攀鋼1450熱連軋數據采集系統

摘要介紹了攀鋼1450熱連軋數據采集系統的開(kāi)發(fā)以及實(shí)施過(guò)程。敘述了系統網(wǎng)絡(luò )結構、系統軟件設計、系統數據結構以及數據流程。采集系統改善了原系統中部分數據不完整、缺少相關(guān)的設備運行參數及質(zhì)量控制參數等不足。該系統投入使用后，運行穩定、可靠，具有很高的應用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 數據采集；數據結構；數據流程；熱連軋

攀枝花新鋼釩股份有限公司熱軋廠(chǎng)1450基礎自動(dòng)化系統（u）通過(guò)PLC采集各個(gè)檢測設備的實(shí)時(shí)數據，采集周期短，可以實(shí)現對軋制過(guò)程的快速響應。但由于PLC本身無(wú)法存儲大量的實(shí)時(shí)數據，不能滿(mǎn)足數據存儲和分析的需要，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗室和攀鋼熱軋板廠(chǎng)于2006年初聯(lián)合開(kāi)發(fā)攀鋼1450數據采集系統，采集PIE實(shí)時(shí)檢測數據和過(guò)程控制計算機（L2）實(shí)時(shí)控制數據，為后續開(kāi)發(fā)的基于人工智能新技術(shù)數據挖掘系統提供穩定可靠的數據平臺。

l 系統描述

系統主要由基礎自動(dòng)化系統、過(guò)程自動(dòng)化系統、生產(chǎn)控制計算機系統（IJ3）、數據中心機服務(wù)器和質(zhì)量分析終端組成。其中，基礎自動(dòng)化系統包括1臺粗軋R1區域PLC R1、1臺粗軋R2區域PLCR2、1臺熱卷箱精軋及層流冷卻區域PLC302和1臺卷取區域PLCA08?；A自動(dòng)化系統通過(guò)以太網(wǎng)將實(shí)時(shí)數據采集到兩個(gè)前端數據采集服務(wù)器中，而這兩臺服務(wù)器又將實(shí)時(shí)采集到的實(shí)時(shí)數據存儲到另外兩臺數據庫服務(wù)器中，其中海量歷史數據會(huì )定期保存到磁盤(pán)陣列中。過(guò)程自動(dòng)化系統由1臺加熱爐過(guò)程機服務(wù)器、1臺粗軋機過(guò)程機服務(wù)器和1臺精軋與層流冷卻過(guò)程機服務(wù)器組成。數據中心機服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)將各個(gè)服務(wù)器中的各類(lèi)數據進(jìn)行匯總和保存。

由于設計的數據采樣速率較快（20～100 ms采樣1次，僅為與基礎自動(dòng)化系統通信時(shí)），每塊帶鋼的采樣信號較多（約2 KB），因此為避免對該廠(chǎng)現有一、二級自動(dòng)化系統產(chǎn)生不利影響，在物理上和邏輯上采用與現有的一、二級自動(dòng)化系統相對獨立的網(wǎng)絡(luò )結構。同時(shí)，為了保證快速的實(shí)時(shí)數據采集，在系統內又劃分了相對獨立的數據采集網(wǎng)段和實(shí)時(shí)數據網(wǎng)段，通過(guò)在數據庫服務(wù)器和前端數據采集服務(wù)器安裝雙網(wǎng)卡（10/100 Mb/s自適應）來(lái)實(shí)現網(wǎng)段劃分。數據采集PLC連接到前端數據采集服務(wù)器的一塊網(wǎng)卡上，該網(wǎng)段作為數據采集網(wǎng)段；前端數據采集服務(wù)器的另一塊網(wǎng)卡連接到數據庫服務(wù)器和客戶(hù)端，該網(wǎng)段為實(shí)時(shí)數據網(wǎng)段。系統采集的數據主要由一級自動(dòng)化系統的PLC和二級自動(dòng)化系統的數據中心機服務(wù)器提供。

系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示。

2 系統軟件設計

2.1 系統軟件結構

熱連軋數據采集系統軟件分為前端數據采集服務(wù)器軟件和客戶(hù)端軟件兩部分，前端數據采集服務(wù)器軟件包含熱軋應用程序服務(wù)器進(jìn)程、服務(wù)器診斷和切換進(jìn)程、映射內存生成進(jìn)程、數據采集與發(fā)送進(jìn)程和TCP/IP通信控制及軋件跟蹤進(jìn)程等。其中，熱軋應用程序服務(wù)器進(jìn)程用于實(shí)現熱軋過(guò)程各種數據的讀取，并通過(guò)數據庫數據維護工具將所有的實(shí)時(shí)數據存儲到數據庫服務(wù)器中；數據采集與發(fā)送進(jìn)程通過(guò)PLC通信驅動(dòng)程序來(lái)實(shí)現現場(chǎng)控制器群的實(shí)時(shí)數據讀取。與此同時(shí)，系統也通過(guò)這些進(jìn)程實(shí)現和共享映射內存的數據讀寫(xiě)?？蛻?hù)端軟件包含一個(gè)熱軋過(guò)程離線(xiàn)分析器和一個(gè)熱軋過(guò)程在線(xiàn)分析工具等，這些分析工具的數據源于映射內存生成進(jìn)程所映射的共享內存區當中的數據。

該系統構建在Microsoft Windows 2000平臺上，采用MS VC++開(kāi)發(fā)，其軟件結構如圖2所示。