一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法技術(shù)

一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法：先設(shè)定帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集值范圍，然后PLC將每個循環(huán)周期所采集的過程值以固定的順序存放在具有固定格式的DB塊中，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的數(shù)量后，在PLC程序中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB37將數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)主動發(fā)送到WinCC,在WinCC中調(diào)用對應(yīng)的DLL來拆解數(shù)據(jù)，按時間順序保存至SQL數(shù)據(jù)庫。同時在WinCC中進行人機接口界面編程，顯示采集的數(shù)據(jù)。本發(fā)明專利技術(shù)是在熱鍍鋅生產(chǎn)線現(xiàn)有基本軟硬件條件下實現(xiàn)的。根據(jù)需要最高可配置1ms采集周期。提供實時控制曲線顯示，采集到的數(shù)據(jù)歸檔保存到SQL數(shù)據(jù)庫，供生產(chǎn)技術(shù)人員在線監(jiān)視及歷史數(shù)據(jù)分析，為提高帶鋼熱鍍鋅質(zhì)量提供技術(shù)支撐。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法
本專利技術(shù)涉及自動化應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法。
技術(shù)介紹
數(shù)據(jù)采集是一種直觀分析數(shù)據(jù)的方法。在工業(yè)控制領(lǐng)域，通過對采集到的數(shù)據(jù)進行專業(yè)分析，用于生產(chǎn)過程技術(shù)監(jiān)控，控制參數(shù)優(yōu)化，提高生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量。同時也為數(shù)據(jù)報表的生成以及生產(chǎn)決策系統(tǒng)、ERP、MES等信息集成系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。冷軋熱鍍鋅卷板有耐腐蝕強、表面質(zhì)量好、有利于深加工、經(jīng)濟實用等特點，然而生產(chǎn)高質(zhì)量熱鍍鋅板是一個系統(tǒng)工程，研究熱鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量問題必須深入其生產(chǎn)過程來進行。熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)分析能為帶鋼熱鍍鋅質(zhì)量分析提供有效技術(shù)依據(jù)，幫助技術(shù)人員從生產(chǎn)過程本身找到影響質(zhì)量問題的原因，及時尋找解決方法，在后續(xù)生產(chǎn)中改進。目前，帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集的主要是應(yīng)用國際知名的IBA數(shù)據(jù)采集公司的數(shù)據(jù)采集卡及配套軟件完成，或者是采用西門子自動化組態(tài)軟件完成。采用數(shù)據(jù)采集卡方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用廣泛，但需要購買其專用硬件采集卡、配套軟硬件及相應(yīng)授權(quán)，其售價昂貴、操作維護不便，而且通用的采集標(biāo)準是在時間軸上完成采集的，對應(yīng)到帶鋼長度方向上涉及到帶鋼同步問題，需要用戶自行把時間和長度進行對應(yīng)，其采集到的數(shù)據(jù)以二進制方式存儲，用戶二次編程較為困難。以常規(guī)方式采用西門子等組態(tài)軟件直接采集并形成歸檔數(shù)據(jù)，周期都在500ms以上。由于熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)來自現(xiàn)場儀表設(shè)備，而PLC控制程序在每個掃描周期即可完成一次數(shù)據(jù)采集，掃描周期一般在幾毫秒到幾十毫秒，現(xiàn)場監(jiān)控WinCC歸檔數(shù)據(jù)的采集周期在500ms以上，速度上的不匹配使得高速采集成為瓶頸，特別是對于精確質(zhì)量分析帶來一定影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，是在熱鍍鋅生產(chǎn)線現(xiàn)有基本的軟硬件條件下，實現(xiàn)的一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，根據(jù)需要最高可配置1ms采集周期。提供實時控制曲線顯示，采集到的數(shù)據(jù)歸檔保存到SQL數(shù)據(jù)庫，供生產(chǎn)技術(shù)人員在線監(jiān)視及歷史數(shù)據(jù)分析，為提高帶鋼熱鍍鋅質(zhì)量提供技術(shù)支撐。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，包括以下步驟：1)設(shè)定帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集值范圍生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集的主要用途之一是為提高熱鍍鋅帶鋼質(zhì)量提供技術(shù)支撐；由鋅層厚度入手分析熱帶鋼鍍鋅質(zhì)量；通過跟蹤熱鍍鋅生產(chǎn)過程，分析影響鍍鋅層厚度的各種因素，確定研究目標(biāo)，設(shè)定熱鍍鋅生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集值的范圍；2)在PLC和WinCC中對采集到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理PLC將每個循環(huán)周期所采集的過程值以固定的順序存放在具有固定格式的DB塊中，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的數(shù)量后，在PLC程序中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB37將數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)主動發(fā)送到WinCC,在WinCC中調(diào)用對應(yīng)的DLL來拆解數(shù)據(jù)，按時間順序保存至SQL數(shù)據(jù)庫。同時在WinCC中進行人機接口界面編程，顯示采集的數(shù)據(jù)；具體方法步驟如下：a)在現(xiàn)場PLC程序中增加數(shù)據(jù)采集功能：在PLC控制程序中創(chuàng)建用戶定義類型結(jié)構(gòu)塊UDT30，UDT30存儲系統(tǒng)功能塊SFB37的報頭數(shù)據(jù)；創(chuàng)建兩個相同結(jié)構(gòu)的DB數(shù)據(jù)塊，存放采集到的熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)；創(chuàng)建FC功能塊來調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB1，使PLC給DB數(shù)據(jù)塊打上時間戳，對報頭數(shù)據(jù)初始化；在生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)產(chǎn)生的程序單元中修改程序，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦值給DB數(shù)據(jù)塊的對應(yīng)位置，根據(jù)預(yù)先定義的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集周期，使用FC功能塊來循環(huán)發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)到WinCC；b)WinCC端數(shù)據(jù)歸檔、顯示：WinCC中完成數(shù)據(jù)接收和處理，包括實時曲線顯示、數(shù)據(jù)查看、歸檔存儲；WinCC以RawDataType類型變量接收PLC發(fā)送過來的采集數(shù)據(jù)；在變量記錄中創(chuàng)建過程值變量用于數(shù)據(jù)歸檔，歸檔數(shù)據(jù)存儲到SQL數(shù)據(jù)庫中；在圖形編輯窗口中以函數(shù)趨勢控件顯示實時曲線，以在線表格控件顯示實時歸檔數(shù)據(jù)；同時在WinCC畫面上把歸檔曲線和監(jiān)控畫面以WinCC畫中畫形式建立關(guān)聯(lián)，便于隨時查看生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的歸檔曲線；為了讓用戶能直觀看到對應(yīng)長度方向的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，在WinCC中顯示歸檔曲線時，對于相同測量位置的采集數(shù)據(jù)，把帶鋼長度數(shù)據(jù)分配到函數(shù)趨勢控件的橫軸上，其它待分析數(shù)據(jù)組態(tài)到縱軸上，這樣利用了生產(chǎn)線上帶鋼同步功能，就可以把生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)映射到帶鋼長度方向上，便于深入分析；對不同測量點歸檔數(shù)據(jù)，只需選新的函數(shù)趨勢控件顯示歸檔曲線，橫軸依然為帶鋼長度即可；3)數(shù)據(jù)分析通過對WinCC歸檔數(shù)據(jù)進行組態(tài)，對歷史歸檔數(shù)據(jù)通過函數(shù)趨勢圖及在線表格控件來查看、分析；同時，把與質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)引入WinCC畫面，配合函數(shù)趨勢控件上橫軸帶鋼長度數(shù)據(jù)，分析每卷帶鋼生產(chǎn)過程中的過程數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：1)在現(xiàn)有軟硬件技術(shù)條件下，充分利用PLC、WinCC之間數(shù)據(jù)交互特點，實現(xiàn)帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集，為工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場提供了一個簡潔可靠的數(shù)據(jù)采集方法，可行性效果好。2)提供了一套完善的實時方式，包括采集范圍劃定、PLC編程方法、WinCC編程方法；通過把PLC參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)塊中，在WinCC中解析讀取一組過程數(shù)據(jù)的方法能夠?qū)崿F(xiàn)WinCC高速采集，采集周期大幅提高，用戶還以更改報文頭參數(shù)，自由調(diào)整采集頻率。3)提供了采集數(shù)據(jù)的實時曲線顯示、表格數(shù)據(jù)顯示，WinCC畫面鏈接到現(xiàn)場監(jiān)控畫面，供操作工及點檢實時查看。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的采集數(shù)據(jù)傳遞簡圖；圖2是本專利技術(shù)的程序內(nèi)部處理過程簡圖；圖3是本專利技術(shù)的報頭數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)圖；圖4是本專利技術(shù)的PLC數(shù)據(jù)采集處理流程；圖5是本專利技術(shù)的WinCC數(shù)據(jù)采集處理流程；圖中：1-PLC2-工控機具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實施方式進一步說明：一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，包括以下步驟：1)設(shè)定帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集值范圍生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集的主要用途之一是為提高熱鍍鋅帶鋼質(zhì)量提供技術(shù)支撐；由鋅層厚度入手分析熱帶鋼鍍鋅質(zhì)量；在吹氣法熱鍍鋅中，影響鍍鋅層厚度的各種因素有：氣刀壓力、角度，氣刀噴嘴距離帶鋼間距、氣刀噴嘴距離鋅鍋液面距離、噴嘴縫隙，帶鋼的運行速度、溫度、板厚、板寬、板形和表面粗糙度，鋅鍋的溫度以及化學(xué)成分等。其中帶鋼速度和氣刀各參數(shù)是影響鋅厚較大的因素。氣刀參數(shù)中的噴嘴縫隙在鍍鋅設(shè)備安裝時已固定，噴嘴縫隙的橫截面可以看成是常數(shù)。這樣實際對鍍鋅層厚度有影響的因素只剩下刀壓、噴吹角度、刀距、刀高和帶鋼速度這幾個參數(shù)。同時結(jié)合生產(chǎn)操作反饋信息進行綜合技術(shù)分析，通過跟蹤熱鍍鋅生產(chǎn)過程，確定研究目標(biāo)，設(shè)定熱鍍鋅生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集值的范圍；如分析鋅層厚度質(zhì)量，相關(guān)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)為帶鋼長度、帶鋼速度、鋅層厚度、氣刀刀壓、氣刀噴吹角度、刀距、刀高等。2)實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集，必須在PLC和WinCC中對采集到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理如圖1所示，現(xiàn)場數(shù)據(jù)在PLC1的CPU中進行采集處理，再發(fā)送至工控機2進行數(shù)據(jù)加工(數(shù)據(jù)存儲、圖形化顯示)。采集程序內(nèi)部處理如圖2所示：PLC將每個循環(huán)周期所采集的過程值以固定的順序存放在具有固定格式的DB塊中，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的數(shù)量后，在PLC程序中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB37將數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)主動發(fā)送到WinCC,在WinCC中調(diào)對應(yīng)的DLL來拆解數(shù)據(jù)，按時間順序保存至SQL數(shù)據(jù)庫。同時在W本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，其特征在于，包括以下步驟：1)設(shè)定帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集值范圍生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集的主要用途之一是為提高熱鍍鋅帶鋼質(zhì)量提供技術(shù)支撐；由鋅層厚度入手分析熱帶鋼鍍鋅質(zhì)量；通過跟蹤熱鍍鋅生產(chǎn)過程，分析影響鍍鋅層厚度的各種因素，確定研究目標(biāo)，設(shè)定熱鍍鋅生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集值的范圍；2)在PLC和WinCC中對采集到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理PLC將每個循環(huán)周期所采集的過程值以固定的順序存放在具有固定格式的DB塊中，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的數(shù)量后，在PLC程序中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB37將數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)主動發(fā)送到WinCC,在WinCC中調(diào)用對應(yīng)的DLL來拆解數(shù)據(jù)，按時間順序保存至SQL數(shù)據(jù)庫。同時在WinCC中進行人機接口界面編程，顯示采集的數(shù)據(jù)；具體方法步驟如下：a)在現(xiàn)場PLC程序中增加數(shù)據(jù)采集功能：在PLC控制程序中創(chuàng)建用戶定義類型結(jié)構(gòu)塊UDT30，UDT30存儲系統(tǒng)功能塊SFB37的報頭數(shù)據(jù)；創(chuàng)建兩個相同結(jié)構(gòu)的DB數(shù)據(jù)塊，存放采集到的熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)；創(chuàng)建FC功能塊來調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB1，使PLC給DB數(shù)據(jù)塊打上時間戳，對報頭數(shù)據(jù)初始化；在生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)產(chǎn)生的程序單元中修改程序，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦值給DB數(shù)據(jù)塊的對應(yīng)位置，根據(jù)預(yù)先定義的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集周期，使用FC功能塊來循環(huán)發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)到WinCC；b)WinCC端數(shù)據(jù)歸檔、顯示：WinCC中完成數(shù)據(jù)接收和處理，包括實時曲線顯示、數(shù)據(jù)查看、歸檔存儲；WinCC以RawDataType類型變量接收PLC發(fā)送過來的采集數(shù)據(jù)；在變量記錄中創(chuàng)建過程值變量用于數(shù)據(jù)歸檔，歸檔數(shù)據(jù)存儲到SQL數(shù)據(jù)庫中；在圖形編輯窗口中以函數(shù)趨勢控件顯示實時曲線，以在線表格控件顯示實時歸檔數(shù)據(jù)；同時在WinCC畫面上把歸檔曲線和監(jiān)控畫面以WinCC畫中畫形式建立關(guān)聯(lián)，便于隨時查看生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的歸檔曲線；為了讓用戶能直觀看到對應(yīng)長度方向的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，在WinCC中顯示歸檔曲線時，對于相同測量位置的采集數(shù)據(jù)，把帶鋼長度數(shù)據(jù)分配到函數(shù)趨勢控件的橫軸上，其它待分析數(shù)據(jù)組態(tài)到縱軸上，這樣利用了生產(chǎn)線上帶鋼同步功能，就可以把生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)映射到帶鋼長度方向上，便于深入分析；對不同測量點歸檔數(shù)據(jù)，只需選新的函數(shù)趨勢控件顯示歸檔曲線，橫軸依然為帶鋼長度即可；3)數(shù)據(jù)分析通過對WinCC歸檔數(shù)據(jù)進行組態(tài)，對歷史歸檔數(shù)據(jù)通過函數(shù)趨勢圖及在線表格控件來查看、分析；同時，把與質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)引入WinCC畫面，配合函數(shù)趨勢控件上橫軸帶鋼長度數(shù)據(jù)，分析每卷帶鋼生產(chǎn)過程中的過程數(shù)據(jù)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集方法，其特征在于，包括以下步驟：1)設(shè)定帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集值范圍生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)高速采集的主要用途之一是為提高熱鍍鋅帶鋼質(zhì)量提供技術(shù)支撐；由鋅層厚度入手分析熱帶鋼鍍鋅質(zhì)量；通過跟蹤熱鍍鋅生產(chǎn)過程，分析影響鍍鋅層厚度的各種因素，確定研究目標(biāo)，設(shè)定熱鍍鋅生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集值的范圍；2)在PLC和WinCC中對采集到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理PLC將每個循環(huán)周期所采集的過程值以固定的順序存放在具有固定格式的DB塊中，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的數(shù)量后，在PLC程序中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB37將數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)主動發(fā)送到WinCC,在WinCC中調(diào)用對應(yīng)的DLL來拆解數(shù)據(jù)，按時間順序保存至SQL數(shù)據(jù)庫。同時在WinCC中進行人機接口界面編程，顯示采集的數(shù)據(jù)；具體方法步驟如下：a)在現(xiàn)場PLC程序中增加數(shù)據(jù)采集功能：在PLC控制程序中創(chuàng)建用戶定義類型結(jié)構(gòu)塊UDT30，UDT30存儲系統(tǒng)功能塊SFB37的報頭數(shù)據(jù)；創(chuàng)建兩個相同結(jié)構(gòu)的DB數(shù)據(jù)塊，存放采集到的熱鍍鋅生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)；創(chuàng)建FC功能塊來調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB1，使PLC給DB數(shù)據(jù)塊打上時間戳，對報頭數(shù)據(jù)初始化；在生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)產(chǎn)生的程序單元中修改程序，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦值給DB數(shù)據(jù)塊的對應(yīng)位置，根據(jù)預(yù)先定...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志鋒，劉寶權(quán)，王奎越，曹忠華，秦大偉，宋君，金耀輝，吳萌，宋寶宇，費靜，
申請(專利權(quán))人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21