轧机过程控制系统根据功能分解成多个进程,每个进程完成特定的功能,进程间通信采用客户机/服务器(Client/Server)模式。
过程控制系统与生产管理系统之间的数据传输是双向的,过程控制计算机接收来自生产管理计算机的生产计划、钢卷主数据和轧辊数据等信息,同时将生产实际数据、轧辊工作统计数据发送给生产管理计算机。为了保证系统间数据传输的稳定性,传输数据通常采用TCP/IP的SOCKET方式来实现,通信中的数据按照INBS(binary steaming)二进制进程流进行格式转换,进程和外部轧机一级通信也是基于此原理。该通信方式广泛地应用于制造业生产计划系统、生产控制系统以及生产执行系统等各通信终端的通信协议。
每个进程都属于多线程的进程,其中至少一个线程用来提供Service以便对外部进程通信请求进行处理,同时进程中至少有一个线程作为Client端去访问其他进程。
过程控制计算机与生产管理计算机的数据发送与接收的流程如图2-4所示。
图2-4 数据发送与接收
从图2-4中可以看出,数据发送与接收的流程如下。
(1)发送流程。发送一条普通数据、等待确认(超时或负应答重发)、发送下一条数据。
(2)接收流程。接收数据、检查数据有效性、发送确认(ACK表示正确,NACK表示错误。电文接收方必须对收到的数据电文作底层自动确认,表示该数据电文已经收到,以保证发送电文的可靠性)、接收下一条数据。
TCP/IP不支持监测接收进程正确接收电文与否。因而,如果其他计算机中的接收进程不通过异常处理对发送进程做出回复,那发送进程将永远等待确认电文。为避免这种情况,发送进程使用一个定时器,用于生成超时事件,如图2-5所示。
图2-5 应答超时与重发机制
当发送进程发送一条普通数据时,它会生成超时监控功能。如果发送进程没有在超时阶段内收到确认电文或收到负应答,它会通告传输错误管理进程,然后进行重发数据操作,重发次数可以配置。(www.xing528.com)
二级(L2)与三级(L3)之间的通信内容主要包括以下方面。
(1)钢卷计划和主数据的请求与应答。二级人员可以通过二级HMI向三级系统申请生产计划。三级系统若已经安排好生产计划,则会根据二级的申请要求生成钢卷生产计划,之后二级系统接收并保存;若无计划,则发送无钢卷计划报文至二级。二级系统接收到的生产计划只包含了钢卷号,而无主数据,因此在接收到计划后,会根据接收到的计划中的钢卷号逐条向三级系统申请主数据。
(2)生产命令删除与应答。生产管理人员可根据钢卷号向二级系统发送删除钢卷报文;二级系统在删除该钢卷后,会发送钢卷删除报文应答报文。
(3)轧辊数据请求与应答。二级系统可通过HMI向三级系统申请轧辊数据。
(4)装上辊/卸下辊报文。二级系统根据现场的换辊动作,向三级系统发送装上辊、卸下辊的历史数据,记录轧辊的换辊时间、换辊原因等。
(5)钢卷回退、钢卷上下线、钢卷进入机组。二级系统根据现场操作人员的触发或现场检测设备信号,实时向三级系统更新钢卷的状态。
(6)钢卷生产数据。当钢卷轧制完成,并已经称重结束后,二级系统将轧制该钢卷的现场数据发送至三级系统,发送自动或手动均可。
(7)停机记录。发送停机开始、结束时间,停机原因等。
(8)班组能源介质。在换班时自动发送。
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