馬月坤，陳海鵬

（華北理工大學(xué)信息學(xué)院，河北 唐山 056000）

冷軋板異構(gòu)產(chǎn)線一體化運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用

馬月坤，陳海鵬

（華北理工大學(xué)信息學(xué)院，河北 唐山 056000）

該項(xiàng)目包括：酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組、平整機(jī)組、脫硅酸再生機(jī)組、罩式退火機(jī)組、熱鍍鋅機(jī)組、彩涂機(jī)組、剪切包裝機(jī)組及其它輔助設(shè)備。生產(chǎn)規(guī)模大、品種規(guī)格多，工藝技術(shù)裝備水平高，各機(jī)組工藝過程業(yè)務(wù)復(fù)雜且異構(gòu)，維護(hù)人員在的生成線維護(hù)及相關(guān)設(shè)備維護(hù)時(shí)難度較大。通過這個(gè)課題研發(fā)的相關(guān)成果實(shí)現(xiàn)對(duì)邯鋼各產(chǎn)線的一體化運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)冷軋?jiān)O(shè)備的有效運(yùn)行監(jiān)管和各工藝環(huán)節(jié)生產(chǎn)運(yùn)行的有效監(jiān)管，以此提高生產(chǎn)的準(zhǔn)確率，減少管理人員，降低事故處理時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

虛擬化；工業(yè)以太網(wǎng)；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(chǎn)線：酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組、平整機(jī)組、脫硅酸再生機(jī)組、罩式退火機(jī)組、熱鍍鋅機(jī)組、彩涂機(jī)組、剪切包裝機(jī)組及其它輔助設(shè)備，生產(chǎn)規(guī)模大、品種規(guī)格多，工藝技術(shù)裝備水平高，因此帶來不同現(xiàn)場(chǎng)總線不同廠家設(shè)備導(dǎo)致的工控平臺(tái)異構(gòu)的問題。在這樣的背景下，開發(fā)各產(chǎn)線的二級(jí)生產(chǎn)運(yùn)維系統(tǒng)的必要性突顯。

1.2 異構(gòu)產(chǎn)線運(yùn)維虛擬化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

邯鋼冷軋廠過程控制系統(tǒng)由過程計(jì)算機(jī)及基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)兩級(jí)組成。技術(shù)和工藝過程的自動(dòng)化既要支持生產(chǎn)管理，也要支持生產(chǎn)操作，各條產(chǎn)線無論從設(shè)備接口還是數(shù)據(jù)傳輸通道等方面差異很大。本課題計(jì)劃通過搭建異構(gòu)產(chǎn)線運(yùn)維虛擬化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使各種服務(wù)器、操作站、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)一起構(gòu)成機(jī)組的基于虛擬平臺(tái)的過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過虛擬化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從機(jī)組入口段開始，到出口段為止，其中的過程控制計(jì)算機(jī)等設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行配置。使L1（基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)）與L2（過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備（PLC、HMI、過程計(jì)算機(jī)、外設(shè)終端等）實(shí)際上都連接在同一個(gè)局域網(wǎng)上，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備彼此相互連接，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效實(shí)用。

1.3 異構(gòu)產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)

開發(fā)面向各條產(chǎn)線的二級(jí)運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行支持，質(zhì)量保證，生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集與處理，過程數(shù)據(jù)顯示（其中包括：過程狀態(tài)、設(shè)定計(jì)算結(jié)果，設(shè)定值與實(shí)際值等）及支持技術(shù)人員通過完整的工藝參數(shù)檔案文件做技術(shù)改進(jìn)等。

異構(gòu)產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)面向L2（過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）中各產(chǎn)線。其中運(yùn)維管控主要包含各產(chǎn)線的工藝規(guī)程預(yù)計(jì)算和再計(jì)算、生產(chǎn)策略、工藝規(guī)程后計(jì)算和自適應(yīng)、虛擬計(jì)算、各種工藝模型控制、生產(chǎn)節(jié)奏控制；物料跟蹤系統(tǒng)協(xié)調(diào)輸入數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)，如計(jì)算值和測(cè)量值。使這些值與鋼板相對(duì)應(yīng)，并顯示在操作控制終端上。這樣操作人員即可隨時(shí)知道當(dāng)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(yù)和修改物料跟蹤系統(tǒng)信息。生產(chǎn)數(shù)據(jù)保存及分析將預(yù)計(jì)算的全部設(shè)定值、測(cè)量值、后計(jì)算值和報(bào)表數(shù)據(jù)等，保存在數(shù)據(jù)庫中。

2 課題意義及目標(biāo)

隨著生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展及管理水平的不斷提高，傳統(tǒng)的以車間為單位的生產(chǎn)管理模式已不能滿足生產(chǎn)需要，要求各個(gè)部門、車間、基層與上層要有機(jī)的結(jié)合起來，從而更好的發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的協(xié)作作用。這就要求車間級(jí)管理要與工廠級(jí)管理在工廠信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上結(jié)合起來?？蓪⒐S信息網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次，包括：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)、車間控制級(jí)和工廠管理級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)總線屬于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)各設(shè)備間的通信網(wǎng)絡(luò)，在虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上便可實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)扁平管理。

3 技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方案

改進(jìn)前罩式爐的硬件結(jié)構(gòu)包括1臺(tái)二級(jí)服務(wù)器，3臺(tái)Provider（負(fù)責(zé)從44臺(tái)PLC采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到服務(wù)器中），HMI，工程師站，模型機(jī)以及一級(jí)的44臺(tái)PLC。

罩式爐機(jī)器運(yùn)行十年，服務(wù)器和和計(jì)算機(jī)都有很大程度的老化，由于服務(wù)器和provider的負(fù)荷較大，2013年和2014年頻繁出現(xiàn)故障，2014年6月份服務(wù)器頻繁死機(jī)，經(jīng)檢查分析是SCSI卡出現(xiàn)故障，需要更換服務(wù)器，罩式爐的兩臺(tái)舊服務(wù)器都不穩(wěn)定，我在庫房找到了一臺(tái)無法使用的服務(wù)器，因?yàn)檫@臺(tái)服務(wù)器只能安裝windows2003系統(tǒng)，酸軋的軟件只能安裝在windows2000中，我將這臺(tái)服務(wù)器安裝了windows2003，并將罩式爐中的庫進(jìn)行了升級(jí)，成功將罩式爐服務(wù)器移植到windows2003中。更新前后硬件情況如表1：

表1

新服務(wù)器的性能只利用了30%-40%，頻繁出現(xiàn)故障的provider的備件還沒有到，大形勢(shì)不好的情況下如何更有效的利用現(xiàn)有的資源呢？于是我想將這臺(tái)新的服務(wù)器分成4臺(tái)機(jī)器，即將3臺(tái)Provider也集成到這臺(tái)服務(wù)器中。至此，用一臺(tái)高性能服務(wù)器替換了4臺(tái)機(jī)器，提高了穩(wěn)定性和可維護(hù)性，并節(jié)約了成本。目前服務(wù)器已經(jīng)運(yùn)行了半年多，還未出現(xiàn)任何故障。

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［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）.

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