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1、连轧无缝钢管过程自动化系统物料跟踪系统设计规格说明书1 编写目的本文档是为 无缝钢管物料跟踪系统（以下简称物料跟踪系统）的实现，提供设计指导。本文的预期读者为： 无缝钢管物料跟踪系统项目的需求管理人员、设计和开发人员、测试人员等。2 术语定义3 物料跟踪系统的软件设计物料跟踪系统的软件结构，如图3.1所示。整个软件系统，使用数据库，将业务数据和界面所需数据进行分离，即业务定时完成逻辑处理，产生界面需要的各种数据，并将其存储在数据库；而界面部分定时从数据库获取数据，并将其组织并形象地显示出来。以此也降低了整个系统界面和业务之间的耦合性。物料跟踪系统的基本数据流图，如图3.2所示图3.1 物料跟踪
2、系统的软件结构图3.2 物料跟踪系统的基本数据流图3.1 界面层界面层，主要是完成各种跟踪画面的显示，显示的内容包括设备状态、管材基本信息、各种工艺流程中的生产统计信息等。界面层的设计包括以下几方面内容：n 画面设计思路n 画面设计方案n 画面类设计注意，界面部分并不直接与业务层交互信息，它是直接通过对数据库（以下简称DB）访问，实现界面所需数据的刷新。3.1.1 画面设计思路物料跟踪系统的画面分为主页面和分页面，主页面表示整个生产线的全部设备状态和物料流动的跟踪，分页面是表示生产线某一部分的设备状态和物料流动的跟踪。无论是主页面还是分页面，都是采用1024*768的分辨率。当用户双击画面设备
3、时，将弹出该设备的状态和生产情况。画面显示与跟踪数据分开，关闭画面时跟踪也是进行的。画面只是显示跟踪的情况。3.1.2 画面设计方案物料跟踪系统画面总体设计的方案为：n 整个画面是所有的设备采用相同的显示模版加载不同的设备图片，在画面上按照生产线顺序组合而成。n 生产跟踪分为管材位置显示和管材工艺流程跟踪。管材位置显示，指通过查询数据库，得到每个设备上所有管材的信息并显示出来。管材工艺流程跟踪，指在生产画面上用虚线示意生产计划所用的工艺流程方向，因为不同生产计划采用不同的工艺流程。n 所有的设备类图形抽象出一个基类，这个基础类的属性包括了所在的画面的位置，设备的编号，是否可以工作，显示图片；这
4、个类的方法包括设置画面位置，设置是否可以工作，设置显示图片。所有的设备类需要继承这个基础类。各个画面类之间继承关系如图3.3所示。图3.3 各个类之间继承关系设计跟踪画面时，在辊道类中表示该辊道是否分流；若需要分流，则判断管材生产的流向；若不需要分流，则无需判断管材生产的流向。管材流向的表示方法为：用带有方向的线，把管材流向所经过的生产设备连接起来。管材位置显示是生产设备定时查询数据库，得到该设备上面所有管材的信息，根据信息把管材表示出来的过程。3.1.3 画面类设计3.1.3.1 基类设计class CEquipmentBase public:CEquipmentBase();virtual
5、 CEquipmentBase();public:/设备编号char _szEquipmentNameDEFAULT_EQUIPMENT_NAME_LEN; /设备显示位置CRectm_PositionRect; /设备是否可以工作BOOLm_bWork;/设备是否报警BOOLm_bAlarm;/设备的显示图片CBitmap*m_pBitMapBK;/设备上钢管列表CPtrListm_pCudgelList;public:virtual void MoveTo(CPoint point) = 0;virtual void Draw(CDC *pDC) = 0;virtual void GetS
6、teelTubeData() = 0；;3.1.3.2 辊道类设计class CTramroadObj: public CEquipmentBasepublic:CTramroadObj();voidDrawEmbranchment();/画工艺流程线voidGetSteelTubeData();private:BOOLm_bEmbranchment;/是否分流;3.1.3.3 带锯类设计class CMaterialSawObj : public CEquipmentBasepublic:CMaterialSawObj();void AddFinished();void CleanFinis
7、hed();void SetBusy(BOOL bBusy);void Draw(CDC *pDC = NULL);private:intm_nFinished;/已经锯几次BOOLm_bBusy;/是否在锯;3.1.3.4 台架类设计class CTableBoardObj : public CEquipmentBasepublic:CTableBoardObj();void GetSteelTubeData();void Draw(CDC *pDC = NULL); ;3.1.3.5 链床类设计class CChainBeltObj : public CEquipmentBasepubli
8、c:CChainBeltObj();void GetSteelTubeData();void Draw(CDC *pDC = NULL);3.1.3.6 加热炉类设计class CFurnaceObj : public CEquipmentBasepublic:CFurnaceObj();void GetSteelTubeData();void Draw(CDC *pDC = NULL);void SetPace(float fPace);void GetPace();private:float m_fPace;/速度;3.1.3.7 冷床类设计class CCoolingObj : publ
9、ic CEquipmentBasepublic:CCoolingObj();void GetSteelTubeData();void Draw(CDC *pDC = NULL);3.1.3.8 加工机器类设计class CMachiningObj : public CEquipmentBasepublic:CMachiningObj();void GetSteelTubeData();void Draw(CDC *pDC = NULL);3.2 业务层业务层由以下几层组成：n 跟踪控制层n 跟踪实现层n 跟踪实体层3.2.1 跟踪控制层跟踪控制层，主要实现流程的循环控制，而且整个物料跟踪系统的
10、主流程只有一个，即：采集基础自动化（以下简称L1）信号根据信号变化，进行逻辑判断，调用相应的跟踪实现设备状态和管材状态更新向L1发送命令时间延时采集L1信号，依此循环。3.2.2 跟踪实现层跟踪实现层，主要根据跟踪控制的要求，去组合并调用跟踪实体模块，实现各个工艺流程段的跟踪。根据生产线工作区的分布，将实现分为5个部分：n 管坯区跟踪：跟踪的设备段包括入口段、锯切段、输送段和环形炉段，每段包含的逻辑处理并不相同，其中入口段、锯切段的逻辑相对复杂一些。n 热轧区跟踪：跟踪的设备包括链床、穿孔机、冷床、连轧机等，各个设备的逻辑处理相对都比较简单。n 再加热炉区跟踪：跟踪的设备包括常化冷床、再加热炉
11、、输送辊道、张减机等，各个设备的逻辑处理相对都比较简单。另外，管材是否经过常化冷床和再加热炉，需要根据工艺确定。n 冷床区跟踪：跟踪的设备包括冷床本体、输送辊道、排管锯、链床等，各个设备的逻辑处理相对都比较简单。n 预精整区跟踪：跟踪的设备包括输送辊道、矫直机、吹吸灰装置、检查链、测长、称重、喷标和打印设备等。各个设备的逻辑处理相对都比较简单。3.2.3 跟踪实体层跟踪实体层，主要是基本的跟踪单元。每个跟踪实体提供特定的接口，供跟踪实现层调用。其中，基本的跟踪实体包括：n 计划管理n L1信号采集与更新n 逻辑管理n 设备状态更新n 管材属性更新n L2命令管理 n 生产信息统计n 库房管理3
12、.2.3.1 计划管理3.2.3.1.1 基本功能描述从生产管理系统获得生产计划信息，并将该信息存入物料跟踪系统的数据库，并提供方法，能够对这些信息进行添加、删除和查询等操作。3.2.3.1.2 性能无3.2.3.1.3 输人项输入项为来自于生产管理系统的计划信息，包括：计划号，批次号，炉号，倍尺坯的钢种、规格、长度和数量，以及倍尺数，计划生产的钢管规格、长度、数量等。3.2.3.1.4 输出项输出项为经过处理后的计划信息，内容基本同输入项信息，只是格式有些差异，详见数据库设计部分。3.2.3.1.5 算法无特殊算法。3.2.3.1.6 流程逻辑计划管理的基本流程包括两部分：n 调用数据库访问
13、接口，访问生产管理数据库，查询获取本次生产计划信息。n 调用数据库访问接口，访问生产管理数据库，进行查询、添加、删除和更新生产计划信息。3.2.3.1.7 接口计划管理对外的接口：n 上层调用接口：提供管坯区跟踪入口部分调用，采用接口函数形式。n 下层调用接口：数据访问接口，详见3.3.1。3.2.3.1.8 限制条件计划管理模块运行的前提条件是：生产管理系统有新的生产计划任务时下发。3.2.3.2 L1信号采集与更新3.2.3.2.1 基本功能描述通过OPC通讯方式，获取L1传递过来的信号，并对变化的信号进行更新。3.2.3.2.2 性能信号采集与更新的实时性为：小于等于1次/秒。3.2.3
14、.2.3 输人项输入项为通过OPC通讯方式，获得各个PLC特定内存的信息。3.2.3.2.4 输出项输出项为标识各种管材位置和设备状态的信号。3.2.3.2.5 算法无特殊算法。3.2.3.2.6 流程逻辑L1信号采集与更新的基本流程包括三部分：n 通过OPC Client，获取各个PLC特定内存的内容。n 将给内存的内容，进行分类和解析；并与原来的信号进行对比，将变化的信号组织成特定的格式，供上层的跟踪实现层确定，执行那部分跟踪实体模块。n 调用数据库更新接口，将信号的变化更新到对应的数据库表中。3.2.3.2.7 接口L1信号采集与更新对外的接口：n 上层调用接口：提供特定格式的变化信号，供上层的跟踪实现层。n 下层调用接口：数据访问接口，详见3.3.1.4。3.2.3.2.8 限制条件无。3.2.3.3 面向画面的逻辑管理3.2.3.3.1 基本功能描述根据信号表的变化，确定是那些区域发生的变化对画面的显示效果产生影响，调用对应的逻辑处理。3.2.3.3.2 性能无3.
