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江苏沙钢集团数据采集系统设计

作者:程浩,上海蓝鸟机电有限公司2005.11.23阅读 12619

  江苏沙钢集团拥有一套庞大完整的钢铁铸造工厂。该公司于2003年8月筹备整厂数据采集系统,为整厂的生产调度收集一手的现场数据。该项目由上海蓝鸟机电有限公司总包并且承担该系统的全部设计开发和实施维护。
  整个项目由上海蓝鸟机电有限公司整体设计,运用 Wonderware相关主流优秀软件,以C/S和B/S通讯架构作为基础,实现全厂的数据采集工作,较好体现Wonderware软件的特点,从而实现实时监控、数据采集、数据存储、能源平衡、数据发布等优良功能。
  在数据采集系统,选用Wonderware公司的IndustrialSQL Server作为实时数据库,用于存放每个产区的实时生产过程数据、工艺数据。


图数据采集网络架构如图1
图:数据采集网络架构


  Industrial SQL Server软件在数据采集系统中的应用

  系统设计
  在江苏沙钢集团(沙钢)有限公司数据采集系统中,共有10个分调度中心和1个总调度中心。分系统包括:原料系统、烧结系统、焦化系统、大高炉系统、小高炉系统、大转炉系统、小转炉系统、轧钢系统、煤气系统、能源公辅系统,在这些分系统的现场控制层均采用较为通用的控制器设备CONTROL ENGINEERING China版权所有,为了便于二级系统

的数据采集存储、显示和发布,采用Wonderware的产品作为实现该系统的主要软件。在各个分系统中配置一台服务器,分别安装Wonderware Industrial SQL Server 作为存放现场历史数据和显示历史趋势、显示历史报警的数据库。在数据采集系统中为了便于调度人员及时掌握现场的能源平衡、设备运行状况、产消平衡等一系列信息,运用了Wonderware Intouch监控软件对相关信息进行汇总显示CONTROL ENGINEERING China版权所有,为了确保一级系统的安全性和尽量不增加控制器的连接负荷,在安装Wonderware Industrial SQL Server的数据库服务器中安装双网卡,通过这种方式将一级网络和二级网络进行隔断,作为二级系统仅一台计算机和一级相连,在该计算机中安装相应的 I/O Server 驱动,系统中的Intouch通过连接该计算机中的I/O Server实时显示相关的数据信息。
  作为该系统的一个核心部门,总调度中心主要负责整个厂的总体的数据信息中心,采用Oracle数据库将各分系统中的Industrial SQL Server数据进行汇总、归类,为公司的ERP系统、MES系统提供相关的数据源。通过Active Factory这个客户端软件,对现场各个InSQL数据库进行查询分析,同时通过Active Factory和Office的集成功能,输出相应的报表。通过Wonderware Intouch监控整个厂的能源平衡、现场状态、调度信息。并且通过Wonderware SuiteVoyager WebServer 发布数据采集系统中的数据、图形信息,便于二级以上系统的相关人员对数据采集系统进行了解、查询等。


  系统网络架构
  在整个数据采集网络架构中,各个工厂系统采用千兆光纤主干网络控制工程网版权所有,百兆网络到桌面的网络结构www.cechina.cn,为了系统的安全,减少一级系统的故障可能,在每个分厂采集系统中只有一台采集服务器可以和一级系统的PLC等进行通讯,其他的客户机通过该采集服务器进行采集。

  Wonderware 软件

  在该项目中的应用及实现功能

  InSQL的应用
  在数据采集系统的每个子系统中分别配备了一台数据库服务器 (DELL  PowerEdge  4600 with Intel  Xeon  Processor MP 2.40GHz/2M, 400MHz FSB) 安装Wonderware产品InSQL (5kTag, V8.0+sp3)构成的历史数据库,通过InSQL的优良的存储、压缩、通用等特点,将现场的数据完整快速的进行存储。
  考虑到存储数据的准确性和高效性,InSQL 服务器直接通过Wonderware的I/O Serve直接访问PLC控制器,对各个现场的各个工段的信息进行高速的采集。鉴于InSQL良好的扩展性和通用的标准数据接口CONTROL ENGINEERING China版权所有,对InSQL采集的现场数据进行相应的处理,通过SQL Server中的存储过程,对InSQL数据进行相关的筛选和计算,后将这些数据信息有规律的传给总调度的Oracle数据库,为其他系统提供数据源,供上层系统使用。
  保存在 InSQL 服务器中的数据包括有现场采集的工艺流程数据,材料使用生产实际数据、能源物质的消耗实际数据、设备及作业状况信息数据;鉴于InSQL拥有良好的事件触发,我们运用该功能对上料系统物料消耗、工艺物料配比对数据进行记录等。运行过程中,以Deltal的方式对所有的数据信息点进行存储。
  在InSQL服务器中存有全部生产历史数据,也为今后的数据分析

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