Entity Framework在KR脱硫自动控制系统中的应用

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KR搅拌脱硫法是 日本新 日铁广田制铁所于1963年开始研究，1965年应用于工业生产的-种铁水炉外脱硫技术，这种脱硫方法是以-个外衬耐火材料的搅拌器浸入铁水罐内进行旋转搅动铁水，使铁水产生旋涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被旋涡卷入铁水中，与高温铁水混合、反应，达到脱硫的日 ”。在脱硫车间脱硫的设备主要由南、北罐扒渣机，脱硫搅拌器，铁水罐移动设备组成。本文介绍了-种KR脱硫 自动控制系统，该系统主要是处理控制设备的PLC所传输的数据，控制设备主要是采用三个PLC分别控制两台扒渣机，和-个脱硫搅拌器，其硬件连接图如图1所示。

埔 删I 埔 。 图1 KR脱硫控制系统现场连接图Entity Framework是微软以ADO.NET为基础开发的对象关系映射解决方案，它解决了对象持久化问题，将程序员从编写麻烦的SQL语句中解放出来，相对于传统的ADO等各种数据库技术来说，EF封装了多底层操作 ，抽象了接口，针对接口编程，将调用统-化。传统的控制系统上位机多采用VB、WinCC或者VC为开发平台，其上位机与PLC之间的通讯思想主要以面向过程为主，程 、马 采用上位机按字节处理PLC数据。而这种系统在客户端的数据库服务器发生改变时，会有不兼容的情况。本文重点研究Entity Framework在KR脱硫自动控制系统中的应用，以面向对象的思想，完成PC上位机与KR脱硫控制系统PLC下位机之间不同类型的数据处理，成功解决了S7-PLC与上位机不同环境的数据转换。Entity Framework的应用使系统的开发变得方便、快捷。

1 KR脱硫自动控制系统功能需求KR脱硫自动控制系统就是指在旧能的减少人工干预下，完成脱硫工序，其中包括铁水灌的移动、锁定，脱硫剂自动备料、自动下料，搅拌头自动搅拌等过程。其具体工艺需求如图2所示。

收稿日期：2012-09-22基金项目：国家科技支撑计划(2012BAF06B02)作者简介：但斌斌 (1970-)，男，教授，博士，研究方向为制造业 自动化。

[81 第35卷 第3期 2013-03(上)务l 訇 似图2 KR脱硫自动控制系统工艺需求在整个脱硫作业完成的过程中，PLC主要负责大型设备的执行，和各种设备状态信息的反溃上位机与PLC之间的通讯采用西门子PR0DAVEMPI/IE V6.0拈完成。上位机主程序采用高级语言C#编写，基于Entity Framework的解决方案，处理和运用脱硫过程相关数据。

2 ADO.N ET Entity Framework架构的应用21数据库的连接传统模式下，可通过ADo.NET Connection对象实现数据库连接。在Entity Framework架构下开发，可以自动从SQL Server中创建-个与DbContext名称相同的数据库，并且自动连接到该数据库，数据库的连接字符可以在App.config文件中看到，且VS2010将会自动生成这些操作方法的代码H。在KR脱硫自动控制系统中，数据的连接如下：

SqlClient；prOVider connection string"；datasource务器名称；initalcatalog数据库名称；userid用户名；password密码；multipleactiveresultsetsTrue；AppEntityFramework"；”providerName”System.Data.EntityClient”/>使用Entity Framework的这种连接，可以通过更改 data source，userid，password，”可以选择不同服务器的数据库，且Entity Framework集成了多种数据库接口，主程序不因为数据库种类的不同，而更改代码。目前Entity Framework所集成的数据库接口有：Oracle、MySQL、PostgreSQL、SQLite等。从上述数据库的连接可以看出，这种实体框架的运用可以把程序员从繁重的SQL语句中解放 出来 。

2.2脱硫系统的对象关系映射ADO.NET Entity Framework以Entity DataModel(EDM)为主，把数据逻辑层分成三层，分别为概念层 (Conceptual Schema)、映射层(MappingSchema)与储存层(Storage Schema) ，在这之上还有Entity Client、Object Context以及UNQ可以使用。

Entity Framework利用数据结构抽象化的方法 ，把每个数据库对象都转换成应用程序对象(entity)，而数据字段都换为属性(property)，关系则转换为结合属性，让数据库的E-R模型完全地转成对象模型 ，本系统数据库的映射模型如图3所示。

SuISequence； SoulhOtNoh嘏.鞲 蛆. i sG∞Im1.；赡 C ， ci &岬onl rne ∞ - -；XMLp： 州StartInFurnace[O鹅 A MlxerOrConverter堂 - BlastFurancdDSeq. sm D数据库文件 生成的edmx模型图3 数据库映射模型完成映射之后，数据实体模型可生成-个从objectContext派生的类，该类表示概念模型中的实体容器，并且可以公开将插入、更新和删除操作写入数据源的 SaveChanges方法中 ，如此开发人员可以用最熟悉简单的编程语言来调用访问。

数据关系映射就是数据库字段和C#对象属性的中间桥梁，这种实体框架的核心工作就是通过这个映射生成SQL语句，然后调用ADO.NET。

2.3上位机的功能实现整个实体框 架的数据访 问是 以ADO.NET第35卷 第3期 2013-03(上) [o1 1 匐 似DataProvider为基础，在系统中直接通过数据访问 下：层操作数据库，通过实体关系映射关系，可以按照面向对象的方法对关系型数据进行操作 。在上位机操作的开发中，PLC的数据都存放在DB块中，在这里我们只对PLC传输过来的数据进行操作，在脱硫 自动控制系统主程序中，我们需要对PLC进行初始化，其部分代码如下：pdve void ImtiPlc0 plcnewPLCCS0；val"retplc.Read Server Is Start；if(!ret)XtraMessageBox.Show(服务器启动失败”)；lstring erstring.Empty；var plcreturnplc.Connect PLC(ref err)；if(plc-returnPlcOperator.Return--ConnectPLC.connect success)log.Info(”pie连接成功”)；IsConnectPlctrue；if(plc.ObtainOne Or TWO-。

Control Status1、this.BeginInvoke(newAction(>EnableButtonByOneMachine(false)；1))；elsethis.Beginlnvoke(newAction(>(EnableButonByOneMachine(true)；))；)plc.-Event-PLC-Send-Data new PLCCS。

PLC-Send Data(plcEventPLC-SendData)；//注册事件，数据交换通过该事件进行plc.Start PLCO；/开始取PLC数据)在读取PLC数据过程中，本系统大量运用到Lambda表达式，Lambda表达式是LINQ中 -种代码语句，LINQ是-组用于C#语言的扩展，它允许编写C挣以查询数据库(类似SQL)相同的方式操作内存数据，Linq To Entity在本系统中被大量的应用，使系统在处理脱硫相关数据时，整存、整取，整删变得更加简洁、方便，下面介绍LINQ在数据的获韧保存中的应用。

获取上-罐铁水中各种元素的数据的代码如1101 第35卷 第3期 2013-03(上)Public IronElementRecordFormerkonElementgetreturnctx.IronElementRecords.Where(t>t.SulRecIDthis.SulSequence&&t.IsFormerS).FirstOrDefault0；/对象明确时，只需要脱硫序号相等，就可取出数据。

)以南罐为例，存储脱硫后铁水罐中各元素信息的代码如下：southlronlnfonew IronlnfoChecklronTimechecklronTime，SouthOrNorthfalse，SulSequence GetIronlnfoRecld(false)1，TemStart(int)one-temperaturel，W eightFirstBefore one- weight1 1；ctx.IronlnfoSet.AddObject(southlronlnfo)；/各种数据以整体存到Context中。

EntityFramework这种实体关系映射，按照面向对象的方式对关系型数据库进行操作，使脱硫自动系统的增、删、改、查变得快速、简洁，大大的节省了开发时间。

3 结束语K R脱 硫 自 动 控 制 系 统 中 大 量 运 用EntityFramework的相关知识， 使得在获韧运用PLC传输过来的数据具有针对性，在对数据进行增、删、改、查时具有整体性，同时加强了系统开发逻辑可理解性和可维护性，在铁水脱硫的生产过程中，-组数据的同存同扔强了生产数据的可靠信，能有效解决数据被污染的现象。