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关键词:串口服务器,串口通信,数据库
中图分类号:E271文献标识码: A
目前国内水泥制品企业生产现场的自动化和信息化水平普遍比较低,与发达国家相比差距比较大。一方面,为产品质量,企业需要对产品生产过程的各个生产环节进行质量把控,需要取得实际的控制数据。另一方面,为参与市场竞争,企业需要了解实时的能源消耗,确定单位产品能耗并进行节能降耗工作。这些数据都需要通过建立生产现场的信息采集系统来取得。由于行业特点,目前国内没有公司提供成套集散控制系统,设备生产厂家的设备大部分也不提供数据输出口,而且产品的生产线设备往往是不同厂家的设备,要上信息采集系统成本高投入大,大部分中小企业没有这个能力。本文将介绍一种适用与中小规模企业的数据采集方案,投入成本低,维护简单,可以以循序渐进的方式根据需要逐步添加数据采集点,可以根据需要连接不同通信协议的设备。
1系统总体结构
本文设计的系统对电杆车间的用电量、蒸汽耗用量、张拉数据、离心数据、蒸养数据等进行实时采集。采用集散控制模式,各数据采集点分别为现场控制设备和现场数字化仪表(型号及具体实现不在这里做详细介绍),这些现场设备均提供RS232串行接口,通信协议为MODBUS协议或其它标准或自定义协议。数据采集和管理软件运行在PC机上,软件采用VC++进行编程。该软件采用读写串口的方式和个现场设备仪表通信,获得需要采集的数据和发送控制指令。相同种类设备的多个数据采集点先通过RS485总线进行连接然后转换为以太网信号通过网线和交换机连接到PC机,或着由现场控制器根据要求将采集到的多个点的数据重新编码后转换为以太网信号通过网线和交换机连接到PC机,拓展非常灵活。采集到的数据保存在ACCESS数据库文件中,不同性质设备数据放在数据库中不同的表里。这些采集的数据作为基础数据用于查询、分析和形成需要的管理数据。比如查询显示各电杆的张拉数据,看是否张拉到规定的拉力,是否有断筋的情况,进行质量追溯。显示当天每班生产完成后实际电耗和蒸汽使用量并转换成货币成本值等,提供数据进行产品成本控制管理。
2实现方法
2.1数据采集网络的建设
集散系统的采集点数量比较多,串口数量也会很多,如果采用多串口卡来扩展串口数量,成本比较高,连线也很多,而且长距离传输信号两端都要用RS232/RS485模块进行转换。如果用单独的RS485总线进行通信,由于RS485通信时是半双工的工作模式,并且是采用轮询各设备的通信方式,必然造成通信效率低下,不能满足众多设备和pc机通信的使用要求。所以本系统不采用多串口卡的方式和单独RS485总线的方式进行数据通信,考虑到投资成本和现场设备的多样性,也不采用其它现场总线进行连接,而是采用普通的以太网做为连接网络,通过串口服务器将各现场设备的串口信号转换为网络信号并通过网络交换机连接到PC机的网线接口,然后在PC机上通过虚拟串口软件将各个连入的网线端口虚拟成串口,PC机上的数据采集和管理软件就像操作实际串口一样读写现场设备的参数。连接到PC机上的只有一根网线,在对数据实时性要求不高的场合,这种方式是一种廉价且高效的连接方式,目前国内很多中小型集散系统都采用这种方式。
2.2 软件设计
本系统中,数据采集管理软件是核心,软件采用VC++进行编程设计,Visual C++由于功能强大和应用灵活,编译的代码执行速度快效率高等优点,同时也得到了Microsoft系统的最好支持,因此Visual C++也是底层系统软件开发的首选工具,用于串口通信编程和数据库编程也是很好的选择。为了程序的可读性、可扩展性和方便代码的重复利用,在编程过程中,充分利用C++的特性,对代码的功能进行详细划分,把不同功能的代码分成不同的类,分别编成不同的模块类进行封装,方便了重复调用,减少了代码编写量,而且对功能模块的维护和扩充也变得很方便。数据采集及管理系统核心模块主要由显示界面类、主执行模块、串口读写模块、数据库模块、曲线绘制模块、权限管理模块、数据分析模块、注册模块等类型模块组成。
系统显示界面是由多个FormView类窗口组成,采集到的每一类设备数据的显示和查询都分别放在一个或几个FormView类窗口中进行,通过菜单选择显示不同的窗口。在窗口中,根据管理需要分别执行显示实时采集数据、显示实时数据曲线、输入查询条件和显示查询结果、显示按设定的分析管理模型得出的供管理参考的数据等。
主执行循环放在CFrameWnd类中进行,在该类的 OnCreate中初始化了一个基本定时器SetTimer(TIME_SEQUENCE,100,AutoCycle);时间设定为100ms,每100ms都会调用一次循环控制模块,所有需要循环反复触发的事件都放在这个函数内进行,如发送串口数据、向数据库追加数据、刷新显示LED控件等。各事件不同的触发间隔时间可以通过计数的方法在该函数内实现,如:需要一秒钟执行一次读某个设备串口的工作,就可以通过设置一个计数变量,每循环一次计数值加100,当计数值等于1000时,执行一次读串口操作,然后将计数变量值清理,然后重新进行计数累加。图1为主循环部分代码
图1主循环部分代码
串口读写是该系统里的一个主要功能,为实现这些功能,分别编写了串口收发模块、MODBUS协议和其它协议的模块、设备数据读写模块等。串口读写模块负责接收和发送串口数据帧。协议模块负责生成奇偶校验码和按协议格式打包、拆包数据帧。协议模块可以根据使用到的协议种类,每种协议编写一个模块。设备数据读写模块是针对各设备编写的串口读写模块,模块中使用了协议模块的派生类,根据所要读写的具体设备的地址、需读写的寄存器地址和数据个数等参数,调用协议模块派生类,直接生成相应的数据帧,简化读写串口的操作,使用时由主循环直接调用设备存储模块的一个函数,不需输入参数既可生成读写数据帧,传送给串口收发模块类进行读写串口操作。提高程序可读性和易维护性。要注意的是,如果需要读写的串口数量少于16个的话,也可以直接使用串口控件MSComm,或使用其它支持读写更多串口的第三方串口控件,此时可以不用专门编写串口读写模块。
关系型数据库管理系统主要有SQL Server、ORACLE、ACCESS几种。本系统选择ACCESS数据库,ACCESS是小型数据库,在数据量逐渐增多的情况下,其处理速度会越来越慢,但是在数据量不是很大的情况下,ACCESS数据库有不需要建服务器、使用维护简单、对管理人员要求低等优点,本设计针对水泥制品行业特点,设计的ACCESS数据库每月自动生成新的文件,使用过程中不需要定期清里数据库,并通过生成合并数据库的方式满足跨月跨年查询的要求。在对查询数据速度要求不是很高的场合是个不错的方案。每月生成新数据库的方法是,建立一个未输入数据的数据库做为以后自动生成数据库的模版,如:CZ_DATA.mdb,数据库里需要用到的各数据表要建好,比如蒸汽流量表,表名为SteamFluxTable,建立需要的字段,自动编号:序号,文本型字段:设备ID,数字型字段:瞬时流量,数字型字段:累计流量,日期/时间型字段:时间和备注型字段:备注。使用数据库前,先取得当前时间,然后以当前时间的年和月组合为新数据库的文件名,比如:201403.mdb,如果同名的数据库已经存在这什么都不做,否则就用标准数据库为模板建一个新数据库名的库文件,然后再打开数据库进行各项操作。建库代码如图2
图2生成数据库代码
对数据库的操作采用ADO方法,ADO是最新的数据库访问技术,它使用更加简单、更加灵活的对象模型,使用ADO作为数据访问接口是目前比较推崇的方法。使用ADO对象前,需要使用 图3 的语句
图3导入ADO库代码
语句将ADO库文件导入到工程中。然后就可以使用ADO库里的三个基本接口_ConnectionPtr接口、_RecordsetPtr接口和_CommandPtr接口指针对数据库进行读、写和查询等操作。
3运行结果
本系统经过调试运行,效果良好,各种不同的管理模块也在逐步追加。框架建好后扩展调试非常方便。运行显示界面如图4
图4 运行显示界面
4结束语
目前国内水泥制品企业多是使用由不同厂家和不同时代的设备组成的生成线,以这种方式进行信息化改造技术难度低,建设成本和使用成本都比较低,本系统结构简单,功能扩展容易,运行过程不需要特别维护,运行稳定且出现故障排除容易,对使用维护人员要求不高,因此特别适合国内水泥制品行业推广使用。
参考文献
一、指导思想
以“严格执法、热情服务”为指导,深入贯彻落实《中华人民共和国道路交通安全法》及其配套行政法规、规章,按照全国“二十公”会议精神和“五整顿、三加强”的规定,通过开展文明窗口创建工作,进一步规范车辆管理站业务管理和队伍建设,全面提高我县车辆和驾驶人管理工作质量和服务水平,严把道路交通安全第一道防线,树立良好的公安机关窗口形象。
二、组织领导
大队专门成立文明窗口创建工作领导小组,大队长陈宝全任组长,车管站站长刘振全,副站长王国庆为成员的创建工作领导小组。领导小组在车管站下设办公室,车管站站长刘振全任办公室主任,负责具体工作的组织实施。
三、工作要求
(一)统一思想,提高认识,积极参与文明窗口创建工作。大队领导要高度重视车管站文明窗口创建工作,把它作为当前公安交通管理部门业务建设和队伍建设的一件大事来抓,进一步发挥为经济建设和构建和谐社会服务的作用。要通过采取形式多样的学习宣传活动,深刻领会创建文明窗口目的和意义,提高民警、职工的积极性、创造性和责任感,形成争优创新的工作局面。
(二)精心组织部署。领导小组结合工作实际和各自任务分工,制定切实可行的实施方案,统筹安排,突出重点,将任务职责落实到人,按分工深入做好思想发动和各项工作部署落实,确保车管站文明窗口创建工作中取得优异成绩。
(三)完善规章制度,加强车辆管理站正规化建设。车管站要对照公安部《车辆管理所等级评定办法》,从易发生问题的环节入手,进一步完善岗位责任、业务流程、内务管理、考核监督和奖惩等制度,靠制度约束、监督领导和民警,堵塞工作中的漏洞。建工作领导小组要将创建工作与日常检查紧密结合,确保各项制度的落实。同时,要结合“大练兵”活动,加强教育培训,提高民警法制意识和业务素质。对于违法违纪的,要严肃查处,对于责任心不强、业务素质低的,要及时调整。
1双导向管理在纺织车间工艺管理教学中应用
在纺织车间工艺管理教学中,首先确定工艺管理的目标为:①管理好工艺设计方案,生产出优质产品;②工艺上车率达到95%以上。为了达到第一个目标,采用如下过程导向管理:确定工艺设计的内容,类比同类产品的设计方案,技术人员设计工艺方案,对于经常生产品种,由工艺组长审核和批准;对于新产品和重大的工艺变更,还需厂里总工程师批准。经批准的工艺方案,做好编号管理和发放至有关人员手中。为了达到第二个目标,采用如下过程导向管理:车间根据工艺设计方案编制工艺设计牌,并将工艺设计牌公布于车间醒目的位置以便一线员工掌握,以防止质量事故。由车间技术人员检查上机工艺,计算工艺上车率,并比照目标对相关班组进行考核。在课程教学的初期,教师主要采用引导分析法,教师引导学生设定工艺管理的目标,引导学生分析工艺方案过程控制的方法,引导学生将目标管理和过程导向管理有机的结合在一起,以期取得较好的管理效果。
2双导向管理在纺织车间设备管理教学中应用
在纺织车间设备管理教学中,教师先确定设备管理的目标为:①设备保养一等车率达到100%;②设备完好率达到95%;③修理设备计划完成率达到100%。为了达到以上三个目标,教师先组织学生学习典型案例,然后进行分组讨论。讨论内容:对设备过程导向管理的方法有哪些?如何采用这些方法对设备进行管理?如何使设备管理到位?讨论之后,教师将这些结果进行归纳汇总,然后将学生讨论结果与教师的方案进行对比分析,指出学生讨论的结果中的可取之处,尤其对学生的创新思维进行鼓励和表彰,同时指出不足和可提高之处。这是在课程教学的中期采取的教学方法,目标由教师给定,由于学生对设备管理不熟悉,所以先学习案例,从案例中得到启发,再采用学生小组讨论的方法讨论出过程导向管理的方法,教师围绕教学目标,对讨论的结果进行剖析,学生对设备管理的认识也得到有效的提升。
3双导向管理在纺织车间现场管理教学中应用
在纺织车间现场管理教学中,可以以学生宿舍的现场管理为学生感受管理的对象,让学生尝试设定现场管理的目标,教师帮助修正。如:学生设定的现场管理的目标一般为干净、无垃圾。学生设定的目标简单清晰。教师修正的现场管理的目标是:去除脏、乱、差,去除所有多余的物品。高效生产的工作环境,安全生产,节约生产。修正后的目标丰富、具体和有高度、有内涵。为了达到以上目标,教师组织学生围绕以下问题进行讨论:①如何去除脏、乱、差?②如何使现场清洁、整齐、美观?③如何保持?④如何在10秒钟内拿到你需要的东西?⑤如何做到安全生产无事故。通过讨论并结合先进企业现场管理的图片,使学生总结出做好现场管理的途径有7S管理、定置管理和目视管理,做好这些管理需要精心的策划、细致的落实、到位的检查和严格考核。然后让学生对学生宿舍实施现场管理。这是在课程的后期采取的教学方法,通过前期和中期的学习,学生对车间生产管理有了一定的认知,再以他们熟悉的学生宿舍现场管理为感知和管理对象,由学生设定现场管理的目标、过程管理的方法和实施现场管理,在发现问题后进行修正,通过一定时间的实施、修正、实施、修正,找出较为完善的方案,在这一过程中也提升了学生的管理能力。双导向管理在《纺织车间生产管理》应用着重“授学生以渔”,同时采用循序渐进、层层递进教学法,使学生在纺织车间各类管理中都可采用目标管理和过程导向管理方法,提高纺织车间的管理水平。
【参考文献】
一、这个月来主要是协助麦工管理酿造车间,做了以下几个方面的工作:
1)继续深入酿造车间,了解车间的重要设备,如振动筛、粉碎机、过滤槽槽箱绞龙、硅藻土烛式过滤机、pvpp过滤机等主要设备。同时通过看车间操作室的电脑操作流程、工艺文件及相关资料,了解各罐体、管道、阀门、泵的作用。因而,相比上个月,现在对酿造车间的设备、工艺流程等还是有了很大的了解。
2)通过每天的例行巡检,知道怎么样去观察、触摸、聆听设备存在的各种问题,然后及时的反应到车间,叫车间的操作工或机修来处理,保证设备的正常运转,为公司的生产提供了一定的保障。
3)9月未开始逐步独立工作,主要处理了以下问题:联系广东省石油化工建设集团公司改造二酿回残酒系统,联系华艺解决二酿的管板裂纹和更换破损视镜,联系远航解决三糖大米、麦芽除石机除石效果不好的问题,联系博雷处理阀门气动头启动缓慢的原因,帮助技术质量部出二发酵母扩培罐平台方案及图纸等。通过这些工作,逐步掌握了怎么样去协调厂家、车间、部门处理和解决问题。
4)继续学习公司的各项规章制度,如公司的tpm设备管理、设备操作规程、三体系文件、设备技术员(见习)岗位要求等各类公司管理制度。特别是部门考核新方案,通过学习,得到很大的提高。
二、在这个月里,通过协助麦工和他一起处理车间问题,逐步掌握了以下几个方面的能力:
1)通过自己独立去解决车间的设备问题,知道怎么和车间的人员沟通,掌握问题的关键所在,再和厂家联系,让其出解决方案或排遣人员过来处理。锻炼自己协调、组织和沟通能力。
2)通过对车间日常巡检、tpm的日常管理和对检查主要设备的情况,锻炼了自己设备管理能力。
3)通过编写方案和总结、设备会议纪要,知道了怎样把握问题的重点,锻炼自己应用文写作能力。
三、虽然能力得到提高,但也有很多方面做得不到位,其主要体现在以下几点:
1)这个月相比上个月,和车间领导、技术员、机修和操作工有了很好的交流和沟通,但也有很大的不足,还是继续加强自己的交际能力,为以后的工作创造良好的工作环境。
2)通过做会议纪要,明显感觉自己应用文写作能力的不足,没有深刻的领悟领导的思想,这需要自己不断向领导和同事学习,提高自己写作能力。
关键词:危险源(点)辨识;风险分级管控;LEC法;冶金企业
中图分类号:X938 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)08-0003-02
对于冶金企业来说,生产、检修、工程技改等方面涉及熔融金属爆炸、煤气中毒、起重伤害、火灾、触电、窒息等较大危险因素,点多面广且专业性强,一旦发生事故极易出现群死群伤的恶性安全事故,因此控制事故就变得尤为重要。危险源(点)的管控,即控制事故发生的“根源”,而并非待其已转化为事故隐患再采取控制措施。结合具体情况,通过对危险源(点)进行辨识和风险分级管控,将设备、工艺、人员等有机地与安全管理结合在一起,提高安全管理和控制能力。使生产、检修、工程技改全过程中的安全风险达到可控管理,大幅度地减少安全事故发生,尤其是降低重特大安全事故的发生几率,保障职工的作业过程安全。
1 确定危险源(点)
1.1 危险源(点)及风险的定义
危险源(点)是可能导致人身伤害和(或)健康损害的根源、状态或行为,或其组合。“可能”意味着“潜在”,是指危险源(点)是一种客观存在,是事故发生的原因,由于危险源(点)的存在才可能发生事故,与事故之间存在必然的逻辑关系。
风险是发生危险事件或有害暴露的可能性,与随之引发的人身伤害或健康损害的严重性的组合。风险是对某种可预见的危险情况发生的概率及后果严重程度的综合描述,可预见的危险情况是通过危险源(点)辨识而得
到的。
1.2 危险源(点)的确定
识别和确定危险源(点),要组织有实践经验、熟悉工艺流程和设备性能等情况的专业人员和有实际工作经验的操作人员,从物质、能量、环境、人员操作等方面入手,对工艺流程、设备、动力、运输及存储设施、物质、容量、温度、压力等,对照岗位及操作标准进行综合分析评价。
2 运用LEC法辨识危险源(点)
根据发生事故的可能性和作业者在危险环境下的时间以及事故发生后可能产生的后果,进行分析、研究的基础上计算出各种作业点的危险指数,并以此判断出危害等级,危险指数:D=L・E・C。其中:L――发生危险事件的可能性;E――作业者在危险环境下的状况;C――事故的可能后果。
3 危险源(点)的分级管理控制体系
以辨识的A、B、C、D级危险源(点)为依据,根据生产、检修、工程技改项目进行高度风险、中度风险、低度风险的风险等级划分。通过对风险作业控制确认级别来保证安全措施的落实和降低事故发生的概率。等级按照正常生产岗位、检修部位和工程技改项目来划分。
3.1 正常生产岗位的风险等级划分
指定A级危险源(点)为高度风险岗位,B级危险源(点)为中度风险岗位,C级、D级危险源(点)为低度风险岗位。
高度风险岗位由厂级进行管控。各厂级领导和专业科室负责分管专业内涉及高度风险工作岗位的全面安全管理。每月召开一次厂级安委会和每周召开一次安全例会,分别由主管厂领导布置对较大安全风险岗位的安全管理要求,根据季节和现阶段状况提出阶段性的安全工作重点,并定期组织各种安全专业检查。
中度风险岗位由专业科室及车间进行管控。各车间负责对中度风险岗位的全面安全管理。车间每周组织本单位领导和车间组长召开车间安全会议,按照厂安全要求及车间现阶段安全工作提出具体安全管理措施。每日由车间领导和安全员组成检查组对车间区域内的安全设备设施、人员执规等进行检查。
低度风险岗位由班组进行管控。各班组负责对低度风险岗位的全面安全管理。车间班组长按照职责要求开展好本班组各项安全工作,组织好每周一次的班组安全活动和每班的班前班后会议。做好岗前确认和现场工器具自查及职工执规等检查,及时制止违章作业。
3.2 检修部位的风险等级划分
将危险检修部位的临时性检修、抢修和大修作业所涉及到的A、B、C、D级危险源(点)定为高度风险,将一般检修部位的临时性检修、抢修和大修作业以及危险检修部位的定修所涉及到的A、B、C、D级危险源(点)定为中度风险,将一般检修部位的定修所涉及到的A、B、C、D级危险源(点)定为低度风险。
高度风险要求专业分管厂级领导亲自组织、协调、指挥相关专业科室、车间确定高危检修部位的临时性检修方案,布置检修过程中的安全措施,并对安全措施落实情况进行监督。高度风险要求在分管厂级领导的指挥下,由专业科室、车间领导负责检修方案中安全技术措施的制定和检修过程中的督促落实工作,并指定本车间、科室主要负责领导对检修全程进行监护。
中度风险要求相关专业科室组织相关车间审核、确定检修部位的检修方案,审核、布置检修过程中的涉及本专业内的安全技术措施,经负责车间确认后方可实施。要求责任车间领导组织检修安全措施的落实、确认工作。相关专业科室指定专人对涉及本专业内的安全技术措施落实情况进行监督、检查。
低度风险要求责任车间领导审核、确定检修方案,审核、布置检修过程中的安全措施,并对安全措施落实情况进行监督。低度风险要求责任车间现场项目负责人落实检修各项安全措施,并对检修全程进行安全监护。
3.3 工程技改项目的风险等级划分
A、B级危险源(点)为高度风险,C、D级危险源(点)为中度风险。
工程技改项目在实施之前必须由分管厂领导组织相关专业科室、安全科、负责车间对工程实施中和实施后的工艺、设备等情况所产生新的危险源(点)进行辨识,并采取有效的措施后确定施工方案。工程开始前施工单位必须办理相关安全资质审核并进行安全交底,施工单位对参加施工的人员进行安全教育,保证参加施工人员熟知现场施工安全风险及熟练掌握安全防范措施。
高度风险安全管理由主管厂领导负责对施工过程中生产、工艺、设备进行协调管理;负责组织相关专业科室、负责车间、施工单位对高风险作业进行现场安全措施的确认及监护;负责确定高风险作业的施工方案,布置施工过程中的安全措施,并对安全措施落实情况进行监督。
中度风险安全管理应由相关专业科室组织相关车间和施工单位审核、确定施工方案。审核、布置施工过程中的安全措施,经负责车间和施工单位确认后方可实施,并对安全措施落实情况进行监督。
4 安装警示标识牌
按照正常生产岗位、检修部位和工程技改项目的风险等级划分制作三种危险源(点)的标识牌并在现场安装,使现场作业人员能一目了然地发现他所处的环境有什么危险、易发生哪些事故、应注意哪些方面、有什么控制措施。
5 安全教育培训