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發以及實施過程。敘述了系統網絡結構、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、缺少相關的設備運行參數及質量控制參數等不足。該系統投入使用后，運行穩定、可靠，具有很高的應用價值。

關鍵詞 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1450基礎自動化系統（u）通過PLC采集各個檢測設備的實時數據，采集周期短，可以實現對軋制過程的快速響應。但由于PLC本身無法存儲大量的實時數據，不能滿足數據存儲和分析的需要，東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室和攀鋼熱軋板廠于2006年初聯合開發攀鋼1450數據采集系統，采集PIE實時檢測數據和過程控制計算機（L2）實時控制數據，為后續開發的基于人工智能新技術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化系統、過程自動化系統、生產控制計算機系統（IJ3）、數據中心機服務器和質量分析終端組成。其中，基礎自動化系統包括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。基礎自動化系統通過以太網將實時數據采集到兩個前端數據采集服務器中，而這兩臺服務器又將實時采集到的實時數據存儲到另外兩臺數據庫服務器中，其中海量歷史數據會定期保存到磁盤陣列中。過程自動化系統由1臺加熱爐過程機服務器、1臺粗軋機過程機服務器和1臺精軋與層流冷卻過程機服務器組成。數據中心機服務器通過以太網將各個服務器中的各類數據進行匯總和保存。

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

系統網絡結構如圖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器軟件和客戶端軟件兩部分，前端數據采集服務器軟件包含熱軋應用程序服務器進程、服務器診斷和切換進程、映射內存生成進程、數據采集與發送進程和TCP/IP通信控制及軋件跟蹤進程等。其中，熱軋應用程序服務器進程用于實現熱軋過程各種數據的讀取，并通過數據庫數據維護工具將所有的實時數據存儲到數據庫服務器中；數據采集與發送進程通過PLC通信驅動程序來實現現場控制器群的實時數據讀取。與此同時，系統也通過這些進程實現和共享映射內存的數據讀寫。客戶端軟件包含一個熱軋過程離線分析器和一個熱軋過程在線分析工具等，這些分析工具的數據源于映射內存生成進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++開發，其軟件結構如圖2所示。