太鋼型材廠二三級系統接口設計與實現

趙小彥， 李小龍， 程 霄

（山西云時代太鋼信息自動化技術有限公司， 山西 太原 030003）

目前，鋼鐵行業進入微利時代，為了加強企業內部的精細化管理，提高企業競爭力，太鋼在各生產工序規劃并實施了產銷一體化系統平臺，縱向打通了企業經營戰略層與現場操作層之間的銜接，橫向貫通了原料進廠至成品發貨各道工序的業務環節，使生產經營活動協調有序地進行。太鋼型材廠同步實施了與產銷系統配套的MES系統，但由于型材廠大部分生產機組自動化程度較低，且沒有過程控制系統，導致實績生產數據均靠人工在三級進行錄入。三級生成的生產計劃也無法自動下發，這些問題嚴重影響和制約了三級系統的功能實現，因此，設計和開發二級系統與三級系統數據通訊接口是非常必要的。

本文根據太鋼型材廠生產工藝特點和業務需要，設計并開發了二三級接口系統，該系統包括L2系統平臺、數據接口中間件及數據采集系統(L1級)三部分，實現了生產實績數據的自動采集和跟蹤管理，達到了生產管理更加透明化、精細化和規范化的目的。

1 系統設計

基于型材廠開發的二三級接口系統主要是接收三級下發的信息以及二三級之間的其他通訊信息，而二級系統則會向三級系統提供生產過程的相關信息。系統總體架構如圖1所示。

系統結構主要分為三部分：

1）L2系統平臺。實現過程數據管理、PDI數據接收與下傳L1、停機信息、生產計劃接收、產線物料跟蹤、匹配生產實績等功能。

圖1 系統總體架構

2）數據接口中間件。實現數據從L1到L2、L2到L3的傳輸，并生成可追溯的數據記錄與日志。

3）數據采集系統（L1級）。實現現場各種PLC或者儀表信號、編碼器信號數據的采集。

2 系統實現

L2計算機系統的主要跟蹤是從型鋼入爐、出爐、軋制溫度、精度、離開等跟蹤信息，同時進行各作業狀態變更的檢查和接收、各作業時間的計算以及生產作業過程中的各種實績值進行收集（加熱爐溫度、退火溫度），并向MES系統發送生產實績和運轉狀況。L2計算機系統先接收計劃，從而開始組織生產。L2各應用模塊功能如下：

1）生產計劃管理模塊。對從MES接收到的生產計劃進行管理，能夠按照爐號、材料號、計劃號等信息進行計劃篩選。能夠向MES發送計劃請求、刪除生產計劃。

2）生產實績管理模塊。對實際生產過程信息進行采集和管理，并向MES發送生產實績。

3）歷史數據管理模塊。對歷史生產信息進行跟蹤和管理。

4）停機實績模塊。對停機相關的實績信息進行管理，并向MES發送停機實績。

L2系統都是通過接口中間件與MES系統及現場西門子系列PLC系統連接，接收生產計劃，采集并上傳實時生產實績和質量數據，部分無法自動采集的數據，可以根據最終的系統功能需求在L2系統中人工錄入，數據保存到相應系統的數據庫中。圖2表示L2系統與其他各系統的通訊。

圖2 L2系統與其他各系統的通訊

本系統采用自主開發的接口中間件TAGAUTOCOMM，其核心采用Socket通信機制。Socket是一種“打開—讀/寫—關閉”模式，服務器和客戶端各自維護一個“文件”，在建立連接打開后，可以向自己文件寫入內容供對方讀取或者讀取對方內容，通訊結束時關閉文件[1，2]。L2與MES系統的通訊程序完成如下的功能：

1）對發送給MES系統的數據進行轉換，轉成MES系統要求的格式。

2）接收到MES系統下發的計劃數據，將數據類型、量綱進行轉換，進行數據校驗并將生產實績反饋回MES系統。3 應用效果

自主開發的二三級接口系統在太鋼型材廠各生產工序正式投入運行，運行實踐表明，接口系統運行穩定，未發生接口數據丟失現象，接口數據處理日志記錄便于系統維護和接口錯誤原因分析。接口系統實現了自動化的生產組織和數據采集、精細的生產控制和物料跟蹤以及有序、規范的生產管理[3]，提高了數據準確率和工作效率，使企業管理更加透明化、精細化和規范化。

[1]張書亭，楊建軍，鄒學禮.面向敏捷制造車間的制造執行系統[J].電子技術應用，2000（3）：1-3.

[2]李泰.過程控制在工業生產中的應用[J].自動化工程，2009（4）：128-131.

[3]Joseph Mayo.C號技術內幕[M].北京：機械工業出版社，2003.