攀鋼1450熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要介紹了攀鋼1450熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)以及實(shí)施過程。敘述了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)流程。采集系統(tǒng)改善了原系統(tǒng)中部分?jǐn)?shù)據(jù)不完整、缺少相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)等不足。該系統(tǒng)投入使用后，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)流程；熱連軋

攀枝花新鋼釩股份有限公司熱軋廠1450基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)（u）通過PLC采集各個(gè)檢測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采集周期短，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軋制過程的快速響應(yīng)。但由于PLC本身無法存儲(chǔ)大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不能滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析的需要，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和攀鋼熱軋板廠于2006年初聯(lián)合開發(fā)攀鋼1450數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集PIE實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)和過程控制計(jì)算機(jī)（L2）實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)，為后續(xù)開發(fā)的基于人工智能新技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

l 系統(tǒng)描述

系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、過程自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（IJ3）、數(shù)據(jù)中心機(jī)服務(wù)器和質(zhì)量分析終端組成。其中，基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)包括1臺(tái)粗軋R1區(qū)域PLC R1、1臺(tái)粗軋R2區(qū)域PLCR2、1臺(tái)熱卷箱精軋及層流冷卻區(qū)域PLC302和1臺(tái)卷取區(qū)域PLCA08。基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)通過以太網(wǎng)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集到兩個(gè)前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中，而這兩臺(tái)服務(wù)器又將實(shí)時(shí)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到另外兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，其中海量歷史數(shù)據(jù)會(huì)定期保存到磁盤陣列中。過程自動(dòng)化系統(tǒng)由1臺(tái)加熱爐過程機(jī)服務(wù)器、1臺(tái)粗軋機(jī)過程機(jī)服務(wù)器和1臺(tái)精軋與層流冷卻過程機(jī)服務(wù)器組成。數(shù)據(jù)中心機(jī)服務(wù)器通過以太網(wǎng)將各個(gè)服務(wù)器中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和保存。

由于設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采樣速率較快（20～100 ms采樣1次，僅為與基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)通信時(shí)），每塊帶鋼的采樣信號(hào)較多（約2 KB），因此為避免對(duì)該廠現(xiàn)有一、二級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，在物理上和邏輯上采用與現(xiàn)有的一、二級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了保證快速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，在系統(tǒng)內(nèi)又劃分了相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)段，通過在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器安裝雙網(wǎng)卡（10/100 Mb/s自適應(yīng)）來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段劃分。數(shù)據(jù)采集PLC連接到前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的一塊網(wǎng)卡上，該網(wǎng)段作為數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段；前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的另一塊網(wǎng)卡連接到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和客戶端，該網(wǎng)段為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)段。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要由一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的PLC和二級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機(jī)服務(wù)器提供。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件分為前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件和客戶端軟件兩部分，前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件包含熱軋應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)程、服務(wù)器診斷和切換進(jìn)程、映射內(nèi)存生成進(jìn)程、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送進(jìn)程和TCP/IP通信控制及軋件跟蹤進(jìn)程等。其中，熱軋應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)程用于實(shí)現(xiàn)熱軋過程各種數(shù)據(jù)的讀取，并通過數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)維護(hù)工具將所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；數(shù)據(jù)采集與發(fā)送進(jìn)程通過PLC通信驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制器群的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取。與此同時(shí)，系統(tǒng)也通過這些進(jìn)程實(shí)現(xiàn)和共享映射內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀寫。客戶端軟件包含一個(gè)熱軋過程離線分析器和一個(gè)熱軋過程在線分析工具等，這些分析工具的數(shù)據(jù)源于映射內(nèi)存生成進(jìn)程所映射的共享內(nèi)存區(qū)當(dāng)中的數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)構(gòu)建在Microsoft Windows 2000平臺(tái)上，采用MS VC++開發(fā)，其軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。