马钢新区试验室X荧光自动分析系统的改造

丛 琛

(马钢工程管理部 安徽马鞍山 243003)

马钢新区试验室X荧光自动分析系统的改造

丛 琛

(马钢工程管理部 安徽马鞍山 243003)

分析了马钢新区试验室X荧光自动化系统在工作中存在的问题，为解决问题，对系统进行了全自动化改造，提高了系统的工作效率和数据分析的准确性。

问题；改造；自动

1 概述

马钢新区试验室X荧光系统承担着马钢新区港务原料厂、第三炼铁厂、第四钢轧厂和部分外购原辅料的分析任务。主要分析产品涵盖了含铁原料、熔剂、生铁(铁水)、炉渣(高炉炉渣和转炉炉渣)。在本次未改造前，X荧光分析是靠人工方式进行，操作流程为：人工从风动送样系统接收试样、人工制样(熔样)、人工送入到X荧光分析仪分析、发送数据。分析任务重、工作效率较低、试验周期较长。

1.1改造前系统的情况

硬件配置：由2台X荧光承担分析任务，每台X荧光配置1台DELL计算机，计算机通过交换机与管理系统相连。通过应用软件读取管理系统中检验指令。系统硬件系统如图1所示。

图1 改造前网络总体架构图

软件配置：由于种种原因，当时并未考虑X荧光的自动化分析问题，X荧光分析仪只采用了操作系统+应用软件的配置，没有具体的应用平台。应用软件读取管理系统中的数据(取样信息)，发送检验结果到管理系统中。

1.2改造前存在的问题

由于应用程序是后加于X荧光的第三方程序，与系统的操作软件兼容性差，本身不能对X荧光操作起任何指导作用，只是简单的发送数据和接收指令。不能提示操作人员选择何种曲线做分析，选择分析曲线必须由人工确认，分析结果由人工确认后选择发送。所以分析效率不高，操作较繁，容易出错。

针对上述问题，为了提高工作效率、降低检验周期、提高数据分析的准确性，决定对X荧光系统进行自动化改造。

2 系统的改造

在改造过程中，如何解决X荧光控制系统与检化验管理系统的互相通信问题、实现检验指令的下达和检验结果的上传，使改造后的X荧光控制系统完全按检验指令自动分析是关系到本系统改造成功与否的一个重要环节。改造工作内容如下：

2.1硬件改造

为了实现X荧光系统从接收试样到最后分析结果的自动化控制，必须对X荧光系统进行升级改造，使之能适应自动控制的需要，系统布置如下图，通过工业机器人把X荧光光谱仪、制样机、渣样融熔机合成一个系统。 系统增加一台前置控制机和前置通信机，其中前置控制机用于处理前置通信机传来的作业指令，并根据作业指令调度控制系统内各台设备的运行。为了与系统前置通信机通信，同时在管理系统中同时增加一台通信机。为了便于网络管理和监控，系统与管理系统设置在一个子网里。

图2 改造后X荧光系统平面布置简图

图3 改造后网络架构总体图

2.2改造后的工艺流程

为了实现系统自动化分析，有必要对原有的流程加以改造，改造后的工艺流程如下：

图4 改造后工艺流程图

2.3系统改造的具体情况

(1)在通信前置机上安装马钢开发的通信模块MGCOM，将需要的信息从管理系统中读取出来，并通过MGCOM的Client端发送给X荧光前置机(电文格式见表1),并通过SOCKET接口返还到X荧光过程控制计算机；MGCOM的SERVER端接收从X荧光前置机的数据(电文格式见表2)。

增加X荧光系统过程控制计算机，它除了控制整个X荧光系统自动运行外，还把检验结果数据发送到通信前置机，在本系统中过程控制计算机和通信前置机看为一个整体，在通信前置机上制作通信管理画面，实现通信电文的补发等管理功能。

表1 X荧光前置机接收试样信息格式表

表2 X荧光前置机发送检验结果格式表

(2)为了使X荧光系统能自动地进行分析，对原系统的试样编号进行重新编码,增加2位品名识别码，X荧光系统根据试样编码的信息自动分配试样分析的工艺路线，试样编码信息如下：

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位表示检验室标识；

第5位表示试样的检验属性(试样检验的重复次数)；

第6位表示试样的产品属性(含铁矿、熔剂、渣样等)

第7、8位表示日期；

第9-12位为试样流水号，相同产品属性的试样在同一检验室每日数量不超过10000个，故试样流水号可从“0001”开始记数至“9999”(记数开始值可以设置)。

第13-14位为试样的具体产品识别码，从00至99，由此两位代码分辨具体试样品种。

(3)通讯前置机把从管理前置机得来的信息传给控制计算机，控制计算机分析试样编码中的信息，得出需要分析的品种后，指定分析流程，对需要参加分析的设备发出动作指令，各设备根据指令开始顺序运行。分析结束，控制计算机收集检验结果，发送到通讯前置机。

3 结语

通过此次对X荧光分析系统自动化的改造，完全解决了以前系统工作效率低下和任务繁重等问题。X荧光自动分析系统控制计算机与管理系统改造过程中，通过增加通讯前置机，解决了与管理机的通讯问题，在通讯前置机上增加软件开发平台，也在一定程度上弥补了过程控制计算机投有管理手段的短板。过程控制计算机与现场紧密结合，完全满足了现场的分析需求，同时通过试样编码规则的改变，解决了不同品种的自动化分析问题，提高了分析工作效率和数据分析的准确性，改造后的系统在国内处于领先水平。

[1] Tanenbaum A S，熊桂喜译．计算机网络(第3版)[M]．北京：清华大学出版社，1998

[2] John Ray.TCP/IP详解卷[M]．北京：机械工业出版社，1999

[3] 邢亮等.Socket通信在分区操作系统下的应用设计[J].航空计算技术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

丛琛(1963-)，男，马钢工程管理部，工程师。

TG115.22+5

B

1672-9994(2014)04-0017-03