一種煉鋼吹氬鋼包管理系統與方法
【專利摘要】本發明公開了一種煉鋼吹氬鋼包管理系統與方法，所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統包括數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、狀態設置模塊、線程管理模塊、流程控制模塊、界面展示模塊；所述的方法為PLC數據采集模塊采集數據，將各工序設備設置為對應狀態；數據分析模塊判斷鋼包是否可以出入吹氬站；流程控制模塊通過界面展示。本發明自動從現場設備中采集自動化信號數據，利用網絡和數據庫資源來支持精確到1秒的實時邏輯分析判斷、保存生產現場信號數據日志。無需客戶端的操作員操作，及時準確的反映出現場設備生產情況，實時在煉鋼生產排程系統上展示鋼包是否出入吹氬站。通過人機界面實時展示，提高鋼鐵企業煉鋼生產調度對現場情況的掌握。
【專利說明】一種煉鋼吹氬鋼包管理系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機應用【技術領域】，具體涉及一種煉鋼吹氬鋼包管理系統與方法。
【背景技術】
[0002]目前鋼鐵企業煉鋼廠的工序復雜度高，工序之間協調性強，時序性要求快速及時，對各工序生產準備和完成情況的信息獲取的及時性要求高。目前煉鋼鋼水的調度主要靠煉鋼調度人員在現場指揮操作，煉鋼吹氬站中控室操作崗位人員操作鋼包的入站、吹氬和出站。在操作的過程中，除了吹氬站的操作人員以及巡視的煉鋼調度人員以外，其他工序的操作人員只能通過單一的無線報話機方式了解吹氬工序的鋼包吹氬情況。這種工作方法的主要缺點是:(I)現場生產環境惡劣、調度人員在現場各工序頻繁穿插走動容易發生安全事故。(2)現場嘈雜，各工序通過無線報話機溝通時溝通質量低，成本高，降低了鋼包的工序間流轉速度。時間上的延誤會降低鋼水的溫度，從而增加冶煉成本。⑶沒有系統生產排程的指導，無法及時的告知行車工鋼包的流向，不能看到吹氬運行的明細自動化工藝數據，使得下一工序無法提前做好鋼包入站準備。(4)沒有系統連貫性，對于后續工序的業務流程只能由煉鋼調度人工通知操作。
【發明內容】
[0003]本發明的第一目的在于提供一種煉鋼吹氬鋼包管理系統；第二目的在于提供所述煉鋼吹IS鋼包管理系統的使用方法。
[0004]本發明的第一目的是這樣實現的，包括數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、狀態設置模塊、線程管理模塊、流程控制模塊、界面展示模塊，其中:
數據采集模塊:用于采集鋼包數據并傳輸至數據存儲模塊中存儲；
數據存儲模塊:用于存儲鋼包信息；
數據分析模塊:用于綜合分析氬站狀態和各工序設備狀態，分析結果發送至流程控制模塊；
狀態設置模塊:用于將數據存儲模塊中的鋼包數據設置數據狀態以供線程管理模塊進行讀取；
線程管理模塊:用于按照設定時間頻率從數據存儲模塊中讀取采集的鋼包數據，并傳輸至數據分析模塊；
流程控制模塊:用于接收數據分析模塊的分析結果并通過界面展示模塊展示給操作人員進行操作；
界面展示模塊:用于展示分析結果以供操作人員進行操作。
[0005]本發明的第二目的是這樣實現的，包括以下步驟:
A、現場設備自動化信號數據通過PLC數據采集模塊采集獲得，通過網絡傳輸將數據保存到數據庫服務器的吹氬實時自動化數據記錄表，通過狀態設置模塊將各工序設備設置為對應狀態； B、線程管理模塊每隔I秒鐘掃描一次吹氬實時自動化數據記錄表，掃描到吹氬實時自動化數據的變化值時，發消息通知數據分析模塊；
C、數據分析模塊接收消息通知，運行邏輯判斷語句判斷鋼包是否可以出入吹氬站；
D、得出數據邏輯分析結論后，數據分析模塊將結論傳輸給流程控制模塊；
E、流程控制模塊通過人機交互界面展示給煉鋼生產調度人員目前鋼包是否可以出入吹氬站，并根據系統配置采用自動或者人工方式按照預設的工藝路線將鋼包入精煉或者是入連鑄工序；
F、成功執行出入站操作后通過狀態設置模塊設置狀態為鋼水已出站\已入站狀態。
[0006]本發明克服煉鋼吹氬鋼包出入站及時性、準確性、可追朔性和連貫性不夠的問題，本發明自動從現場設備中采集自動化信號數據，利用網絡和數據庫資源來支持精確到I秒的實時邏輯分析判斷、保存生產現場信號數據日志。無需客戶端的操作員操作，及時準確的反映出現場設備生產情況，實時在煉鋼生產排程系統上展示鋼包是否出入吹氬站。通過人機界面實時展示，提高鋼鐵企業煉鋼生產調度對現場情況的掌握。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明模塊結構示意圖；
圖2為本發明管理系統流程示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發明的保護范圍。
[0009]本發明所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，包括數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、狀態設置模塊、線程管理模塊、流程控制模塊、界面展示模塊，其中:
數據采集模塊:用于采集鋼包數據并傳輸至數據存儲模塊中存儲；
數據存儲模塊:用于存儲鋼包信息；
數據分析模塊:用于綜合分析氬站狀態和各工序設備狀態，分析結果發送至流程控制模塊；
狀態設置模塊:用于將數據存儲模塊中的鋼包數據設置數據狀態以供線程管理模塊進行讀取；
線程管理模塊:用于按照設定時間頻率從數據存儲模塊中讀取采集的鋼包數據，并傳輸至數據分析模塊；
流程控制模塊:用于接收數據分析模塊的分析結果并通過界面展示模塊展示給操作人員進行操作；
界面展示模塊:用于展示分析結果以供操作人員進行操作。
[0010]數據采集模塊中所述的鋼包數據為鋼包入氬站、鋼包出氬站、吹氬閥門開/關到位信號、氬氣流量信號、氬氣耗量信號、吹氬時間信號(分)、吹氬時間信號(秒)、調壓閥后壓力、鋼水定氧和鋼水溫度。
[0011]數據存儲模塊中所述鋼包信息為鋼水溫度、鋼水重量、鋼包號、鋼包爐次號和鋼包計劃工藝路線。
[0012]數據分析模塊中所述的氬站狀態為閥門開到位、閥門關到位、正在吹氬、吹氬開始、調壓閥后壓力和吹1?結束。
[0013]數據分析模塊中所述的各工序設備狀態為轉爐爐次結束信號、吹氬開始信號、吹氬結束信號、連鑄回轉臺轉包信號、連鑄I號臂在澆注位信號和連鑄2號臂在澆注位信號。
[0014]數據分析模塊中所述的分析結果為轉爐鋼包出站、吹氬鋼包入站、吹氬鋼包出站、吹氬開始和吹氬結束。
[0015]狀態設置模塊中所述的狀態為吹氬鋼包入站和吹氬鋼包出站狀態。
[0016]線程管理模塊是以I秒鐘的頻率刷新信號數據，根據獲取到的轉爐爐次結束信號和轉爐鋼水出站狀態調用數據分析模塊分析鋼包是否可以入氬站，如果是，則調用狀態設置模塊設置吹氬的狀態為吹氬鋼包入站狀態；根據獲取到的吹氬閥門開到位信號、吹氬閥門關到位信號、氬氣流量信號、氬氣耗量信號、吹氬時間信號等調用狀態設置模塊設置吹氬的狀態為正在吹IS狀態；根據獲取到的吹IS閥門開到位信號、吹IS閥門關到位信號、吹IS結束信號等調用數據分析模塊5分析鋼包是否可以出氬站，如果是，則調用狀態設置模塊設置吹IS的狀態為吹IS鋼包出站狀態。
[0017]流程控制模塊是通過掃描由狀態設置模塊設置的吹氬站鋼包狀態，當掃描到狀態設置為吹氬鋼包入站狀態時，流程控制模塊發出消息通知界面展示模塊，在界面展示模塊界面上顯示當前有鋼包可以入吹氬站；當掃描到狀態設置為吹氬鋼包出站狀態時，流程控制模塊發出消息通知界面展示模塊，在界面展示模塊界面上顯示當前有鋼包出吹氬站。
[0018]本發明所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統的使用方法，包括以下步驟:
A、現場設備自動化信號數據通過PLC數據采集模塊采集獲得，通過網絡傳輸將數據保存到數據庫服務器的吹氬實時自動化數據記錄表，通過狀態設置模塊將各工序設備設置為對應狀態；
B、線程管理模塊每隔I秒鐘掃描一次吹氬實時自動化數據記錄表，掃描到吹氬實時自動化數據的變化值時，發消息通知數據分析模塊；
C、數據分析模塊接收消息通知，運行邏輯判斷語句判斷鋼包是否可以出入吹氬站；
D、得出數據邏輯分析結論后，數據分析模塊將結論傳輸給流程控制模塊；
E、流程控制模塊通過人機交互界面展示給煉鋼生產調度人員目前鋼包是否可以出入吹氬站，并根據系統配置采用自動或者人工方式按照預設的工藝路線將鋼包入精煉或者是入連鑄工序；
F、成功執行出入站操作后通過狀態設置模塊設置狀態為鋼水已出站\已入站狀態。
[0019]本發明的目的是克服煉鋼吹氬鋼包出入站及時性、準確性、可追朔性和連貫性不夠的問題，提供一種自動判斷煉鋼吹氬鋼包入站、出站的方法。判斷鋼包是否可以入氬站、出氬站的基礎數據通過采集設備自動化信號獲得，采集的信號以數據包的方式在PLC網絡上傳輸，數據到達數據庫后，經過數據整理、狀態設置等處理動作后由判斷進程進行邏輯分析和處理，能及時、準確的推出結論，并具有可追朔性和數據連貫性，觸發下一步工序流程執行，提高設備利用效率。
[0020]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:系統由PLC數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、狀態設置模塊、線程管理模塊、流程控制模塊、人機交互界面組成:PLC數據采集模塊采集現場設備自動化信號并整理成數據包，通過采集工作站將數據提交給數據存儲模塊進行存儲，同時通過狀態設置模塊設置狀態(鋼水入氬站、正在吹氬、鋼水出氬站)，線程管理模塊按照設定時間頻率讀取采集數據，通過數據分析模塊綜合分析當前氬站狀態和其他各工序設備狀態，將分析結果發消息通知給流程控制模塊，流程控制模塊將鋼水是否可以出入站的信息通過人機交互界面展示給煉鋼生產調度人員進行自動或者手動操作。
[0021]本發明自動判斷煉鋼吹氬鋼包出入站方法:
1)現場設備自動化信號數據通過PLC數據采集模塊采集獲得，通過網絡傳輸將數據保存到數據庫服務器的吹氬實時自動化數據記錄表，通過狀態設置模塊將各工序設備設置為對應狀態；
2)線程管理模塊每隔I秒鐘掃描一次吹氬實時自動化數據記錄表，掃描到吹氬實時自動化數據的變化值時，發消息通知數據分析模塊；
3)數據分析模塊接收消息通知，運行邏輯判斷語句判斷鋼包是否可以出入吹氬站；
4)得出數據邏輯分析結論后，數據分析模塊將結論傳輸給流程控制模塊；
5)流程控制模塊通過人機交互界面展示給煉鋼生產調度人員目前鋼包是否可以出入吹氬站，并根據系統配置采用自動或者人工方式按照預設的工藝路線將鋼包入精煉或者是入連鑄工序；
6)成功執行出入站操作后通過狀態設置模塊設置狀態為鋼水已出站\已入站狀態； 本發明的方法用于鋼鐵企業煉鋼廠生產排程系統自動判斷吹氬鋼包當前在系統中是否可以出入站，通過獲取吹氬的設備運行情況和自動化信號來實時判斷并得出結論，系統每I秒鐘采集一次現場設備自動化信號，每I秒鐘根據獲取的信號自動判斷一次，并將判斷結果展示到人機交互界面，及時地提供現場生產情況給煉鋼調度人員，煉鋼調度人員可選擇手動或是采用系統默認的自動操作來完成在排程系統中吹氬鋼包的出入站動作。
[0022]本發明的有益效果是，自動從現場設備中采集自動化信號數據，利用網絡和數據庫資源來支持精確到I秒的實時邏輯分析判斷、保存生產現場信號數據日志。無需客戶端的操作員操作，及時準確的反映出現場設備生產情況，實時在煉鋼生產排程系統上展示鋼包是否出入吹氬站。通過人機界面實時展示，提高鋼鐵企業煉鋼生產調度對現場情況的掌握。
[0023]本發明是一種應用于鋼鐵企業的自動判斷煉鋼吹氬鋼包出入站的系統和方法，包括PLC數據采集模塊1、數據存儲模塊2、狀態設置模塊3、線程管理模塊4、數據分析模塊5，流程控制模塊6，界面展示模塊(人機交互界面7)，如圖1所示，自動化信號數據采集工控機安裝在現場設備電氣室，通過連接PLC總線網絡獲取和傳輸數據。PLC數據采集模塊I從PLC網絡獲取自動化儀表信號數據，獲取到的數據提交給數據存儲模塊2進行存儲，存儲介質為數據庫，同時通過線程管理模塊4以I秒鐘的頻率刷新信號數據，根據獲取到的轉爐爐次結束信號和轉爐鋼水出站狀態調用數據分析模塊5分析鋼包是否可以入氬站，如果是，則調用狀態設置模塊3設置吹氬的狀態為吹氬鋼包入站狀態；根據獲取到的吹氬閥門開到位信號、吹氬閥門關到位信號、氬氣流量信號、氬氣耗量信號、吹氬時間信號等調用狀態設置模塊3設置吹氬的狀態為正在吹氬狀態；根據獲取到的吹氬閥門開到位信號、吹氬閥門關到位信號、吹氬結束信號等調用數據分析模塊5分析鋼包是否可以出氬站，如果是，則調用狀態設置模塊3設置吹氬的狀態為吹氬鋼包出站狀態。流程控制模塊6通過掃描由狀態設置模塊3設置的吹氬站鋼包狀態，當掃描到狀態設置為吹氬鋼包入站狀態時，流程控制模塊6發出消息通知人機交互界面7，在人機交互界面7上顯示當前有鋼包可以入吹氬站；當掃描到狀態設置為吹氬鋼包出站狀態時，流程控制模塊6發出消息通知人機交互界面7，在人機交互界面7上顯示當前有鋼包出吹氬站本發明特點:
a.設備自動化儀表信號自動采集得到。
[0024]b.自動化儀表信號數據通過現場PLC網絡傳輸到企業局域網。
[0025]c.通過線程掃描、狀態設置、數據分析、流程控制實現吹氬站鋼包出入站管理。
[0026]d.動態按照自動化儀表信號分析判斷，實時可靠。
[0027]e.整個過程不需要人工干預。
[0028]如圖2所示，該圖表明系統工作流程及實現處理方法，具體實現方法如下:
一、煉鋼吹IS鋼包入站:
a.設備自動化儀表信號，如下:
【權利要求】
1.一種煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于包括數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、狀態設置模塊、線程管理模塊、流程控制模塊、界面展示模塊，其中: 數據采集模塊:用于采集鋼包數據并傳輸至數據存儲模塊中存儲； 數據存儲模塊:用于存儲鋼包信息； 數據分析模塊:用于綜合分析氬站狀態和各工序設備狀態，分析結果發送至流程控制模塊； 狀態設置模塊:用于將數據存儲模塊中的鋼包數據設置數據狀態以供線程管理模塊進行讀取； 線程管理模塊:用于按照設定時間頻率從數據存儲模塊中讀取采集的鋼包數據，并傳輸至數據分析模塊； 流程控制模塊:用于接收數據分析模塊的分析結果并通過界面展示模塊展示給操作人員進行操作； 界面展示模塊:用于展示分析結果以供操作人員進行操作。
2.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于數據采集模塊中所述的鋼包數據為鋼包入氬站、鋼包出氬站、吹氬閥門開/關到位信號、氬氣流量信號、氬氣耗量信號、吹氬時間信號、吹氬時間信號、調壓閥后壓力、鋼水定氧和鋼水溫度。
3.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于數據存儲模塊中所述鋼包信息為鋼水溫度、鋼水重量、鋼包號、鋼包爐次號和鋼包計劃工藝路線。
4.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于數據分析模塊中所述的IS站狀態為閥門開到位、閥門關到位、正在吹IS、吹IS開始、調壓閥后壓力和吹IS結束。
5.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于數據分析模塊中所述的各工序設備狀態為轉爐爐次結束信號、吹氬開始信號、吹氬結束信號、連鑄回轉臺轉包信號、連鑄I號臂在澆注位信號和連鑄2號臂在澆注位信號。
6.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于數據分析模塊中所述的分析結果為轉爐鋼包出站、吹IS鋼包入站、吹IS鋼包出站、吹IS開始和吹IS結束。
7.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于狀態設置模塊中所述的狀態為吹IS鋼包入站和吹IS鋼包出站狀態。
8.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于線程管理模塊是以I秒鐘的頻率刷新信號數據，根據獲取到的轉爐爐次結束信號和轉爐鋼水出站狀態調用數據分析模塊分析鋼包是否可以入氬站，如果是，則調用狀態設置模塊設置吹氬的狀態為吹氬鋼包入站狀態；根據獲取到的吹氬閥門開到位信號、吹氬閥門關到位信號、氬氣流量信號、氬氣耗量信號、吹氬時間信號等調用狀態設置模塊設置吹氬的狀態為正在吹氬狀態；根據獲取到的吹氬閥門開到位信號、吹氬閥門關到位信號、吹氬結束信號等調用數據分析模塊分析鋼包是否可以出氬站，如果是，則調用狀態設置模塊設置吹氬的狀態為吹氬鋼包出站狀態。
9.根據權利要求1所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統，其特征在于流程控制模塊是通過掃描由狀態設置模塊設置的吹氬站鋼包狀態，當掃描到狀態設置為吹氬鋼包入站狀態時，流程控制模塊發出消息通知界面展示模塊，在界面展示模塊界面上顯示當前有鋼包可以入吹氬站；當掃描到狀態設置為吹氬鋼包出站狀態時，流程控制模塊發出消息通知界面展示模塊，在界面展示模塊界面上顯示當前有鋼包出吹氬站。
10.一種權利要求1、任一所述的煉鋼吹氬鋼包管理系統的使用方法，其特征在于包括以下步驟: A、現場設備自動化信號數據通過PLC數據采集模塊采集獲得，通過網絡傳輸將數據保存到數據庫服務器的吹氬實時自動化數據記錄表，通過狀態設置模塊將各工序設備設置為對應狀態； B、線程管理模塊每隔I秒鐘掃描一次吹氬實時自動化數據記錄表，掃描到吹氬實時自動化數據的變化值時，發消息通知數據分析模塊； C、數據分析模塊接收消息通知，運行邏輯判斷語句判斷鋼包是否可以出入吹氬站； D、得出數據邏輯分析結論后，數據分析模塊將結論傳輸給流程控制模塊； E、流程控制模塊通過人機交互界面展示給煉鋼生產調度人員目前鋼包是否可以出入吹氬站，并根據系統配置采用自動或者人工方式按照預設的工藝路線將鋼包入精煉或者是入連鑄工序； F、成功執行出入站操作后通過狀態設置模塊設置狀態為鋼水已出站\已入站狀態。
【文檔編號】G05B19/418GK104133451SQ201410371993
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】李 杰, 楊曉偉, 陳子敏, 杜曉冬, 陳勁松 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司