平整二级系统的设计和开发

1．前言

冷轧平整机组的测宽，测径装置距离开卷机很远，卷位较多，一级控制程序无法存储过多的信息，从而实现自动对中上卷；平整机组每换一种规格的钢种都需要手动修改轧制工艺参数，带来很大不便和安全隐患。为此，设计和开发平整二级系统存储钢卷信息，自动调用轧制工艺参数，与一级系统实时通讯进而实现自动对中上卷,从而消除安全隐患，提高生产效率。

2．OPC简介

OPC是以Microsoft公司的OLE／COM技术为基础，采用客户/服务器模型，制定的一种工业控制领域的开放式标准。OPC在工业控制设备与应用软件之间建立了统一的软件接口标准。主要解决监控程序与其数据源的交互问题。

利用OPC技术，可以对现场设备及其驱动程序进行封装，形成OPC服务器。OPC服务器向下对设备数据进行采集，向上与OPC客户应用程序通信完成数据交换，如图1所示。OPC服务器屏蔽了现场层的设备驱动程序；客户应用程序开发人员看到的，只是OPC服务器提供的统一接口，而不必再去关心现场设备的驱动程序。只要客户应用

程序符合OPC接口规范，就可以与OPC服务器进行数据交换。

同样地，硬件厂商只需要为生产的硬件设备开发一个驱动程序，然后按照OPC标准编写一个OPC服务器，那么，所有按照OPC标准开发的客户应用程序都可以与该硬件设备进行数据交互，而无须编写额外的设备驱动程序。

这样，在工业现场的监测控制系统中，过程或设备监控程序（或者是监控组态软件），通过工业以太网，可以方便地与现场设备的OPC服务器进行数据交互，获得所需的现场数据。一方面，监控程序可以读取OPC服务器缓冲区（Cache）中的数据，获得过程或设备运行参数，实施有效地监视；另一方面，对于实时性要求比较高的设备数据，监控程序可以直接读取设备（Device）中的数据。如果用户需要扩充监控软件的功能，可以直接将定制的OPC软件包组态进现有软件中，而不必担心底层的设备驱动程序，使软件的布署变得更加容易。

3．系统设计

3.1总体设计

平整二级系统包含用户管理，参数设置，钢卷管理，轧钢日志，标签打印和数据维护等功能模块(系统框架见图2)，实现钢卷的管理，轧制参数的自动调用，钢卷状态的自动变化(钢卷状态变化流图见图3)和轧制完成后产品钢卷的自动生成等功能。

3.2功能设计

用户管理：主要功能是设置系统的用户的用户名，登陆密码和使用权限。

参数设置：设置平整机组在轧钢过程中使用的轧制工艺参数。主要有厚度，入口张力，出口张力，穿带轧制力，运行轧制力，前滑，HGC位置，延伸率，最大延伸率, 最小延伸率，轧制速度，穿带弯辊力，防皱辊高度，入口S辊张力，出口S辊张力，防皱辊高度，参数模式，合金号，宽度范围等信息。当对某个参数修改时，可直接应用到所以在计划状态的钢卷，而无需逐卷去修改工艺参数。

钢卷管理：钢卷管理主要分为两部分，生产计划和计划钢卷。钢卷信息包括钢卷号，合金号，内径，外径，入口厚度，出库厚度，宽度，带长，参数模式和当前钢卷轧制过程中使用的轧制工艺参数。在录入钢卷时，自动根据钢卷的厚度，合金号，参数模式从工艺参数表中调用合适的参数，如果没有，则提示录入新的工艺参数；对参数不合适时，可以对参数进行微调，微调后的参数可以做应用当前卷，应用以后的钢卷，应用为参数模板等操作。

轧钢日志：轧钢日志可以按日期，班组，钢卷号等条件查询系统自动记录的生产记录。包括钢卷的基本信息，开轧时间，轧完时间，钢卷重量等信息，并可以生成标准报表。

标签打印：可以将平整生产记录以冷轧生产标签的样式打印出来。可设置默认的标签参数，系统默认调用默认值，减少打印时的重

平整二级系统的设计和开发

梁湘 广西柳州钢铁(集团)公司冷轧板带厂，广西柳州 545002

陈白云 浙江日报报业集团信息技术处，浙江杭州 310039

摘要：平整二级系统实现冷轧平整机组钢卷的自动对中功能，轧制工艺参数的自动调用，记录待轧钢卷和成品钢卷的钢卷号、钢种、厚度、宽度、外径、位置和状态等信息。

关键词：计算机；二级；OPC；VB6.0；SQL Server 2005

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2010）06-0059-02

图1 OPC客户/服务器关系图图2 平整二级系统框架

图3 钢卷状态变化流图

(下转第61页)

复操作。

数据维护：主要维护轧钢日志表，维护因现场信号不到位而带来的轧钢日志数据无法自动生成，维护数据的完整性。

3.3数据库设计

系统数据库采用Powerdesigner 进行建模和管理，结果符合三范式要求。表名见表1。

表1

数据表说明数据表说明USER

用户表ZEBRA_GROUP 班别COIL_TECHNICS_TYPE 参数模式ZEBRA_PRODUCT 产品名称COIL_TECHNICS 工艺参数ZEBRA_SURFACE 表面质量COIL_PROGRAM_STATUS

计划状态ZEBRA_SURFACE_STATE 表面结构COIL_PROGRAM 钢卷计划ZEBRA_PACKING_GRADE 包装类别COIL_PDI_STATUS

钢卷状态ZEBRA_VERGE_ESTATE

边缘状态

COIL_PDI 钢卷表ZEBRA_HEAT_TREATMENT 热处理种类COIL_PDI_TECHNICS 钢卷轧制参数ZEBRA_SPECIFICATION 标准COIL_PRODUCTION

钢卷轧制表

ZEBRA_COIL_LABEL

标签表

3.4 OPC 设计

OPC 客户端开发工具通常可以分以两种方式存在，一种以源代码形式存在，另一种以二进制的形式存在（动态链接库或组件形式）。本文是以二进制的形式存在（动态链接库或组件形式）的OPC 客户端开发工具。在工具栏中“工程\引用”将Siemens OPC DAAutomation 2.0加入即可以使用。

(1) OPC 客户端添加组对象函数Connect 的功能是在初始化函数成功之后，调用此函数完成客户端连接OPC 服务器。

(2) OPC 客户端添加组对象函数ServerAddGroup 的功能是在初始化函数成功之后，调用此函数完成客户端在现有OPC 服务器下完成对

组对象的添加和命名，以便后面的函数使用。

(3) OPC 客户端添加组内ITEM 对象函数GroupAddItem 的功能是在ServerAddGroup 函数执行之后在添加的组对象内添加ITEM 对象。

(4) OPC 通过DataChange 函数实现在OPC 服务器端的数据发生变化时，会自动通知OPC 客户端。该功能非常重要，是完成实时数据交换的保证。

(5) OPC 客户端组对象通过AsyncRead 和AsyncWrite 函数完成对该组下所以item 对象的数据异步读写,异步读写比同步读写效率要高。

(6) O P C 客户端组对象的A s y n c R e a d C o m p l e t e 和A s y n c WriteComplete 函数在对item 对象异步操作完成后被调用。

(7) OPC 客户端工作结束函数DisConnect 的功能是将由Connect 函数连接的服务器释放，服务器与客户端的连结便断开。

4. 结束语

平整二级系统使用以来，运行稳定，数据修改的人性化设计，方便数据错误的修改和维护。实现了钢卷录入自动根据规格调用相应的轧制参数，无需人工手动录入；跟踪记录钢卷位置和状态，并能自动对中上卷；自动记录产品信息并生成产品报表和标签打印，节约人工记录和上卷的时间，平均每卷比手动上卷节约30-60秒，提高生产效率。

参考文献：

[1]史济民.软件工程原理、方法与应用.北京 高等教育出版社. 1998年11月

[2]刘志铭.Visual Basic 数据库开发实例解析.北京 机械工业出版社. 2000年6月

[3]萨师煊，王珊.数据库系统概论.北京 高等教育出版社. 2000年5月

[4]OPC （中国）促进委员会.OPC 应用程序入门

(上接第59页)

目、题型、分值、知识点、难易度、测评要素、是否考过等），根据条件采取相应数学算法从数据库中检索出符合条件的试题题号存入相应数据窗口，然后根据当前题型数量要求随机生成n 个题号，存入临时试卷表中，最后人工查验试题题本是否符合需求，如果有个别试题不符合要求可以进行手动干预，最终生成符合条件的试卷。在设计过程中为了防止试题重复，凡从数据窗口中每取出一道符合组卷要求的试题，就把该试题编号从检索窗口中删除，以免在随后的选题过程中选出重复的试题。流程如图2所示。

6. 结束语

由于本组卷系统前期论证较为充分，设计较为全面，所以虽然是针对政府机关进行工作人员考选使用的，但同时也适用于其它试题库的建设及组卷。它克服了传统人为出卷的弊端，不受时间和空间的约束，可以保证每次考试从题库都抽取不同的试题，保证了公平、公正进行考核，具有较强的实用性。

参考文献：

[1]江静岚.遗传算法在通用考试系统自动组卷中的研究与应用[J].考试周刊,2008,(18)：5.

[2]陈加粮,李建锋.基于VB6.0和SQL2000的试卷组卷系统[J].

吉首大

图2 组卷流程

学学报(自然科学版),2008,29(02):48-50.

[3]杨昱昺,王红艳.基于题库自适应在线考试系统的分析与设计[J].武汉理工大学学报,2008,30(04):157-160