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1、马钢2250热轧横切线过程控制系统的分析和实现Analysis and realization in the Process Control System of Masteel 2250 Hot Rolling Cross Cutting Shearing Line作者：马钢自动化工程公司 童 琨目 录目 录2摘要3关键词3Abstract3Keywords31.概述32.系统体系结构和功能42.1.系统硬件及网络42.2.系统软件及功能53.数据通讯方式及实现63.1.SOCKET通讯63.2.DDE通讯113.3.内存映射133.4.SuiteLink通讯154.结语21参考文献22摘要本
2、文介绍了马钢2250热轧横切线过程控制系统的结构和功能，通过详细分析过程控制系统内部以及与外部系统之间的数据通讯，阐述了该系统所具有的高性能、可扩展、易维护等特点。关键词分布式系统HMISOCKET动态数据交换OCX内存映射AbstractThis article introduces the architecture and function of the process control system in Masteel 2250 Hot rolling Cross Cutting Shearing Line. By analysis of data communication betwe
3、en external system and within the PCS in detail, expatiated on characteristics of the Process Control System, e.g. high performance, extended and flexibility, easy maintenances etc. KeywordsDCSHMISOCKETDDEOCX Share Mapping1. 概述马钢2250热轧横切生产线是将热轧卷剪切成钢板后堆垛打包。所生产的横切板主要用于桥梁、造船、高精度机械设备的部件加工等行业，因此对于横切板平直度和
4、消除钢板内部应力的要求很高。原料来自马钢2250热轧生产线所生产的热轧卷，厚度：5-25.4mm，宽度：850-2100mm，横切板的宽度：800-2100mm，长度：2-16 m，最大垛重：10t。生产线最大线速度45m/min，年产量50万吨。主要设备包括开卷机、探伤、切边剪、1#矫直机、飞剪、2#矫直机、喷印设备、堆垛台、次品台、堆垛传输装置、堆垛称重装置、打包装置等。过程控制系统由马钢自动化工程公司开发实施，其控制范围从机组入口开始到钢板打包结束下线，主要完成数据通讯、设定计算、物料跟踪和监控、过程数据采集、过程数据趋势分析、生产报表等功能。2. 系统体系结构和功能马钢2250热轧横切
5、线控制系统如图1所示，包括制造执行系统、过程控制系统、基础自动化系统以及传动控制。过程控制系统配置包括计算机网络、数据库服务器、过程模型计算机、二级操作站，是一个典型的集散控制系统。集散控制系统又叫分布式计算机控制系统（DCS），是由计算机技术、信号处理技术、测控技术、网络通讯技术和人机接口技术相互发展而产生的，其主要特点是集中管理、分散控制，具有很强的自主性、协调性、灵活性和可靠性。图1 横切线控制系统结构2.1. 系统硬件及网络横切线过程控制系统的在线服务器和开发服务器互为备用，二级操作站包括入口操作室、出口操作室和堆垛操作室，电气室与各操作室的网络设备之间通过光纤连接。服务器采用HP M
6、L370，Xeon3.2G*2/4GB/72G*6，磁盘阵列采用RAID 5，二级操作站采用联想M4600，内存 1G，硬盘80G，配置结构图如图2所示。图2 硬件及网络配置2.2. 系统软件及功能过程控制系统包括可视化人机接口HMI、矫直机模型、通讯进程、数据库等。过程控制系统服务器操作系统采用Windows2003, 操作站的操作系统采用Windows XP, HMI采用美国Wonder ware公司的工控组态软件InTouch 9.0开发，数据库采用Oracle 10g, 其他通讯进程采用Borland C+ 6.0开发。过程控制系统的功能如图3所示，从MES接收生产计划和原料卷的PDI
7、数据，编制作业计划，并将生产实绩上传MES系统；在生产过程中接收BAS的设定请求，通过模型计算将设定值下发至BAS系统，同时从BAS系统采集物料跟踪信息、测量值数据、生产过程归档数据。图3 过程控制系统功能3. 数据通讯方式及实现马钢2250横切线过程控制系统包括了与BAS系统、MES系统、喷印设备、在线探伤设备的通讯接口，同时过程控制系统内部进程与HMI、控制模型之间也存在数据通讯，因此本系统根据不同的接口采用多种数据通讯方式，以满足系统高效、稳定、可靠的运行。3.1. SOCKET通讯随着网络通讯技术的发展，将Socket 通讯技术应用到分布式控制系统中是一种很好的应用方式。基于TCP/I
8、P 协议的Socket 通讯程序的开发，成功地实现了过程控制系统与过程模型机以及喷印控制设备PLC的数据通讯接口。通讯进程应用BCB（Borland C+ Builder）编程语言，在BCB中，TServerSocket和TClientSocket两个组件涵盖了基本的WinSocket编程，其中TServerSocket作为服务器方使用，TClientSocket作为客户端使用，这两个组件本身并不提供Socket连接，但是他们都有一个Socket属性，这个属性才提供了Socket连接。TServerSocket和TClientSocket只提供基本的服务器/客户机的连接，真正提供数据传输的是它
9、们都有的属性Socket，它的类型分别是TServerWinSocket和TClientWinSocket，而TServerWinSocket和TClientWinSocket的父类都是TCustomWinSocket，因此使用这两个组件的方法可以很方便的实现WinSocket编程。a) 与模型机通讯接口的实现过程控制系统的通讯进程与模型之间SOCKET通讯采用的是流（Stream）方式，即面向连接方式。通讯双方确定各自的IP地址和端口号，报文由FLOAT、INTEGER、CHAR类型的字段组成，根据IEEE 754标准，FLOAT和INTEGER类型采用INTEL字节顺序，每条报文有一个独立
10、的报文号，报文由报文头和报文体组成，报文头的结构统一。如上所述，通讯所传送的不是简单的字节流（char型数组），而是多种数据组合起来的一个整体，其表现形式是一个结构体。为了实现通讯程序的高可配置性，我们利用工具生成一个名为Telegram.h的头文件，在该头文件中将每个数据报文定义成相对应的结构体。 例如原料卷PDI报文的定义：typedef struct CoilEntryTelegram /T_ENTRYtag 20000 charCoilID10; /* Unique coil identifier */ floatCoilLength; /* Length of the coil */
11、 floatCoilThickness; /* Coil thickness */ floatCoilWidth; /* Coil width */ floatPlateLength; /* The length of the plates behin */ floatPlateWidth; /* The width of the plates after */ charMaterialGrade18; /* Coil material information (ste */ shortStrategy; /* The strategy to be used by the */ shortNu
12、mCalc; /* The number of calculations */ shortLeveller; /* The leveller for which the pre */ T_ENTRY; /* Coil Entry Telegram from Maans */由于每个报文在发送和接收过程中需要包含报文头的信息，报文头的结构相同，因此在Telegram.h头文件中，定义了发送和接收两个结构体如下：typedef struct SndCommuPacket char MsgId5; /* Message identifier */ char Date8; /* Date */ cha
13、r Time6; /* Time */ char Sender5; /* Sender name */ char Receiver5; /* Receiver process name */ char Length4; /* Length of message */ char Type1; /* Type */ char Rc1; /* Receive code */ char Appid5; /* Application identifier */ char Reserved8; /* Reserved */ union T_ENTRY entry; /T_ENTRYtag 20000 T_TSTL1 tstl1; /T_TSTL1tag 20010 T_TMDL1 tmdl1; /T_TMDL1tag 20020 T_TSTL2 tstl2; /T_TSTL2tag 20011 T_TMDL2 tmdl2; /T_TMDL2tag 20021 T_TSRSL1 tsrsl1; /T_TSRSL1tag 20030 T_TSRSL2 tsrsl2; /T_TSRSL2tag 20031 T_TOFFL1 toffl1; /
