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、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)中部分數(shù)據(jù)不完整、缺少相關(guān)的設(shè)備運行參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)等不足。該系統(tǒng)投入使用后，運行穩(wěn)定、可靠，具有很高的應(yīng)用價值。

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)自動化系統(tǒng)（u）通過PLC采集各個檢測設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，采集周期短，可以實現(xiàn)對軋制過程的快速響應(yīng)。但由于PLC本身無法存儲大量的實時數(shù)據(jù)，不能滿足數(shù)據(jù)存儲和分析的需要，東北大學軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗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實時檢測數(shù)據(jù)和過程控制計算機（L2）實時控制數(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。

l 系統(tǒng)描述

系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)、過程自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)控制計算機系統(tǒng)（IJ3）、數(shù)據(jù)中心機服務(wù)器和質(zhì)量分析終端組成。其中，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)包括1臺粗軋R1區(qū)域PLC R1、1臺粗軋R2區(qū)域PLCR2、1臺熱卷箱精軋及層流冷卻區(qū)域PLC302和1臺卷取區(qū)域PLCA08?；A(chǔ)自動化系統(tǒng)通過以太網(wǎng)將實時數(shù)據(jù)采集到兩個前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中，而這兩臺服務(wù)器又將實時采集到的實時數(shù)據(jù)存儲到另外兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，其中海量歷史數(shù)據(jù)會定期保存到磁盤陣列中。過程自動化系統(tǒng)由1臺加熱爐過程機服務(wù)器、1臺粗軋機過程機服務(wù)器和1臺精軋與層流冷卻過程機服務(wù)器組成。數(shù)據(jù)中心機服務(wù)器通過以太網(wǎng)將各個服務(wù)器中的各類數(shù)據(jù)進行匯總和保存。

由于設(shè)計的數(shù)據(jù)采樣速率較快（20～100 ms采樣1次，僅為與基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)通信時），每塊帶鋼的采樣信號較多（約2 KB），因此為避免對該廠現(xiàn)有一、二級自動化系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，在物理上和邏輯上采用與現(xiàn)有的一、二級自動化系統(tǒng)相對獨立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時，為了保證快速的實時數(shù)據(jù)采集，在系統(tǒng)內(nèi)又劃分了相對獨立的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段和實時數(shù)據(jù)網(wǎng)段，通過在數(shù)據(jù)庫服務(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)庫服務(wù)器和客戶端，該網(wǎng)段為實時數(shù)據(jù)網(wǎng)段。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要由一級自動化系統(tǒng)的PLC和二級自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機服務(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

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)器進程、服務(wù)器診斷和切換進程、映射內(nèi)存生成進程、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送進程和TCP/IP通信控制及軋件跟蹤進程等。其中，熱軋應(yīng)用程序服務(wù)器進程用于實現(xiàn)熱軋過程各種數(shù)據(jù)的讀取，并通過數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)維護工具將所有的實時數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；數(shù)據(jù)采集與發(fā)送進程通過PLC通信驅(qū)動程序來實現(xiàn)現(xiàn)場控制器群的實時數(shù)據(jù)讀取。與此同時，系統(tǒng)也通過這些進程實現(xiàn)和共享映射內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀寫?？蛻舳塑浖粋€熱軋過程離線分析器和一個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)存生成進程所映射的共享內(nèi)存區(qū)當中的數(shù)據(jù)。

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