力控在某钢铁计量采集管理系统应用
2006/3/15 18:01:00
一、概述
钢铁集团公司的动力介质主要包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和混合煤气等。使用单位遍及全公司，量大面广。长期以来，动力量系统数据的计量一直采用常规的方法，即把介质的物理参数经变送器转换成统一的电信号后，再由显示记录仪表加以显示和记录。数据管理部门把仪表记录的数据曲线和累积数据收集起来进行统计、分析后形成数据报表提供给决策部门。因其数据量大，工作十分繁杂，再加上仪表的记录误差、数据统计和分析中的人为因素等等，原来动力量数据的管理工作已不适应现代化生产和企业管理对计量工作的要求。随着企业信息化的不断推进，对企业内部计量数据的采集和传递的要求越来越高。随着计算机技术发展的日新月异，计算机技术在工业生产中的应用越来越广泛，给数据管理的科学化和合理化指明了方向，用计算机管理来代替人工进行数据的统计和分析等数据管理工作已成为必然。
二、动力介质工艺概况
动力介质种类较多，工艺各不相同。
煤气系统包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和混合煤气等。
高炉煤气由炼铁厂几座高炉在炼铁过程中产生，除炼铁厂自身使用外，其余供给各厂，同时还有一定数量充入十万立气柜和五万立气柜。
焦炉煤气由焦化厂几座焦炉在炼焦过程中产生，除焦化厂自身使用外，主要供给各厂和市民使用，同时还要充入几万立和十几万立民用煤气柜。
转炉煤气由炼钢厂几座转炉在炼钢过程中产生，转炉煤气一部分供炼钢使用；一部分充入几万立转炉煤气柜；一部分并入高煤管道；一部分供给其它厂使用。
三、系统实现目标：
1、以计算机、网络及软件为手段建立燃气厂稳定可靠、覆盖所有有效区域的分布式生产实时数据管理系统，建立生产实时、历史数据库及其管理系统。
2、该分布式实时生产数据管理系统是一个开放式的、应用规模可自由伸缩的系统。
3、通过实时数据库的压缩功能使全部过程数据的历史趋势可以保存10年以上。
四、系统功能
动力介质数据采集管理系统在全公司计算机综合信息管理系统中处于最底层。它负责将生产实时数据从生产装置的自动控制系统中采集出来并将数据传输到调度室监控系统主机上，通过图形画面显示输出。该系统具有趋势、报警、查询等功能，使调度人员在调度室内了解全厂各分布区域的生产情况，进行调度管理，也为今后建立全公司综合信息管理，实现无纸办公和决策信息支持打下基础。该系统将具备如下功能：
4.1数据采集功能
生产过程自动控制系统数据采集、计量数据采集等。动力的自动化设备有以下几种：AB的PLC系统、OPTO22系统、欧陆系统、HONEYWELL公司的DCS 9100E等，力控工业控制组态软件为监控平台可以完成对实时过程数据进行采集。
4.2生产数据实时显示、运算、存储功能
(1)采用图形界面，可根据用户的需要创建总貌图、流程图、工框图、趋势曲线图、仪表棒图、报警画面，实时显示现场生产数据。各画面之间可方便的进行切换。
(2)对现场数据进行运算处理，根据用户的需要对现场原始生产数据进行统计计算，并通过各种形式实时显示。
(3)现场生产数据的定时存储，可根据用户的需要每间隔一定时间对现场生产数据进行存储。可保持十年以上的历史数据和报警信息。
4.3查询功能
形成历史数据库可方便的进行分类查询
(1) 单元数据查询
(2) 实时生产数据查询、监测
(3) 各类历史数据查询
(4)生产实时趋势、历史趋势查询
4.4报表打印功能
可根据用户的具体要求自动生成和打印各种报表，包括
(1) 生产日报
(2) 生产情况月报
以便数据管理部门或决策者分析能源使用情况，并提供数据管理决策的依据。并且报表格式、数据构成、采样间隔等参数都可随时更改。
4.5报警功能
具有声音、图象等多种报警手段，并提供历史报警查询。
五、技术关键
本动力数据采集管理系统关键在于采集管理软件与硬件接口部分。力控监控平台软件与自动控制设备的连接分别说明如下：
1、AB PLC5的连接。现场由PLC和上位机组成，通过ＯＰＣ方式与ＰＬＣ通讯，形成力控数据库并进行数据远传。
2、OPTO22、欧陆、HONEYWELL 9100E等设备的连接。由于系统较老进行通讯比较困难，可采用加装配电盘方式，由智能模块与现场变送器连接对实时数据进行采集。每套控制系统需增加一台力控网关直接通过网关进行数据采集。
3、两套OPTO22设备操作系统为DOS环境，今后升级将十分困难，升级为WINDOWS NT环境，力控５.0监控平台。推荐使用此方式。
4、欧陆系统采用ＯＰＣ方式直接和力控相连。
5、ＳＩＥＭＥＮＳ的ＰＬＣ系统可以直接通过以太网直接通讯。
6、通讯接口单元从8套控制设备的上位机实时数据库内接收数据，形成完整的现场生产数据库。
7、数据接口单元为双机热备方式以保证数据采集的可靠性。两个接口机器一主一备，当主机故障备机自动接替主机工作，对各个系统进行采集。
8、通讯接口单元和调度室三台主机并入厂以太网，通过交换机实现与总公司ATM网的连接ＲＴＤＢ系统相连。
9、通讯接口单元和调度室三台主机上运行力控平台软件。通讯接口单元作为数据采集系统的远程数据库SERVER，调度室三台主机作为CLIENT对其进行访问，实时显示现场生产状况，并实现调度系统与采集系统分离。
六．系统可扩展功能
6.1数据共享功能
生产装置实时数据库是生产实时信息系统的核心，力控®具有技术先进、功能齐全、性能稳定的特点。在实时数据库的支持下，经授权的公司领导及管理人员能够在个人工作站上实时查看装置运行情况，可浏览动态实时工艺流程图、历史趋势、实时趋势、生产报表、装置操作记录等生产信息，变相对孤立的装置为一个有机整体。
(1)Web Server
为使网络上各工作站在使用标准浏览器时也能实时监视生产过程，实时数据库必须具有Web Server功能。力控®的Web Server提供访问装置生产数据的一个公共入口．支持标准浏览器，如IE、Navigator等。通过Web Server，在浏览器上可查看所有装置的动态流程图，其效果如同各装置中控室的操作站。另外Web Server提供安全机制，限制对过程控制的任何操作与修改，使现场的安全生产完全得到保证。
(2)通用大型关系数据库接口
为了配合下一步实现生产过程自动化与管理系统、办公自动化系统的有机连接，使管理层合理利用信息资源，把庞大的生产过程信息、企业内部管理信息、外部环境信息快速分类、统计、分析，为决策层的决策提供必要的依据，需要开发过程数据与关系数据库的接口程序。实现此接口功能，就可以实现过程控制信息进入管理信息流的目标，进而实现把生产信息、原料消耗、过程产品产量、产品产量、能源消耗量、设备状态等科学地分类，提供给管理层数据库，从而减少人为干预，提高管理层数据库的准确性。把管理层的生产作业调度指令、生产计划、能耗指标等快速准确地反映到生产过程控制层。通用大型关系数据库接口程序需要支持ODBC协议标准、具有实时数据接口、历史数据接口。
6.2远程浏览功能
该分布式实时生产数据管理系统可构建基于internet、符合Browser/Server结构。可支持异地访问、在用户端通过普通浏览器就可以访问。使决策者在任何地区、任何国家都可以访问生产实时信息。
网络拓扑示意图如下所示。
网络拓扑示意图
钢铁集团公司的动力介质主要包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和混合煤气等。使用单位遍及全公司，量大面广。长期以来，动力量系统数据的计量一直采用常规的方法，即把介质的物理参数经变送器转换成统一的电信号后，再由显示记录仪表加以显示和记录。数据管理部门把仪表记录的数据曲线和累积数据收集起来进行统计、分析后形成数据报表提供给决策部门。因其数据量大，工作十分繁杂，再加上仪表的记录误差、数据统计和分析中的人为因素等等，原来动力量数据的管理工作已不适应现代化生产和企业管理对计量工作的要求。随着企业信息化的不断推进，对企业内部计量数据的采集和传递的要求越来越高。随着计算机技术发展的日新月异，计算机技术在工业生产中的应用越来越广泛，给数据管理的科学化和合理化指明了方向，用计算机管理来代替人工进行数据的统计和分析等数据管理工作已成为必然。
二、动力介质工艺概况
动力介质种类较多，工艺各不相同。
煤气系统包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和混合煤气等。
高炉煤气由炼铁厂几座高炉在炼铁过程中产生，除炼铁厂自身使用外，其余供给各厂，同时还有一定数量充入十万立气柜和五万立气柜。
焦炉煤气由焦化厂几座焦炉在炼焦过程中产生，除焦化厂自身使用外，主要供给各厂和市民使用，同时还要充入几万立和十几万立民用煤气柜。
转炉煤气由炼钢厂几座转炉在炼钢过程中产生，转炉煤气一部分供炼钢使用；一部分充入几万立转炉煤气柜；一部分并入高煤管道；一部分供给其它厂使用。
三、系统实现目标：
1、以计算机、网络及软件为手段建立燃气厂稳定可靠、覆盖所有有效区域的分布式生产实时数据管理系统，建立生产实时、历史数据库及其管理系统。
2、该分布式实时生产数据管理系统是一个开放式的、应用规模可自由伸缩的系统。
3、通过实时数据库的压缩功能使全部过程数据的历史趋势可以保存10年以上。
四、系统功能
动力介质数据采集管理系统在全公司计算机综合信息管理系统中处于最底层。它负责将生产实时数据从生产装置的自动控制系统中采集出来并将数据传输到调度室监控系统主机上，通过图形画面显示输出。该系统具有趋势、报警、查询等功能，使调度人员在调度室内了解全厂各分布区域的生产情况，进行调度管理，也为今后建立全公司综合信息管理，实现无纸办公和决策信息支持打下基础。该系统将具备如下功能：
4.1数据采集功能
生产过程自动控制系统数据采集、计量数据采集等。动力的自动化设备有以下几种：AB的PLC系统、OPTO22系统、欧陆系统、HONEYWELL公司的DCS 9100E等，力控工业控制组态软件为监控平台可以完成对实时过程数据进行采集。
4.2生产数据实时显示、运算、存储功能
(1)采用图形界面，可根据用户的需要创建总貌图、流程图、工框图、趋势曲线图、仪表棒图、报警画面，实时显示现场生产数据。各画面之间可方便的进行切换。
(2)对现场数据进行运算处理，根据用户的需要对现场原始生产数据进行统计计算，并通过各种形式实时显示。
(3)现场生产数据的定时存储，可根据用户的需要每间隔一定时间对现场生产数据进行存储。可保持十年以上的历史数据和报警信息。
4.3查询功能
形成历史数据库可方便的进行分类查询
(1) 单元数据查询
(2) 实时生产数据查询、监测
(3) 各类历史数据查询
(4)生产实时趋势、历史趋势查询
4.4报表打印功能
可根据用户的具体要求自动生成和打印各种报表，包括
(1) 生产日报
(2) 生产情况月报
以便数据管理部门或决策者分析能源使用情况，并提供数据管理决策的依据。并且报表格式、数据构成、采样间隔等参数都可随时更改。
4.5报警功能
具有声音、图象等多种报警手段，并提供历史报警查询。
五、技术关键
本动力数据采集管理系统关键在于采集管理软件与硬件接口部分。力控监控平台软件与自动控制设备的连接分别说明如下：
1、AB PLC5的连接。现场由PLC和上位机组成，通过ＯＰＣ方式与ＰＬＣ通讯，形成力控数据库并进行数据远传。
2、OPTO22、欧陆、HONEYWELL 9100E等设备的连接。由于系统较老进行通讯比较困难，可采用加装配电盘方式，由智能模块与现场变送器连接对实时数据进行采集。每套控制系统需增加一台力控网关直接通过网关进行数据采集。
3、两套OPTO22设备操作系统为DOS环境，今后升级将十分困难，升级为WINDOWS NT环境，力控５.0监控平台。推荐使用此方式。
4、欧陆系统采用ＯＰＣ方式直接和力控相连。
5、ＳＩＥＭＥＮＳ的ＰＬＣ系统可以直接通过以太网直接通讯。
6、通讯接口单元从8套控制设备的上位机实时数据库内接收数据，形成完整的现场生产数据库。
7、数据接口单元为双机热备方式以保证数据采集的可靠性。两个接口机器一主一备，当主机故障备机自动接替主机工作，对各个系统进行采集。
8、通讯接口单元和调度室三台主机并入厂以太网，通过交换机实现与总公司ATM网的连接ＲＴＤＢ系统相连。
9、通讯接口单元和调度室三台主机上运行力控平台软件。通讯接口单元作为数据采集系统的远程数据库SERVER，调度室三台主机作为CLIENT对其进行访问，实时显示现场生产状况，并实现调度系统与采集系统分离。
六．系统可扩展功能
6.1数据共享功能
生产装置实时数据库是生产实时信息系统的核心，力控®具有技术先进、功能齐全、性能稳定的特点。在实时数据库的支持下，经授权的公司领导及管理人员能够在个人工作站上实时查看装置运行情况，可浏览动态实时工艺流程图、历史趋势、实时趋势、生产报表、装置操作记录等生产信息，变相对孤立的装置为一个有机整体。
(1)Web Server
为使网络上各工作站在使用标准浏览器时也能实时监视生产过程，实时数据库必须具有Web Server功能。力控®的Web Server提供访问装置生产数据的一个公共入口．支持标准浏览器，如IE、Navigator等。通过Web Server，在浏览器上可查看所有装置的动态流程图，其效果如同各装置中控室的操作站。另外Web Server提供安全机制，限制对过程控制的任何操作与修改，使现场的安全生产完全得到保证。
(2)通用大型关系数据库接口
为了配合下一步实现生产过程自动化与管理系统、办公自动化系统的有机连接，使管理层合理利用信息资源，把庞大的生产过程信息、企业内部管理信息、外部环境信息快速分类、统计、分析，为决策层的决策提供必要的依据，需要开发过程数据与关系数据库的接口程序。实现此接口功能，就可以实现过程控制信息进入管理信息流的目标，进而实现把生产信息、原料消耗、过程产品产量、产品产量、能源消耗量、设备状态等科学地分类，提供给管理层数据库，从而减少人为干预，提高管理层数据库的准确性。把管理层的生产作业调度指令、生产计划、能耗指标等快速准确地反映到生产过程控制层。通用大型关系数据库接口程序需要支持ODBC协议标准、具有实时数据接口、历史数据接口。
6.2远程浏览功能
该分布式实时生产数据管理系统可构建基于internet、符合Browser/Server结构。可支持异地访问、在用户端通过普通浏览器就可以访问。使决策者在任何地区、任何国家都可以访问生产实时信息。
网络拓扑示意图如下所示。
网络拓扑示意图
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