本钢炼钢厂1＃AHF及RH实时数据通信系统的研究与开发

摘要

随着计算机技术及网络通信技术的迅猛发展，国内外各钢铁企业为了提高生产效率，增强企业在市场中的竞争实力，对企业的自动化、信息化建设提出了更高的要求，希望能够利用计算机的强大功能来更好地实现企业生产管理的自动化、信息化，最终达到管控一体化的目标。在企业的自动化信息化建设进程中，有很多企业都不希望完全更换原有的基础自动化设备，一方面是由于这些设备运转良好，仍能满足生产需求；另一方面是如果彻底替换掉这些设备，不但投资大、开发周期长，而且还会严重影响企业的正常生产。因此大多数企业都希望能够找到一种解决此类问题的方法，即能够在保留原有自动化设备的基础上对其自动化系统进行改造和升级，实现企业自动化控制系统与信息管理系统的整合。 本文针对以上问题，提出了开发实时数据通信系统的解决方案，并以本钢炼钢厂1＃AHF及RH炉外精炼设备为背景，分析了1＃AHF及RH自动化系统中所存在的一级与二级自动化系统无法通信的问题，在保留一级自动化系统中原有的西门子公司S5-155U型PLC的基础上，对其自动化系统进行改造，设计并开发了实时数据通信系统，实现了1＃AHF及RH一级与二级自动化系统的实时通信。该系统通过工业以太网将一级自动化系统中的S5-155U型PLC与二级自动化系统中的计算机组网，采用组态软件WinCC将一级自动化系统S5-155U中的生产过程数据实时地采集到过程控制计算机，并采用OPC技术，通过实时数据通信软件取出这些数据，进行相应的处理，最后实时地发送到二级自动化系统的Oracle数据库服务器，完成了炼钢厂1＃AHF及RH一级与二级自动化系统的实时通信。 目前，整个系统已在模拟环境中测试通过，其运转稳定、功能完整、性能可靠，达到了炼钢厂的生产实际需求，得到了工厂的认可。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及大连理工大学学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1实时通信概述[1]

1.2钢铁工业自动化的现状与发展

1.2.1钢铁工业自动化的发展历程[3]

1.2.2钢铁工业自动化的现状

1.2.3钢铁工业自动化的发展趋势[5]

1.3钢铁企业信息化的现状与发展

1.3.1钢铁企业信息化的发展历程[7]

1.3.2钢铁企业信息化的现状

1.3.3钢铁企业信息化的发展趋势[10]

1.4实时通信系统在钢铁企业自动化、信息化进程中的重要地位[11]

1.5本文研究的主要内容

1.6本章小结

2总体设计

2.1课题背景

2.1.1本钢炼钢厂1#AHF及RH系统简介

2.1.2 1#AHF及RH系统的现状及其存在的问题

2.2总体需求分析

2.3总体设计方案

2.4本章小结

3实时数据通信系统的硬件组网

3.1 S5-155U型PLC简介[12]

3.2 S5-155U型PLC与计算机通信组网方式的选择

3.2.1串行通信

3.2.2 PROFIBUS现场总线通信

3.2.3工业以太网通信

3.2.4通信组网方式的选择

3.3系统硬件组网的实现

3.3.1系统网络的总体设置

3.3.2 PLC端的硬件配置和通信设置

3.3.3计算机端的通信设置

3.4本章小结

4实时数据通信系统的通信组态

4.1通信组态的概念

4.2通信组态方式的分析和选择

4.3组态软件介绍

4.3.1组态软件的功能[25]

4.3.2组态软件的性能特点[26]

4.3.3组态软件的结构[27]

4.3.4组态软件的数据流

4.4组态软件的选择

4.5组态软件WinCC简介

4.6系统通信组态的实现

4.6.1安装组态软件WinCC6.0及其授权

4.6.2创建WinCC组态项目

4.6.3添加并设置通讯驱动程序和过程变量

4.6.4归档过程变量

4.6.5运行组态项目进行调试

4.7本章小结

5实时数据通信软件的设计与开发

5.1实时数据通信方式的分析与选择

5.1.1 DDE技术简介[32]

5.1.2 ODBC技术简介[33]

5.1.3 OPC技术简介[34]

5.1.4实时数据通信方式的选择

5.2实时数据通信软件设计与开发的关键技术

5.2.1 OPC的应用模式

5.2.2 OPC数据访问规范[36]

5.2.3 OPC的接口[37]

5.2.4 OPC的通讯方式[38]

5.3实时数据通信软件的设计与开发

5.3.1实时数据通信软件的运行环境和开发工具

5.3.2实时数据通信软件的总体设计

5.3.3系统初始化模块的设计与开发

5.3.4 OPC客户端模块的设计与开发

5.3.5数据传输模块的设计与开发

5.3.6系统报警模块的设计与开发

5.3.7系统日志管理模块的设计与开发

5.3.8用户管理模块的设计与开发

5.4本章小结

6系统的测试

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录A AHF及RH炼钢工艺简介

附录B实时数据通信系统中过程变量的说明

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢