馬鋼新區試驗室X熒光自動分析系統的改造

叢 琛

(馬鋼工程管理部 安徽馬鞍山 243003)

馬鋼新區試驗室X熒光自動分析系統的改造

叢 琛

(馬鋼工程管理部 安徽馬鞍山 243003)

分析了馬鋼新區試驗室X熒光自動化系統在工作中存在的問題，為解決問題，對系統進行了全自動化改造，提高了系統的工作效率和數據分析的準確性。

問題；改造；自動

1 概述

馬鋼新區試驗室X熒光系統承擔著馬鋼新區港務原料廠、第三煉鐵廠、第四鋼軋廠和部分外購原輔料的分析任務。主要分析產品涵蓋了含鐵原料、熔劑、生鐵(鐵水)、爐渣(高爐爐渣和轉爐爐渣)。在本次未改造前，X熒光分析是靠人工方式進行，操作流程為：人工從風動送樣系統接收試樣、人工制樣(熔樣)、人工送入到X熒光分析儀分析、發送數據。分析任務重、工作效率較低、試驗周期較長。

1.1改造前系統的情況

硬件配置：由2臺X熒光承擔分析任務，每臺X熒光配置1臺DELL計算機，計算機通過交換機與管理系統相連。通過應用軟件讀取管理系統中檢驗指令。系統硬件系統如圖1所示。

圖1 改造前網絡總體架構圖

軟件配置：由于種種原因，當時并未考慮X熒光的自動化分析問題，X熒光分析儀只采用了操作系統+應用軟件的配置，沒有具體的應用平臺。應用軟件讀取管理系統中的數據(取樣信息)，發送檢驗結果到管理系統中。

1.2改造前存在的問題

由于應用程序是后加于X熒光的第三方程序，與系統的操作軟件兼容性差，本身不能對X熒光操作起任何指導作用，只是簡單的發送數據和接收指令。不能提示操作人員選擇何種曲線做分析，選擇分析曲線必須由人工確認，分析結果由人工確認后選擇發送。所以分析效率不高，操作較繁，容易出錯。

針對上述問題，為了提高工作效率、降低檢驗周期、提高數據分析的準確性，決定對X熒光系統進行自動化改造。

2 系統的改造

在改造過程中，如何解決X熒光控制系統與檢化驗管理系統的互相通信問題、實現檢驗指令的下達和檢驗結果的上傳，使改造后的X熒光控制系統完全按檢驗指令自動分析是關系到本系統改造成功與否的一個重要環節。改造工作內容如下：

2.1硬件改造

為了實現X熒光系統從接收試樣到最后分析結果的自動化控制，必須對X熒光系統進行升級改造，使之能適應自動控制的需要，系統布置如下圖，通過工業機器人把X熒光光譜儀、制樣機、渣樣融熔機合成一個系統。 系統增加一臺前置控制機和前置通信機，其中前置控制機用于處理前置通信機傳來的作業指令，并根據作業指令調度控制系統內各臺設備的運行。為了與系統前置通信機通信，同時在管理系統中同時增加一臺通信機。為了便于網絡管理和監控，系統與管理系統設置在一個子網里。

圖2 改造后X熒光系統平面布置簡圖

圖3 改造后網絡架構總體圖

2.2改造后的工藝流程

為了實現系統自動化分析，有必要對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系統改造的具體情況

(1)在通信前置機上安裝馬鋼開發的通信模塊MGCOM，將需要的信息從管理系統中讀取出來，并通過MGCOM的Client端發送給X熒光前置機(電文格式見表1),并通過SOCKET接口返還到X熒光過程控制計算機；MGCOM的SERVER端接收從X熒光前置機的數據(電文格式見表2)。

增加X熒光系統過程控制計算機，它除了控制整個X熒光系統自動運行外，還把檢驗結果數據發送到通信前置機，在本系統中過程控制計算機和通信前置機看為一個整體，在通信前置機上制作通信管理畫面，實現通信電文的補發等管理功能。

表1 X熒光前置機接收試樣信息格式表

表2 X熒光前置機發送檢驗結果格式表

(2)為了使X熒光系統能自動地進行分析，對原系統的試樣編號進行重新編碼,增加2位品名識別碼，X熒光系統根據試樣編碼的信息自動分配試樣分析的工藝路線，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位表示檢驗室標識；

第5位表示試樣的檢驗屬性(試樣檢驗的重復次數)；

第6位表示試樣的產品屬性(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，相同產品屬性的試樣在同一檢驗室每日數量不超過10000個，故試樣流水號可從“0001”開始記數至“9999”(記數開始值可以設置)。

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

(3)通訊前置機把從管理前置機得來的信息傳給控制計算機，控制計算機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，對需要參加分析的設備發出動作指令，各設備根據指令開始順序運行。分析結束，控制計算機收集檢驗結果，發送到通訊前置機。

3 結語

通過此次對X熒光分析系統自動化的改造，完全解決了以前系統工作效率低下和任務繁重等問題。X熒光自動分析系統控制計算機與管理系統改造過程中，通過增加通訊前置機，解決了與管理機的通訊問題，在通訊前置機上增加軟件開發平臺，也在一定程度上彌補了過程控制計算機投有管理手段的短板。過程控制計算機與現場緊密結合，完全滿足了現場的分析需求，同時通過試樣編碼規則的改變，解決了不同品種的自動化分析問題，提高了分析工作效率和數據分析的準確性，改造后的系統在國內處于領先水平。

[1] Tanenbaum A S，熊桂喜譯．計算機網絡(第3版)[M]．北京：清華大學出版社，1998

[2] John Ray.TCP/IP詳解卷[M]．北京：機械工業出版社，1999

[3] 邢亮等.Socket通信在分區操作系統下的應用設計[J].航空計算技術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