基于ASP.NET Web API平台的高炉自动化报表系统

卢 瑜， 翟 明， 赵华涛， 杜 屏， 朱 华

(1.江苏省(沙钢)钢铁研究院， 江苏 张家港 215625；2.江苏沙钢集团有限公司炼铁厂， 江苏 张家港 215625)

基于ASP.NETWebAPI平台的高炉自动化报表系统

卢 瑜1， 翟 明1， 赵华涛1， 杜 屏1， 朱 华2

(1.江苏省(沙钢)钢铁研究院， 江苏 张家港 215625；2.江苏沙钢集团有限公司炼铁厂， 江苏 张家港 215625)

摘要：借助SQLServer软件和Oracle软件分别建立基于高炉的一级在线数据库和三级实验室数据库，在此基础上，利用C#,Javascript,HTML语言等建立一套报表自动化系统，实现了对5800高炉报表数据的自动化采集、科学分析、自动显示和更新。实践证明，高炉自动化报表系统在现场应用效果良好，一方面大大减少了工人抄报表的劳动时间和数据误差；另一方面，自动化报表中数据和参数更加全面，更有利于高炉操作人员分析炉况。

关键词：高炉操作； 自动化报表； 数据采集与处理

引 言

某钢铁企业5800高炉于2009年10月20号点火生产，至今已经顺利运行7年有余，其高炉工艺上的报表系统，包括日报、工长报表、操作参数及水温报表，保存着高炉在生产和冶炼过程中大量的操作数据，包括布料制度，送风制度，操作参数，冷却水量和冷却壁温度、风口直径和长度等重要炉况信息，是高炉生产过程中最重要的一项工作，是高炉炉况短期诊断和长期分析的重要数据来源。长期以来，报表的填写工作一直依靠高炉操作人员手动录入，这样既费时费力，而且极容易出错。因此，为了让高炉操作者将主要精力集中在高炉炉况的分析和诊断上，非常有必要开发一套高炉自动化报表系统。

1 报表自动化系统的总体架构

随着计算机技术和自动化技术的进一步发展，开发出大量的应用架构系统，比如Java架构，基于ASP.NET的MVC，Web Pages，WebForms，Single Pages，Web API等。相对于MVC，Web Pages，WebForms等传统技术，

ASP.NET WebAPI具有

全平台支持、全网通用、全面HTTP支持的优点，而且独立于UI，只负责核心数据，使得系统更加低耦合，更轻量、更兼容、速度更快。因此本报表自动化系统采用了ASP.NETWebAPI网站方式作为系统架构，有利于实现跨前端访问，后台通过数据访问层，业务逻辑层、模型层和呈现层实现系统层次管理，同时采用独特的客户端和服务端通信框架实现实时层结构和数据传输，前端UI通过AngularJS框架实现数据绑定、交互式效果、数据通讯等，采用bootstrap和d3js实现复杂图标和交互呈现功能，方便用户更好的体验。5800高炉报表自动化系统的总体架构图，如图1所示。

图1 5800高炉报表自动化系统的总体架构

2 报表功能设计

2.1 日报的功能设计

从图中看出， 5800高炉日报包含产量、 燃料消耗、送风制度、高炉指数、炉顶煤气、铁水信息、渣成分、焦炭质量、煤粉成分、原料配比、烧结矿质量、球团矿质量、旋风灰成分、副产品产量以及布料矩阵共15大类，158个小项，内容全面，信息基本完整，其中炉缸洁净指数为首次提出，为5800高炉长期炉况分析提供了最基础的数据保障。

图2 5800高炉日报界面

2.2 工长报表的功能设计

5800高炉工长报表包含着每小时工长操作数据，包括小时料速、送风制度、高炉指数，炉顶十字测温枪温度、煤气成分、冷却制度等重要信息，是高炉操作人员短时诊断的重要数据来源，因此工长报表功能的设计至关重要。本项目以5800高炉原始的工长报表为基础，基本保持了原有5800高炉工长报表的风格，大大缩短了高炉操作人员适应新报表的时间，加快了自动化工长报表的应用进度，工长报表界面如图3所示。

2.3 操作参数及水温报表的功能设计

操作参数及水温报表包含着风口直径和长度，煤枪喷吹状态、送风面积、软水系统进出水流量和水温、炉顶煤气成分(包括在线和化验)、十字测温温度、炉底炉基碳砖温度、冷却壁温度、炉身静压力等重要信息，是监测风口分布状态、煤枪喷吹状态和检测炉缸工作状态等的重要工具，因此，操作参数及水温报表的功能设计非常重要，本项目以5800高炉原始的操作参数及水温报表为基础，基本保持了原有5800高炉操作参数及水温报表的风格，大大缩短了高炉操作人员适应新报表的时间，加快了报表的应用进度，操作参数及水温报表界面如图6所示。

3 功能优势

经过实践，基于ASP.NETWebAPI平台建立的高炉自动化报表系统，很好地解决了长期以来高炉报表的录入问题，其主要实现的功能和优势如下：

(1)大大减少了手工录入错误，提高工作质量。传统的手工录入的方法，因为人为的主观原因造成的记录错误在所难免，而通过Wonderware数据采集软件自动采集一级仪器仪表数据并建立相应的一级数据库或者直接调用三级实验室数据库或者自建的操作者录入数据库等3种途径建立了高炉操作参数数据库，并采用ORM类库Dapper工具和Angular JS技术直接从数据库中分别提取数据和显示数据，这样只需要工人录入一些无法采集的数据，就可以实现报表的自动采集和显示，大大减小了手工录入数据量，减少录入错误，提高工作质量。

图4 新建配料结果录入界面

图5 新建大事记录入界面

图6 5800操作参数及水温报表界面

(2)降低工长劳动强度，提高了工作效率。长期以来，所有报表的填写工作一般需要2h左右，而采用自动化报表系统后，一级数据和三级数据已经全部实现自动采集，只有少量无法采集的数据，还需要手动录入，手动录入总时间10 min左右，将工长从繁琐的报表工作中解放出来，让其有更多的时间和精力来分析高炉炉况，并进行工艺参数调整。

(3)自主开发，维护方便，未来可实现移动版报表。相比软件外包和外购而言，高炉自动化报表系统完全自主开发，维护方便，便于二次开发，而且开发成本低。由于采用ASP.NETWebAPI系统架构，未来可以开发移动端自动化报表，实现随时随地便捷办公。

(4)采用身份认证技术，确保数据安全和真实。报表系统采用了身份验证授权框架，在满足验证服务、授权服务和资源服务等功能前提下，具有框架统一、自定义用户角色、支持多种数据库等优点，可以根据不同角色定义不同访问权限，保证数据安全和真实。

(5)提高企业自动化水平，营造良好企业形象。自动化报表系统的开发，是一个企业自动化水平高低的象征和标志，国外先进的钢铁企业早已经实现报表在电脑端和移动端的显示和查询，比如浦项集团，而且自动化报表系统的应用，大大减少了报表数据的错误，从而创建良好的企业形象，进一步提高企业管理水平。

4 结束语

目前，高炉上的三张自动化报表(日报、工长报表、操作参数及水温报表)已经在现场应用；实践证明，基于5800高炉的一级在线数据和三级实验室数据，利用Visual studio语言、SQLserver语言、Orcale、Javascript、HTML语言建立报表自动化系统，对5800高炉的报表数据全部实现自动化采集，科学分析，自动显示和更新，一方面大大减少了工人抄报表的劳动时间和数据误差， 另一方面，自动化报表中数据和参数更加全面，更有利于高炉操作人员分析炉况。

参考文献：

[1] 顾祥林,刘振均,吴淑华，等.宝钢1#高炉炉况操作功能综合开发及应用[J]. 冶金自动化,2000,24(6):45—47.

[2] 国宏伟,邓君堂,陈杉杉，等.高炉专家系统的数据采集及处理[J].冶金自动化, 2008, 32(3):18—22.

收稿日期：2018-02-01

作者简介：卢 瑜(1983—)，女，研究生。E-mail：luyufish1@163.com

中图分类号：TF325.6