叢 琛

(馬鋼工程管理部 安徽馬鞍山 243003)

馬鋼新區(qū)試驗(yàn)室X熒光自動(dòng)分析系統(tǒng)的改造

叢 琛

(馬鋼工程管理部 安徽馬鞍山 243003)

分析了馬鋼新區(qū)試驗(yàn)室X熒光自動(dòng)化系統(tǒng)在工作中存在的問(wèn)題，為解決問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全自動(dòng)化改造，提高了系統(tǒng)的工作效率和數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

問(wèn)題；改造；自動(dòng)

1 概述

馬鋼新區(qū)試驗(yàn)室X熒光系統(tǒng)承擔(dān)著馬鋼新區(qū)港務(wù)原料廠(chǎng)、第三煉鐵廠(chǎng)、第四鋼軋廠(chǎng)和部分外購(gòu)原輔料的分析任務(wù)。主要分析產(chǎn)品涵蓋了含鐵原料、熔劑、生鐵(鐵水)、爐渣(高爐爐渣和轉(zhuǎn)爐爐渣)。在本次未改造前，X熒光分析是靠人工方式進(jìn)行，操作流程為：人工從風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)接收試樣、人工制樣(熔樣)、人工送入到X熒光分析儀分析、發(fā)送數(shù)據(jù)。分析任務(wù)重、工作效率較低、試驗(yàn)周期較長(zhǎng)。

1.1改造前系統(tǒng)的情況

硬件配置：由2臺(tái)X熒光承擔(dān)分析任務(wù)，每臺(tái)X熒光配置1臺(tái)DELL計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)交換機(jī)與管理系統(tǒng)相連。通過(guò)應(yīng)用軟件讀取管理系統(tǒng)中檢驗(yàn)指令。系統(tǒng)硬件系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 改造前網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)圖

軟件配置：由于種種原因，當(dāng)時(shí)并未考慮X熒光的自動(dòng)化分析問(wèn)題，X熒光分析儀只采用了操作系統(tǒng)+應(yīng)用軟件的配置，沒(méi)有具體的應(yīng)用平臺(tái)。應(yīng)用軟件讀取管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)(取樣信息)，發(fā)送檢驗(yàn)結(jié)果到管理系統(tǒng)中。

1.2改造前存在的問(wèn)題

由于應(yīng)用程序是后加于X熒光的第三方程序，與系統(tǒng)的操作軟件兼容性差，本身不能對(duì)X熒光操作起任何指導(dǎo)作用，只是簡(jiǎn)單的發(fā)送數(shù)據(jù)和接收指令。不能提示操作人員選擇何種曲線(xiàn)做分析，選擇分析曲線(xiàn)必須由人工確認(rèn)，分析結(jié)果由人工確認(rèn)后選擇發(fā)送。所以分析效率不高，操作較繁，容易出錯(cuò)。

針對(duì)上述問(wèn)題，為了提高工作效率、降低檢驗(yàn)周期、提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，決定對(duì)X熒光系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造。

2 系統(tǒng)的改造

在改造過(guò)程中，如何解決X熒光控制系統(tǒng)與檢化驗(yàn)管理系統(tǒng)的互相通信問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)指令的下達(dá)和檢驗(yàn)結(jié)果的上傳，使改造后的X熒光控制系統(tǒng)完全按檢驗(yàn)指令自動(dòng)分析是關(guān)系到本系統(tǒng)改造成功與否的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。改造工作內(nèi)容如下：

2.1硬件改造

為了實(shí)現(xiàn)X熒光系統(tǒng)從接收試樣到最后分析結(jié)果的自動(dòng)化控制，必須對(duì)X熒光系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，使之能適應(yīng)自動(dòng)控制的需要，系統(tǒng)布置如下圖，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人把X熒光光譜儀、制樣機(jī)、渣樣融熔機(jī)合成一個(gè)系統(tǒng)。 系統(tǒng)增加一臺(tái)前置控制機(jī)和前置通信機(jī)，其中前置控制機(jī)用于處理前置通信機(jī)傳來(lái)的作業(yè)指令，并根據(jù)作業(yè)指令調(diào)度控制系統(tǒng)內(nèi)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行。為了與系統(tǒng)前置通信機(jī)通信，同時(shí)在管理系統(tǒng)中同時(shí)增加一臺(tái)通信機(jī)。為了便于網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控，系統(tǒng)與管理系統(tǒng)設(shè)置在一個(gè)子網(wǎng)里。

圖2 改造后X熒光系統(tǒng)平面布置簡(jiǎn)圖

圖3 改造后網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總體圖

2.2改造后的工藝流程

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化分析，有必要對(duì)原有的流程加以改造，改造后的工藝流程如下：

圖4 改造后工藝流程圖

2.3系統(tǒng)改造的具體情況

(1)在通信前置機(jī)上安裝馬鋼開(kāi)發(fā)的通信模塊MGCOM，將需要的信息從管理系統(tǒng)中讀取出來(lái)，并通過(guò)MGCOM的Client端發(fā)送給X熒光前置機(jī)(電文格式見(jiàn)表1),并通過(guò)SOCKET接口返還到X熒光過(guò)程控制計(jì)算機(jī)；MGCOM的SERVER端接收從X熒光前置機(jī)的數(shù)據(jù)(電文格式見(jiàn)表2)。

增加X(jué)熒光系統(tǒng)過(guò)程控制計(jì)算機(jī)，它除了控制整個(gè)X熒光系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行外，還把檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到通信前置機(jī)，在本系統(tǒng)中過(guò)程控制計(jì)算機(jī)和通信前置機(jī)看為一個(gè)整體，在通信前置機(jī)上制作通信管理畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)通信電文的補(bǔ)發(fā)等管理功能。

表1 X熒光前置機(jī)接收試樣信息格式表

表2 X熒光前置機(jī)發(fā)送檢驗(yàn)結(jié)果格式表

(2)為了使X熒光系統(tǒng)能自動(dòng)地進(jìn)行分析，對(duì)原系統(tǒng)的試樣編號(hào)進(jìn)行重新編碼,增加2位品名識(shí)別碼，X熒光系統(tǒng)根據(jù)試樣編碼的信息自動(dòng)分配試樣分析的工藝路線(xiàn)，試樣編碼信息如下：

第1位表示年，用年的最后一位表示；

第2、3位表示月份；

第4位表示檢驗(yàn)室標(biāo)識(shí)；

第5位表示試樣的檢驗(yàn)屬性(試樣檢驗(yàn)的重復(fù)次數(shù))；

第6位表示試樣的產(chǎn)品屬性(含鐵礦、熔劑、渣樣等)

第7、8位表示日期；

第9-12位為試樣流水號(hào)，相同產(chǎn)品屬性的試樣在同一檢驗(yàn)室每日數(shù)量不超過(guò)10000個(gè)，故試樣流水號(hào)可從“0001”開(kāi)始記數(shù)至“9999”(記數(shù)開(kāi)始值可以設(shè)置)。

第13-14位為試樣的具體產(chǎn)品識(shí)別碼，從00至99，由此兩位代碼分辨具體試樣品種。

(3)通訊前置機(jī)把從管理前置機(jī)得來(lái)的信息傳給控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)分析試樣編碼中的信息，得出需要分析的品種后，指定分析流程，對(duì)需要參加分析的設(shè)備發(fā)出動(dòng)作指令，各設(shè)備根據(jù)指令開(kāi)始順序運(yùn)行。分析結(jié)束，控制計(jì)算機(jī)收集檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)送到通訊前置機(jī)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次對(duì)X熒光分析系統(tǒng)自動(dòng)化的改造，完全解決了以前系統(tǒng)工作效率低下和任務(wù)繁重等問(wèn)題。X熒光自動(dòng)分析系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)與管理系統(tǒng)改造過(guò)程中，通過(guò)增加通訊前置機(jī)，解決了與管理機(jī)的通訊問(wèn)題，在通訊前置機(jī)上增加軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，也在一定程度上彌補(bǔ)了過(guò)程控制計(jì)算機(jī)投有管理手段的短板。過(guò)程控制計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)緊密結(jié)合，完全滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)的分析需求，同時(shí)通過(guò)試樣編碼規(guī)則的改變，解決了不同品種的自動(dòng)化分析問(wèn)題，提高了分析工作效率和數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，改造后的系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

[1] Tanenbaum A S，熊桂喜譯．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第3版)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1998

[2] John Ray.TCP/IP詳解卷[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999

[3] 邢亮等.Socket通信在分區(qū)操作系統(tǒng)下的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].航空計(jì)算技術(shù)2011,5(41):89-90

Modification of X-ray Fluorescence Automatic Analysis System in the Laboratory of MaSteel’s New Area

CONG Chen

Existing problems during operation of the X-ray fluorescence automatic analysis system in the laboratory of MaSteel’s New Area were analyzed.To solve the problems the system was modified to achieve full-automation, which has improved the operation efficiency and analysis accuracy of the system.

problem; modification; automation

2014-06-21；改回日期2014-07-12

叢琛(1963-)，男，馬鋼工程管理部，工程師。

TG115.22+5

B

1672-9994(2014)04-0017-03