基于ASP.NET Web API平臺的高爐自動化報表系統

盧 瑜， 翟 明， 趙華濤， 杜 屏， 朱 華

(1.江蘇省(沙鋼)鋼鐵研究院， 江蘇 張家港 215625；2.江蘇沙鋼集團有限公司煉鐵廠， 江蘇 張家港 215625)

基于ASP.NETWebAPI平臺的高爐自動化報表系統

盧 瑜1， 翟 明1， 趙華濤1， 杜 屏1， 朱 華2

(1.江蘇省(沙鋼)鋼鐵研究院， 江蘇 張家港 215625；2.江蘇沙鋼集團有限公司煉鐵廠， 江蘇 張家港 215625)

摘要：借助SQLServer軟件和Oracle軟件分別建立基于高爐的一級在線數據庫和三級實驗室數據庫，在此基礎上，利用C#,Javascript,HTML語言等建立一套報表自動化系統，實現了對5800高爐報表數據的自動化采集、科學分析、自動顯示和更新。實踐證明，高爐自動化報表系統在現場應用效果良好，一方面大大減少了工人抄報表的勞動時間和數據誤差；另一方面，自動化報表中數據和參數更加全面，更有利于高爐操作人員分析爐況。

關鍵詞：高爐操作； 自動化報表； 數據采集與處理

引 言

某鋼鐵企業5800高爐于2009年10月20號點火生產，至今已經順利運行7年有余，其高爐工藝上的報表系統，包括日報、工長報表、操作參數及水溫報表，保存著高爐在生產和冶煉過程中大量的操作數據，包括布料制度，送風制度，操作參數，冷卻水量和冷卻壁溫度、風口直徑和長度等重要爐況信息，是高爐生產過程中最重要的一項工作，是高爐爐況短期診斷和長期分析的重要數據來源。長期以來，報表的填寫工作一直依靠高爐操作人員手動錄入，這樣既費時費力，而且極容易出錯。因此，為了讓高爐操作者將主要精力集中在高爐爐況的分析和診斷上，非常有必要開發一套高爐自動化報表系統。

1 報表自動化系統的總體架構

隨著計算機技術和自動化技術的進一步發展，開發出大量的應用架構系統，比如Java架構，基于ASP.NET的MVC，Web Pages，WebForms，Single Pages，Web API等。相對于MVC，Web Pages，WebForms等傳統技術，

ASP.NET WebAPI具有

全平臺支持、全網通用、全面HTTP支持的優點，而且獨立于UI，只負責核心數據，使得系統更加低耦合，更輕量、更兼容、速度更快。因此本報表自動化系統采用了ASP.NETWebAPI網站方式作為系統架構，有利于實現跨前端訪問，后臺通過數據訪問層，業務邏輯層、模型層和呈現層實現系統層次管理，同時采用獨特的客戶端和服務端通信框架實現實時層結構和數據傳輸，前端UI通過AngularJS框架實現數據綁定、交互式效果、數據通訊等，采用bootstrap和d3js實現復雜圖標和交互呈現功能，方便用戶更好的體驗。5800高爐報表自動化系統的總體架構圖，如圖1所示。

圖1 5800高爐報表自動化系統的總體架構

2 報表功能設計

2.1 日報的功能設計

從圖中看出， 5800高爐日報包含產量、 燃料消耗、送風制度、高爐指數、爐頂煤氣、鐵水信息、渣成分、焦炭質量、煤粉成分、原料配比、燒結礦質量、球團礦質量、旋風灰成分、副產品產量以及布料矩陣共15大類，158個小項，內容全面，信息基本完整，其中爐缸潔凈指數為首次提出，為5800高爐長期爐況分析提供了最基礎的數據保障。

圖2 5800高爐日報界面

2.2 工長報表的功能設計

5800高爐工長報表包含著每小時工長操作數據，包括小時料速、送風制度、高爐指數，爐頂十字測溫槍溫度、煤氣成分、冷卻制度等重要信息，是高爐操作人員短時診斷的重要數據來源，因此工長報表功能的設計至關重要。本項目以5800高爐原始的工長報表為基礎，基本保持了原有5800高爐工長報表的風格，大大縮短了高爐操作人員適應新報表的時間，加快了自動化工長報表的應用進度，工長報表界面如圖3所示。

2.3 操作參數及水溫報表的功能設計

操作參數及水溫報表包含著風口直徑和長度，煤槍噴吹狀態、送風面積、軟水系統進出水流量和水溫、爐頂煤氣成分(包括在線和化驗)、十字測溫溫度、爐底爐基碳磚溫度、冷卻壁溫度、爐身靜壓力等重要信息，是監測風口分布狀態、煤槍噴吹狀態和檢測爐缸工作狀態等的重要工具，因此，操作參數及水溫報表的功能設計非常重要，本項目以5800高爐原始的操作參數及水溫報表為基礎，基本保持了原有5800高爐操作參數及水溫報表的風格，大大縮短了高爐操作人員適應新報表的時間，加快了報表的應用進度，操作參數及水溫報表界面如圖6所示。

3 功能優勢

經過實踐，基于ASP.NETWebAPI平臺建立的高爐自動化報表系統，很好地解決了長期以來高爐報表的錄入問題，其主要實現的功能和優勢如下：

(1)大大減少了手工錄入錯誤，提高工作質量。傳統的手工錄入的方法，因為人為的主觀原因造成的記錄錯誤在所難免，而通過Wonderware數據采集軟件自動采集一級儀器儀表數據并建立相應的一級數據庫或者直接調用三級實驗室數據庫或者自建的操作者錄入數據庫等3種途徑建立了高爐操作參數數據庫，并采用ORM類庫Dapper工具和Angular JS技術直接從數據庫中分別提取數據和顯示數據，這樣只需要工人錄入一些無法采集的數據，就可以實現報表的自動采集和顯示，大大減小了手工錄入數據量，減少錄入錯誤，提高工作質量。

圖4 新建配料結果錄入界面

圖5 新建大事記錄入界面

圖6 5800操作參數及水溫報表界面

(2)降低工長勞動強度，提高了工作效率。長期以來，所有報表的填寫工作一般需要2h左右，而采用自動化報表系統后，一級數據和三級數據已經全部實現自動采集，只有少量無法采集的數據，還需要手動錄入，手動錄入總時間10 min左右，將工長從繁瑣的報表工作中解放出來，讓其有更多的時間和精力來分析高爐爐況，并進行工藝參數調整。

(3)自主開發，維護方便，未來可實現移動版報表。相比軟件外包和外購而言，高爐自動化報表系統完全自主開發，維護方便，便于二次開發，而且開發成本低。由于采用ASP.NETWebAPI系統架構，未來可以開發移動端自動化報表，實現隨時隨地便捷辦公。

(4)采用身份認證技術，確保數據安全和真實。報表系統采用了身份驗證授權框架，在滿足驗證服務、授權服務和資源服務等功能前提下，具有框架統一、自定義用戶角色、支持多種數據庫等優點，可以根據不同角色定義不同訪問權限，保證數據安全和真實。

(5)提高企業自動化水平，營造良好企業形象。自動化報表系統的開發，是一個企業自動化水平高低的象征和標志，國外先進的鋼鐵企業早已經實現報表在電腦端和移動端的顯示和查詢，比如浦項集團，而且自動化報表系統的應用，大大減少了報表數據的錯誤，從而創建良好的企業形象，進一步提高企業管理水平。

4 結束語

目前，高爐上的三張自動化報表(日報、工長報表、操作參數及水溫報表)已經在現場應用；實踐證明，基于5800高爐的一級在線數據和三級實驗室數據，利用Visual studio語言、SQLserver語言、Orcale、Javascript、HTML語言建立報表自動化系統，對5800高爐的報表數據全部實現自動化采集，科學分析，自動顯示和更新，一方面大大減少了工人抄報表的勞動時間和數據誤差， 另一方面，自動化報表中數據和參數更加全面，更有利于高爐操作人員分析爐況。

參考文獻：

[1] 顧祥林,劉振均,吳淑華，等.寶鋼1#高爐爐況操作功能綜合開發及應用[J]. 冶金自動化,2000,24(6):45—47.

[2] 國宏偉,鄧君堂,陳杉杉，等.高爐專家系統的數據采集及處理[J].冶金自動化, 2008, 32(3):18—22.

收稿日期：2018-02-01

作者簡介：盧 瑜(1983—)，女，研究生。E-mail：luyufish1@163.com

中圖分類號：TF325.6