基于ASP.NET Web API平臺的高爐自動化報表系統(tǒng)

盧 瑜， 翟 明， 趙華濤， 杜 屏， 朱 華

(1.江蘇省(沙鋼)鋼鐵研究院， 江蘇 張家港 215625；2.江蘇沙鋼集團有限公司煉鐵廠， 江蘇 張家港 215625)

基于ASP.NETWebAPI平臺的高爐自動化報表系統(tǒng)

盧 瑜1， 翟 明1， 趙華濤1， 杜 屏1， 朱 華2

(1.江蘇省(沙鋼)鋼鐵研究院， 江蘇 張家港 215625；2.江蘇沙鋼集團有限公司煉鐵廠， 江蘇 張家港 215625)

摘要：借助SQLServer軟件和Oracle軟件分別建立基于高爐的一級在線數(shù)據(jù)庫和三級實驗室數(shù)據(jù)庫，在此基礎上，利用C#,Javascript,HTML語言等建立一套報表自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了對5800高爐報表數(shù)據(jù)的自動化采集、科學分析、自動顯示和更新。實踐證明，高爐自動化報表系統(tǒng)在現(xiàn)場應用效果良好，一方面大大減少了工人抄報表的勞動時間和數(shù)據(jù)誤差；另一方面，自動化報表中數(shù)據(jù)和參數(shù)更加全面，更有利于高爐操作人員分析爐況。

關鍵詞：高爐操作； 自動化報表； 數(shù)據(jù)采集與處理

引 言

某鋼鐵企業(yè)5800高爐于2009年10月20號點火生產(chǎn)，至今已經(jīng)順利運行7年有余，其高爐工藝上的報表系統(tǒng)，包括日報、工長報表、操作參數(shù)及水溫報表，保存著高爐在生產(chǎn)和冶煉過程中大量的操作數(shù)據(jù)，包括布料制度，送風制度，操作參數(shù)，冷卻水量和冷卻壁溫度、風口直徑和長度等重要爐況信息，是高爐生產(chǎn)過程中最重要的一項工作，是高爐爐況短期診斷和長期分析的重要數(shù)據(jù)來源。長期以來，報表的填寫工作一直依靠高爐操作人員手動錄入，這樣既費時費力，而且極容易出錯。因此，為了讓高爐操作者將主要精力集中在高爐爐況的分析和診斷上，非常有必要開發(fā)一套高爐自動化報表系統(tǒng)。

1 報表自動化系統(tǒng)的總體架構(gòu)

隨著計算機技術和自動化技術的進一步發(fā)展，開發(fā)出大量的應用架構(gòu)系統(tǒng)，比如Java架構(gòu)，基于ASP.NET的MVC，Web Pages，WebForms，Single Pages，Web API等。相對于MVC，Web Pages，WebForms等傳統(tǒng)技術，

ASP.NET WebAPI具有

全平臺支持、全網(wǎng)通用、全面HTTP支持的優(yōu)點，而且獨立于UI，只負責核心數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)更加低耦合，更輕量、更兼容、速度更快。因此本報表自動化系統(tǒng)采用了ASP.NETWebAPI網(wǎng)站方式作為系統(tǒng)架構(gòu)，有利于實現(xiàn)跨前端訪問，后臺通過數(shù)據(jù)訪問層，業(yè)務邏輯層、模型層和呈現(xiàn)層實現(xiàn)系統(tǒng)層次管理，同時采用獨特的客戶端和服務端通信框架實現(xiàn)實時層結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸，前端UI通過AngularJS框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)綁定、交互式效果、數(shù)據(jù)通訊等，采用bootstrap和d3js實現(xiàn)復雜圖標和交互呈現(xiàn)功能，方便用戶更好的體驗。5800高爐報表自動化系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 5800高爐報表自動化系統(tǒng)的總體架構(gòu)

2 報表功能設計

2.1 日報的功能設計

從圖中看出， 5800高爐日報包含產(chǎn)量、 燃料消耗、送風制度、高爐指數(shù)、爐頂煤氣、鐵水信息、渣成分、焦炭質(zhì)量、煤粉成分、原料配比、燒結(jié)礦質(zhì)量、球團礦質(zhì)量、旋風灰成分、副產(chǎn)品產(chǎn)量以及布料矩陣共15大類，158個小項，內(nèi)容全面，信息基本完整，其中爐缸潔凈指數(shù)為首次提出，為5800高爐長期爐況分析提供了最基礎的數(shù)據(jù)保障。

圖2 5800高爐日報界面

2.2 工長報表的功能設計

5800高爐工長報表包含著每小時工長操作數(shù)據(jù)，包括小時料速、送風制度、高爐指數(shù)，爐頂十字測溫槍溫度、煤氣成分、冷卻制度等重要信息，是高爐操作人員短時診斷的重要數(shù)據(jù)來源，因此工長報表功能的設計至關重要。本項目以5800高爐原始的工長報表為基礎，基本保持了原有5800高爐工長報表的風格，大大縮短了高爐操作人員適應新報表的時間，加快了自動化工長報表的應用進度，工長報表界面如圖3所示。

2.3 操作參數(shù)及水溫報表的功能設計

操作參數(shù)及水溫報表包含著風口直徑和長度，煤槍噴吹狀態(tài)、送風面積、軟水系統(tǒng)進出水流量和水溫、爐頂煤氣成分(包括在線和化驗)、十字測溫溫度、爐底爐基碳磚溫度、冷卻壁溫度、爐身靜壓力等重要信息，是監(jiān)測風口分布狀態(tài)、煤槍噴吹狀態(tài)和檢測爐缸工作狀態(tài)等的重要工具，因此，操作參數(shù)及水溫報表的功能設計非常重要，本項目以5800高爐原始的操作參數(shù)及水溫報表為基礎，基本保持了原有5800高爐操作參數(shù)及水溫報表的風格，大大縮短了高爐操作人員適應新報表的時間，加快了報表的應用進度，操作參數(shù)及水溫報表界面如圖6所示。

3 功能優(yōu)勢

經(jīng)過實踐，基于ASP.NETWebAPI平臺建立的高爐自動化報表系統(tǒng)，很好地解決了長期以來高爐報表的錄入問題，其主要實現(xiàn)的功能和優(yōu)勢如下：

(1)大大減少了手工錄入錯誤，提高工作質(zhì)量。傳統(tǒng)的手工錄入的方法，因為人為的主觀原因造成的記錄錯誤在所難免，而通過Wonderware數(shù)據(jù)采集軟件自動采集一級儀器儀表數(shù)據(jù)并建立相應的一級數(shù)據(jù)庫或者直接調(diào)用三級實驗室數(shù)據(jù)庫或者自建的操作者錄入數(shù)據(jù)庫等3種途徑建立了高爐操作參數(shù)數(shù)據(jù)庫，并采用ORM類庫Dapper工具和Angular JS技術直接從數(shù)據(jù)庫中分別提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)，這樣只需要工人錄入一些無法采集的數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)報表的自動采集和顯示，大大減小了手工錄入數(shù)據(jù)量，減少錄入錯誤，提高工作質(zhì)量。

圖4 新建配料結(jié)果錄入界面

圖5 新建大事記錄入界面

圖6 5800操作參數(shù)及水溫報表界面

(2)降低工長勞動強度，提高了工作效率。長期以來，所有報表的填寫工作一般需要2h左右，而采用自動化報表系統(tǒng)后，一級數(shù)據(jù)和三級數(shù)據(jù)已經(jīng)全部實現(xiàn)自動采集，只有少量無法采集的數(shù)據(jù)，還需要手動錄入，手動錄入總時間10 min左右，將工長從繁瑣的報表工作中解放出來，讓其有更多的時間和精力來分析高爐爐況，并進行工藝參數(shù)調(diào)整。

(3)自主開發(fā)，維護方便，未來可實現(xiàn)移動版報表。相比軟件外包和外購而言，高爐自動化報表系統(tǒng)完全自主開發(fā)，維護方便，便于二次開發(fā)，而且開發(fā)成本低。由于采用ASP.NETWebAPI系統(tǒng)架構(gòu)，未來可以開發(fā)移動端自動化報表，實現(xiàn)隨時隨地便捷辦公。

(4)采用身份認證技術，確保數(shù)據(jù)安全和真實。報表系統(tǒng)采用了身份驗證授權(quán)框架，在滿足驗證服務、授權(quán)服務和資源服務等功能前提下，具有框架統(tǒng)一、自定義用戶角色、支持多種數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點，可以根據(jù)不同角色定義不同訪問權(quán)限，保證數(shù)據(jù)安全和真實。

(5)提高企業(yè)自動化水平，營造良好企業(yè)形象。自動化報表系統(tǒng)的開發(fā)，是一個企業(yè)自動化水平高低的象征和標志，國外先進的鋼鐵企業(yè)早已經(jīng)實現(xiàn)報表在電腦端和移動端的顯示和查詢，比如浦項集團，而且自動化報表系統(tǒng)的應用，大大減少了報表數(shù)據(jù)的錯誤，從而創(chuàng)建良好的企業(yè)形象，進一步提高企業(yè)管理水平。

4 結(jié)束語

目前，高爐上的三張自動化報表(日報、工長報表、操作參數(shù)及水溫報表)已經(jīng)在現(xiàn)場應用；實踐證明，基于5800高爐的一級在線數(shù)據(jù)和三級實驗室數(shù)據(jù)，利用Visual studio語言、SQLserver語言、Orcale、Javascript、HTML語言建立報表自動化系統(tǒng)，對5800高爐的報表數(shù)據(jù)全部實現(xiàn)自動化采集，科學分析，自動顯示和更新，一方面大大減少了工人抄報表的勞動時間和數(shù)據(jù)誤差， 另一方面，自動化報表中數(shù)據(jù)和參數(shù)更加全面，更有利于高爐操作人員分析爐況。

參考文獻：

[1] 顧祥林,劉振均,吳淑華，等.寶鋼1#高爐爐況操作功能綜合開發(fā)及應用[J]. 冶金自動化,2000,24(6):45—47.

[2] 國宏偉,鄧君堂,陳杉杉，等.高爐專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理[J].冶金自動化, 2008, 32(3):18—22.

收稿日期：2018-02-01

作者簡介：盧 瑜(1983—)，女，研究生。E-mail：luyufish1@163.com

中圖分類號：TF325.6