吳長河
（鞍鋼股份皺魚圈鋼鐵分公司設(shè)備煉鋼部 營口 115007）
【摘要】轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)為轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要過程控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)模型計(jì)算、與一級和與三級的通信控制。該文論述了轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)存在的主要問題及對這些問題的優(yōu)化過程。
【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐二級；系統(tǒng)優(yōu)化；系統(tǒng)資源
1 轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)簡介
轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)軟件部分為德國kuttner公司開發(fā)的OTCBM應(yīng)用程序,硬件部分服務(wù)器主機(jī)采用的是美國容錯雙機(jī)熱備。主要分為三部分，第一部分采用IBM公司的MQ中間件與三級通信,接收三級的生產(chǎn)計(jì)劃、鋼水鐵水成分等重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)。同時(shí)將生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)以電文的方式傳遞給三級。第二部分是二級系統(tǒng)的OTCBM應(yīng)用程序,通過在二級畫面進(jìn)行操作，給一級發(fā)送指令進(jìn)行過程自動化控制。第三部分是與一級通信，采用的是si-mens 的simatic net軟件配置與一級PLC的通信,實(shí)現(xiàn)自動化控制與一級生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)的采集工作。
2存在的主要問題
(1)系統(tǒng)資源不釋放，資源占用率居高不下問題。轉(zhuǎn)爐二級服務(wù)器運(yùn)行7天就會發(fā)生無法自動上傳數(shù)據(jù)或者丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)象，多次聯(lián)系外方專家調(diào)試都無法查明原因，只能在運(yùn)行第6天進(jìn)行重啟以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在轉(zhuǎn)爐服務(wù)器重啟的過程中，3個(gè)轉(zhuǎn)爐都需要進(jìn)行手動生產(chǎn)，操作工手動補(bǔ)錄數(shù)據(jù)，影響生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。同時(shí)由于手動生產(chǎn)，二級系統(tǒng)會認(rèn)為轉(zhuǎn)爐處于停機(jī)狀態(tài),會將停機(jī)信號上傳給三級,三級收到停機(jī)信號后宜接上傳給四級ERP系統(tǒng) 而操作工又將當(dāng)前爐次的生產(chǎn)數(shù)據(jù)手動通過三級界面錄入上傳ERP,因而在分公司總調(diào)度室的ERP生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)圖中會岀現(xiàn)當(dāng)前爐次即為生產(chǎn)狀態(tài)又為停機(jī)狀態(tài)的矛盾現(xiàn)象，影響分公司對生產(chǎn)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)。
(2)轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)終端機(jī)原設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)程連接操作服務(wù)器模式,導(dǎo)致服務(wù)器資源使用率過高,服務(wù)器卡頓現(xiàn)象，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí),終端機(jī)操作反應(yīng)慢等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
轉(zhuǎn)爐二級終端機(jī)原設(shè)計(jì)為HP瘦客戶機(jī)，該機(jī)器無硬盤、無風(fēng)扇、自帶XP超級精簡版系統(tǒng)，僅僅可以進(jìn)行遠(yuǎn)程連接操作。原二級系統(tǒng)設(shè)計(jì)為10臺終端機(jī)同時(shí)對服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，10個(gè)不同的賬戶同時(shí)對服務(wù)器進(jìn)行操作，后因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)需要,海邊廢鋼和鐵水倒罐不使用二級系統(tǒng),且機(jī)房二級終端機(jī)和自動化煉鋼二級終端機(jī)不是經(jīng)常在線，造成6臺終端機(jī)經(jīng)常在線操作服務(wù)器,2臺終端機(jī)偶爾在線操作服務(wù)器,峰值會有8個(gè)賬戶同時(shí)操作二級服務(wù)器，隨著遠(yuǎn)程連接用戶在線時(shí)間的增長，資源的占用率越來越大,最后導(dǎo)致只能將二級服務(wù)器重啟釋放資源。
(3)與三級系統(tǒng)通信存在設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致一定時(shí)間后二三級通信故障。
缺陷一：二級系統(tǒng)無法正常接收三級系統(tǒng)下發(fā)的作業(yè)計(jì)劃，生產(chǎn)無法繼續(xù)進(jìn)行。外方在設(shè)計(jì)之初是想將二、三級通信電文產(chǎn)生的報(bào)告信息放在WR.QM管理器的WR.R隊(duì)列中,但是經(jīng)過MQ命令查詢，外方根本就沒有建立WR.QM管理器，所以導(dǎo)致此報(bào)告信息(report message)被放到了 MQ自帶的死信隊(duì)列(dead-letter queue)里。當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后，死信隊(duì)列中的信息會以10 000條為一次被加載到與三級通信的MQ管理器(BYQKT. QM)的隊(duì)列中。具體缺陷如圖1所示。
缺陷二:二、三級通信徹底中斷，計(jì)劃無法下達(dá)，數(shù)據(jù)無法采集。
MQ自帶的死信隊(duì)列(dead-letter queue)里面的信息是不斷的往里面存儲，卻從來不刪除，當(dāng)死信隊(duì)列(dead-letter queue)中的數(shù)據(jù)量過大(超過幾十萬條)，會導(dǎo)致MQ管理器(BYQKT.QM)的接收通道一直處于讀取死信隊(duì)列中報(bào)告信息(report message)的狀態(tài)，系統(tǒng)資源使用率居高不下，最后資源耗盡,與三級通信的MQ管理器(BYQKT.QM) 會自動停止,導(dǎo)致與三級通信徹底中斷。
缺陷三:無法查詢2天前的MQ運(yùn)行情況。通常MQ的日志不需要設(shè)置備份,但是轉(zhuǎn)爐二級系統(tǒng)二、三級通信因?yàn)榍懊鎯蓚€(gè)缺陷導(dǎo)致MQ日志中包含了大量的無用重復(fù)信息，最多保存2天的 信息。
3優(yōu)化過程
3.1 對服務(wù)器進(jìn)行優(yōu)化
(1) 服務(wù)器原有硬盤分區(qū)不合理，系統(tǒng)盤所占空間非常小,使用率過高。在保證原有分區(qū)數(shù)據(jù)不受影響的情況下，對硬盤的分區(qū)大小進(jìn)行修改, 增加系統(tǒng)盤所占用的空間，增加數(shù)據(jù)讀寫操作所需空間，減少頁面訪問錯誤的發(fā)生，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
(2)對服務(wù)器數(shù)據(jù)庫內(nèi)存占用上限屬性重新設(shè)置，原服務(wù)器數(shù)據(jù)庫內(nèi)存占用上限為512MB,無法滿足數(shù)據(jù)庫對內(nèi)存運(yùn)行空間的需求，現(xiàn)將其調(diào)整為1GB,運(yùn)行中觀察正常的峰值大概需要820MB左右的空間。
(3) 對服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫超時(shí)連接屬性進(jìn)行重新設(shè)置，服務(wù)器運(yùn)行一段時(shí)間后總會報(bào)一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接超時(shí)的錯誤，影響二級正常運(yùn)行，將數(shù)據(jù)庫連接超時(shí)屬性設(shè)置為連接超時(shí)無限制后此問題再沒有出現(xiàn)。如圖2所示，將600改為0即為無限制。
經(jīng)過上述設(shè)置的調(diào)整，轉(zhuǎn)爐二級服務(wù)器運(yùn)行時(shí)間可以延長到42天左右。在這42天內(nèi)，找到一個(gè)特定的時(shí)間段“其中一個(gè)轉(zhuǎn)爐定修，一個(gè)轉(zhuǎn)爐補(bǔ)爐”,等待正在生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后將二級服務(wù)器重啟，只有這個(gè)特定的時(shí)間段（8分鐘左右 內(nèi)進(jìn)行重啟操作,才能保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)不丟失,保證分公司總調(diào)度室的ERP生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)圖中不會出現(xiàn)當(dāng)前爐次即為生產(chǎn)狀態(tài)又為停機(jī)狀態(tài)的矛盾現(xiàn)象。
3.2用普通計(jì)算機(jī)代替二次終端機(jī)
經(jīng)過長時(shí)間對外方應(yīng)用程序的研究，發(fā)現(xiàn)此應(yīng)用程序是可以改裝在普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的。只需要以下兩個(gè)步驟：
（1） 將轉(zhuǎn)爐二級終端更換為一臺普通計(jì)算機(jī),在計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)微軟的.net2.0運(yùn)行環(huán)境。
（2） 將數(shù)據(jù)庫配置文件修改為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。具體操作如圖3所7K,將value的值由localhost改為服務(wù)器的IP地址192.2.12.2,客戶端的HMI畫面就可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫通過以上設(shè)置就實(shí)現(xiàn)了所有對應(yīng)用程序的操作都在本地終端機(jī)上操作，占用客戶機(jī)資源，而數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器的數(shù)據(jù)庫中，間接的實(shí)現(xiàn)了 C/S（客戶端/服務(wù)器）模式，大大減輕了服務(wù)器 的資源使用率。
3.3刪除原有死信隊(duì)列信息
（1）編寫批處理程序定期（一周）自動將死信隊(duì)列（dead-letter queue）里面的信息通過MQ命令全部刪除。
(2 )將原有的死信隊(duì)列(dead-letter queue )里面的信息通過MQ命令全部刪除。
通過cmd命令啟動命令行一＞輸入runmqsc命 令啟動隊(duì)列管理器-輸入diS(*)查看所有的隊(duì)列-»輸入CLRAR QLOCAL(SYSTEM.DEAD.LETTER. QUEUE命令清除所有死信隊(duì)列里面的信息。
(3)編寫批處理程序自動將MQ的日志文件按日期備份到機(jī)房終端機(jī)中，如圖4所示。
4實(shí)施效果與驗(yàn)證
（1）系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)間得到延長（從每6天重啟一次延長到42天重啟一次），減少轉(zhuǎn)爐手動操作的次數(shù),使數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)更加準(zhǔn)確,分公司ERP系統(tǒng)對生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)矛盾等問題不再出現(xiàn)。
修改前:服務(wù)器每6天重啟一次，重啟次數(shù)為61次,每次重啟影響3個(gè)轉(zhuǎn)爐，需要手動操作爐次總計(jì)為61 x 3=183爐次。
修改后:服務(wù)器每42天重啟一次,42天內(nèi)只要保證在特定的時(shí)間進(jìn)行重啟操作，就會使對生產(chǎn)的影響降到最低。
（2） 服務(wù)器使用率下降明顯，正常使用不再岀現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，不會岀現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)、終端機(jī)操作反應(yīng)慢等現(xiàn)象。
修改前:CPU使用率平均75%左右，內(nèi)存使用率峰值為85%左右。
修改后:CPU使用率下降到平均50%左右,內(nèi)存使用率下降到峰值為70%左右。
（3） 修改后，現(xiàn)場生產(chǎn)至今未出現(xiàn)因?yàn)榇藛栴}導(dǎo)致的二、三級通信問題。