows2000中，我將這臺服務器安裝了windows2003，并將罩式爐中的庫進行了升級，成功將罩式爐服務器移植到windows2003中。更新前后硬件情況如表1：

表1

新服務器的性能只利用了30%-40%，頻繁出現故障的provider的備件還沒有到，大形勢不好的情況下如何更有效的利用現有的資源呢？于是我想將這臺新的服務器分成4臺機器，即將3臺Provider也集成到這臺服務器中。至此，用一臺高性能服務器替換了4臺機器，提高了穩定性和可維護性，并節約了成本。目前服務器已經運行了半年多，還未出現任何故障。

［1］彭其春，趙金濤.武鋼冷軋板表面“黑線”缺陷分析［J］.中國冶金，2010（01）.

［2］田成峰，谷國剛.冷軋板表面線狀缺陷分析與探討［J］.中國重型裝備，2010（01）.

［3］彭其春，田俊，尹會芳，張學輝，彭勝堂，徐靜波.冷軋板表面線狀缺陷成因分析與探討［J］.武漢科技大學學報，2009（01）.

［4］錢健清，高智.硬化指數n對兩種不同原料冷軋板成形性能的影響［J］.重型機械，2008（06）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.042