无缝钢管物料跟踪系统设计规格说明书.docx

1、无缝钢管物料跟踪系统设计规格说明书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。术语定义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

2、所示图3.1 物料跟踪系统的软件结构图3.2 物料跟踪系统的基本数据流图界面层界面层，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： 画面设计思路 画面设计方案 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。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时，

3、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。画面设计方案物料跟踪系统画面总体设计的方案为： 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。 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。 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；这个类的方法包括设置画面

4、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。画面类设计基类设计class CEquipmentBase public: CEquipmentBase(); virtual CEquipmentBase();publi

5、c: /设备编号 char _szEquipmentNameDEFAULT_EQUIPMENT_NAME_LEN; /设备显示位置 CRect m_PositionRect; /设备是否可以工作 BOOL m_bWork;/设备是否报警 BOOL m_bAlarm;/设备的显示图片 CBitmap*m_pBitMapBK; /设备上钢管列表CPtrList m_pCudgelList; public: virtual void MoveTo(CPoint point) = 0; virtual void Draw(CDC *pDC) = 0;virtual void GetSteelTubeD

6、ata() = 0；;辊道类设计class CTramroadObj : public CEquipmentBase public: CTramroadObj(); void DrawEmbranchment(); /画工艺流程线 void GetSteelTubeData();private: BOOL m_bEmbranchment; /是否分流;带锯类设计class CMaterialSawObj : public CEquipmentBasepublic: CMaterialSawObj(); void AddFinished(); void CleanFinished(); void

7、 SetBusy(BOOL bBusy); void Draw(CDC *pDC = NULL);private: int m_nFinished; /已经锯几次 BOOL m_bBusy; /是否在锯;台架类设计class CTableBoardObj : public CEquipmentBasepublic: CTableBoardObj(); void GetSteelTubeData(); void Draw(CDC *pDC = NULL); ;链床类设计class CChainBeltObj : public CEquipmentBasepublic: CChainBeltObj

8、(); void GetSteelTubeData(); void Draw(CDC *pDC = NULL);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;冷床类设计class CCoolingObj : public CEquipmentBasepubli

9、c: CCoolingObj(); void GetSteelTubeData(); void Draw(CDC *pDC = NULL);加工机器类设计class CMachiningObj : public CEquipmentBasepublic: CMachiningObj(); void GetSteelTubeData(); void Draw(CDC *pDC = NULL);业务层业务层由以下几层组成： 跟踪控制层 跟踪实现层 跟踪实体层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

10、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。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： 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。 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。 再加热炉区跟踪：跟踪的设备包括常化冷床、再加热炉、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

11、，需要根据工艺确定。 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。 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。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： 计划管理 L1信号采集与更新 逻辑管理 设备状态更新 管材属性更新 L2命令管理 生产信息统计 库房管理计划管理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

12、和查询等操作。性能无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。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。算法无特殊算法。流程逻辑计划管理的基本流程包括两部分： 调用数据库访问接口，访问生产管理数据库，查询获取本次生产计划信息。 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。接口计划管理对外的接口： 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。 下层调用接口：数据访问接口，详见3.3.1

13、。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。L1信号采集与更新基本功能描述通过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。性能信号采集与更新的实时性为：小于等于1次/秒。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。输出项输出项为标识各种管材位置和设备状态的信号。算法无特殊算法。流程逻辑L1信号采集与更新的基本流程包括三部分： 通过OPC Client，获取各个PLC特定内存的内容。 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。 调用

14、数据库更新接口，将信号的变化更新到对应的数据库表中。接口L1信号采集与更新对外的接口： 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。 下层调用接口：数据访问接口，详见3.3.1.4。限制条件无。面向画面的逻辑管理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。性能无输人项输入项为变化的信号表。输出项输出项为画面显示需要的逻辑状态标识。算法当物料从单支流向变成多分支流向时，需要依据原则“数量最少者优先，距离最近者优先，而且前者优先级高于后者”。流程逻辑面向画面的逻辑管理，其基本流程需要逻辑判断的主要有两类： 单支流向变成多分支流向类，通过3.2.3.3.5节确定的原则，来判断合理的管材运动路径。 设备运行异常类：当设备运行异常时，都会影响单支流向变成多分支流向的逻辑判断，因此，设计逻辑时，必须考虑设备的工作状态。面向画面的逻辑管理，主要分布在管坯区，位置包括： 送管材到各个锯的上料台 送管材到5#锯前辊道1段 送管材到9#锯前辊道1段 送管材到11#锯前辊道1段管坯区每个位置的逻辑处理，基本类似，现以送管材到5#锯的上料台为例，进行说明，如图3.4所示。