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鋁電解計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)論文

時(shí)間:2022-11-11 19:52:38 計(jì)算機(jī) 我要投稿
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鋁電解計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)論文

  摘 要:鋁電解控制系統(tǒng)是電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中最重要的控制技術(shù)之一,是電解鋁生產(chǎn)過(guò)程的核心。目前,隨著鋁電解控制系統(tǒng)在電解槽上的廣泛應(yīng)用,鋁電解自控技術(shù)在我國(guó)已發(fā)展至一個(gè)比較成熟的階段。本文重點(diǎn)論述鋁電解工藝生產(chǎn)過(guò)程中,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

鋁電解計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)論文

  關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng);技術(shù);核心;遠(yuǎn)程;監(jiān)控系統(tǒng)

  1.前言

  隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)外各大鋁廠對(duì)鋁電解控制的需求也不斷的變化。鑒于鋁電解自動(dòng)控制系統(tǒng)是電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中最重要的自控系統(tǒng)之一,其運(yùn)行效果的好壞直接影響到電解生產(chǎn)能否穩(wěn)定運(yùn)行。

  2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能

  2.1 數(shù)據(jù)傳遞模式

  鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)傳遞模式是:槽控機(jī)通過(guò)光纖向接口機(jī)傳遞數(shù)據(jù)信息,接口機(jī)將數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),完成數(shù)據(jù)的“寫”操作;管理機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)接口,將數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)取出,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總,從而完成數(shù)據(jù)的“讀”操作。作為系統(tǒng)的終端,要具備管理機(jī)功能,即完成將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)的讀出。

  2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括局域網(wǎng)和CAN通訊網(wǎng)。CAN通訊總線協(xié)議,是德國(guó)奔馳汽車公司自行研制開(kāi)發(fā)的通訊處理方式,現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)控制。CAN卡的主要作用是完成工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的通訊處理與輸送,是工業(yè)控制過(guò)程中不可或缺的通訊設(shè)備。

  2.3 軟件結(jié)構(gòu)及功能描述

  現(xiàn)階段,鋁電解鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分組成,分別是后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、接口機(jī)子系統(tǒng)、管理機(jī)子系統(tǒng)。

  1)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和部分應(yīng)用邏輯的實(shí)現(xiàn),根據(jù)行業(yè)需要,能滿足生產(chǎn)需要的大型數(shù)據(jù)庫(kù)主要是ORACLE與SQL SERVER兩種,我公司在實(shí)踐過(guò)程用所應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)是SQL SERVER。

  2)接口機(jī)子系統(tǒng)

  接口機(jī)子系統(tǒng)處于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和CAN總線之間,重點(diǎn)完成下位機(jī)數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋和設(shè)定參數(shù)的準(zhǔn)確下發(fā)。如果在數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法正常工作的狀況下,接口機(jī)能夠獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與下發(fā)功能,保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

  圖2-3 接口機(jī)子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

  3)管理機(jī)子系統(tǒng)

  管理機(jī)子系統(tǒng)是鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的最高層,負(fù)責(zé)綜合監(jiān)控、語(yǔ)音報(bào)警、報(bào)表打印等功能的實(shí)現(xiàn),特別是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)匯總與計(jì)算以及歷史數(shù)據(jù)查詢與分析。

  2.4參數(shù)管理

  參數(shù)管理模塊的功能是實(shí)現(xiàn)所有的與生產(chǎn)密切相關(guān)的各種參數(shù)的查詢、修改和存儲(chǔ)。參數(shù)設(shè)置的好壞,直接關(guān)系到槽子的運(yùn)行情況與控制效果。

  2.5系統(tǒng)設(shè)置

  系統(tǒng)設(shè)置模塊主要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的一些必要配置信息進(jìn)行設(shè)置,確保上位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,以及語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)的正常工作。

  2.6系統(tǒng)操作

  系統(tǒng)操作模塊完成各種監(jiān)控界面的切換,以及槽控機(jī)的控制面板的仿真顯示。

  2.7報(bào)表管理

  報(bào)表管理模塊以組態(tài)的方式向用戶提供了單槽和系列槽的各種報(bào)表,方便用戶進(jìn)行各種考核和分析,并進(jìn)行生產(chǎn)成本的有效控制;同時(shí),通過(guò)故障報(bào)表,用戶可以詳細(xì)了解電解槽的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)各類故障進(jìn)行有效的防范,減少風(fēng)險(xiǎn)。

  2.8權(quán)限管理

  主要是為了加強(qiáng)上位機(jī)系統(tǒng)的安全和管理而設(shè)置。

  2.9實(shí)用工具

  是為了定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理,保障系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定;通訊測(cè)試是幫助維修人員及時(shí)解決通訊故障。

  3.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)以局域網(wǎng)和CAN網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)環(huán)境,引入了大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER;同時(shí)采用了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的思想,實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢。

  3.1 運(yùn)行環(huán)境

  服務(wù)器操作系統(tǒng):Microsoft Windows 2000 Server 中文標(biāo)準(zhǔn)版。客戶端操作系統(tǒng):Microsoft Windows 2000中文版。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù):SQL SERVER。

  3.2 監(jiān)控表的建立

  監(jiān)控表是鋁電解廠生產(chǎn)過(guò)程中所需要的各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),電解槽生產(chǎn)情況的好壞、監(jiān)控系統(tǒng)的控制效果的好壞,直接來(lái)源于監(jiān)控表的信息采集。

  在鋁電解生產(chǎn)中,每個(gè)系列的生產(chǎn)情況各異,其電解槽的臺(tái)數(shù)和槽號(hào)分布各不相同,監(jiān)控表的建立也千差萬(wàn)別。基于這種實(shí)際情況,采用了動(dòng)態(tài)建表的方式,每個(gè)系列可以根據(jù)自己的實(shí)際情況完成監(jiān)控表的建立過(guò)程。這種動(dòng)態(tài)建表的應(yīng)用邏輯,主要由后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成。

  3.3 數(shù)據(jù)的采集與提取

  數(shù)據(jù)的采集與提取,主要負(fù)責(zé)兩個(gè)功能:接收CAN網(wǎng)來(lái)的實(shí)時(shí)采樣信息,并進(jìn)行解析;將需要下發(fā)的各種參數(shù)和控制信息進(jìn)行反向解析,轉(zhuǎn)換成符合CAN標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào),發(fā)送至CAN總線。

  3.4 數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)

  數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)是系統(tǒng)另一個(gè)核心問(wèn)題,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞、數(shù)據(jù)庫(kù)性能的優(yōu)化與否,將直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)客戶產(chǎn)生影響,因此我們采用了大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER。對(duì)于歷史數(shù)據(jù),則采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行處理。

  3.5 信息的顯示

  信息的顯示,是系統(tǒng)與用戶交互的主要部分。信息顯示主要由顯示面板、動(dòng)態(tài)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出四部分組成。

  3.6 基于網(wǎng)絡(luò)的信息的傳輸

  基于網(wǎng)絡(luò)的鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),需要考慮網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸,這主要包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。

  4.結(jié)論

  鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)作為鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一部分,它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到生產(chǎn)的好壞。本文討論了基于網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)思想的鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。鋁電解遠(yuǎn)程系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠,節(jié)約了成本,提高了管理水平,可以為電解鋁工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)豐厚經(jīng)濟(jì)效益。

  參考文獻(xiàn):

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  [4] 黃永忠,王化章,王平甫,等 《鋁電解生產(chǎn)》 長(zhǎng)沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社, 1994.

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  [6] 王祝堂,郭霓,任柏峰 《中國(guó)發(fā)展鋁工業(yè)最佳模式》 世界有色金屬,2003,5:8-11

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