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        0　引言
        隨著鋁材應用范圍越來越廣,市場對熱軋鋁 帶的質量要求日趨嚴格,而國內鋁熱軋機自動化 水平低造成的鋁熱軋生產不穩定,使得生產效率 與產品質量成為制約鋁材生產企業發展的瓶頸。 據調查,截止到2006 年,國內單機架雙卷取 鋁熱軋機共有13臺,其中大部分是由洛陽有色金 屬加工設計研究院設計制造[ 1 ] 。目前此機型軋機 不具有完善的過程數據管理系統,不能為模型設 定等過程控制系統提供有效的過程數據,也不能 　　為工藝人員和維護人員提供高效的數據支撐。針 對此現狀,蘇州有色金屬研究院有限公司研發了 針對單機架雙卷取機型的熱軋數據管理系統,該 系統已成功應用于一家鋁加工企業,并已向其他 有色加工企業推廣。作者以某鋁廠2 400mm單機 架雙卷取鋁熱軋機為例,介紹熱軋數據管理系統 的功能及特點。
        1　系統背景
        數據管理系統是中鋁科技發展基金項目——— 單機架雙卷取熱軋工藝控制模型及其系統開發的一部分。該項目由蘇州有色金屬研究院有限公司 于2006年開始實施,前期主要進行工藝控制模型 的開發,數據管理系統從2008年1月開始設計實 現。該項目以某鋁加工企業2 400mm單機架雙卷 取熱軋機為系統實施對象,該熱軋機控制系統由 西門子公司的Simatic S72400, Simatic S72300系列 PLC ,各種傳感器以及一些采集卡組成,同時檢測 主機、開卷機、卷取機以及操作臺等現場數據,將 軋制壓力、張力、速度等模擬量或數字量信號以及 運行、停止等開關量信號,分別通過電纜和現場總 線送入PLC。該廠單機架雙卷取熱軋機沒有配套 的數據采集存儲系統和過程控制系統,現場生產 以工藝人員編制的軋制規程為主,生產過程中操 作人員可人工修改軋制規程和控制參數,產品質 量不穩定。2008 年3 月對該軋機進行了技術改 造,采用了由蘇州有色金屬研究院設計的鋁熱軋 數據管理系統。
        2　系統結構
        一般熱軋二級過程控制系統從功能上講主要 包括模型和非模型兩部分,其中模型部分功能主 要是指各種工藝控制模型的設定計算、自學習和 軋制規程的自動計算,是過程控制系統的核心功 能;非模型部分包括初始數據的獲取、物料跟蹤、 時序控制、實時數據的采集和處理、人機界面 (HM I)以及與其他系統(L1 /L3)的通信。[ 2 ] 數據管理系統主要完成非模型部分的功能, 它與工藝控制模型結合起來就初步建立了單機架 雙卷取熱軋機過程控制系統。因此根據過程控制 系統中非模型部分的功能要求設計數據管理系 統。
        數據管理系統的網絡結構主要分為兩層:數 據采集層和數據管理層。數據采集層的主要功能 是將現場信號通過放大、隔離、濾波處理后,轉換 成數字信號,向過程控制系統傳遞。數據管理層 的主要功能是完成軋制過程中實時數據和工藝數 據的歸檔、監控、備份等工作,還要進行數據處理 以及設定參數、規程和自學習參數的在線歸檔與 調用。
        數據采集層硬件主要利用現場已有的PLC, 傳感器以及采集卡等設備, PLC模塊主要包括控 制模塊, I/O模塊和以太網通信模塊[ 3 ] 。數據管理 層由一臺IBM服務器和一臺PC客戶機組成,數據 管理系統軟件選用西門子公司的過程監控軟件 W inCC,利用其集成的SQL Server 2000數據庫[ 4 ] , 實現過程監控和數據管理功能, 編程軟件采用 Step 7和VC,服務器采用Windows 2000 Server操 作系統。
        3　系統功能
        根據熱軋過程控制系統對非模型部分的功能 要求以及現場的實際要求,可將數據管理系統功 能分為兩個部分:數據流管理以及數據的歸檔、分 析和查詢。數據流管理包括數據采集、數據處理、 軋線跟蹤、設定參數和規程計算模型調用,數據流 管理旨在為過程控制系統提供一個完整流暢的數 據流通環境。數據的歸檔包括現場過程數據的人 工歸檔和自動歸檔、報警的歸檔、設定參數的歸 檔、計算規程的歸檔以及自學習系數的歸檔;數據 的分析主要是根據歸檔的生產數據分析帶材的成 品率、厚差分布、生產效率等參數;數據的查詢主 要有兩種形式:報表和歷史曲線,用戶可根據需要 選擇某種形式。