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目前钢铁企业已形成了ERP/MES/PCS三层信息系统架构的计算机集成管理系统,PCS(ProcessControlSystem,过程控制系统)在生产控制过程中直接影响产品的质量和性能。在热连轧生产过程中,多机架精轧的加工过程中与产品质量直接相关的控制参数和目标参数近百个,分析这一过程对提高产品质量和精度有着重要意义。传统的过程控制系统中,多使用组态软件和关系数据库存储生产过程中的实时数据。目前市场上比较流行的控制组态软件的历史数据归档周期最小为500ms/点,不能满足分析生产过程中控制系统优化控制策略和调试的要求。关系数据库结构虽然显得非常简洁,易于理解和掌握,但是关系数据库模型不能直接支持复杂数据类型;同时,关系数据模型并没有考虑时间维,带有时间戳的数据记录和属性很难在关系数据库中有效表示;并且关系数据库处理速度低,关系数据模型无法对生产过程数据进行高效存储。结合热连轧生产工艺流程特点,本文提出了基于实时数据库技术的过程数据实时存储与分析系统模型,并对其进行了研究,其历史数据归档周期最小为2ms/点。本文主要内容及成果如下:
1.针对当前热连轧生产过程控制系统的不足,结合对实时数据库技术的研究,提出了基于实时数据库技术的过程数据实时存储与分析系统模型,并讨论了其系统结构、功能需求与实现方案。
2.研究和实现了数据采集器与实时数据库系统的通信协议,并在此基础上成功开发了数据采集器的驱动程序,实现了实时数据库系统对数据采集器数据包的解析和实时存储。
3.基于实时数据库平台,开发了数据离线分析软件。其可实现对历史数据频域、时域和时频等方面的分析,分析结果可用于生产工艺优化、生产调度、设备管理。
4.将研究成果应用某热连轧控制系统中,按实际设备、工艺配置和组态实时数据库系统,通过对历史数据的汇总、过程数据的跟踪等方法实现了该系统与MES关系数据库的数据集成,极大方便用户对过程数据的访问和分析。