南钢工业数据搜集程序运用与实现

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工业数据采集系统是工业控制和监控系统的核心部位，被广泛应用于电力。军事和通讯等方面，大大提高了生产效率。南钢开发自己的数据采集系统，不仅可以降低生产成本，提高生产效率，还能同时保证生产的安全性和稳定性。

一、工业数据采集系统概述

数据库采集系统作为工业控制系统核心部分，为工业控制系统提供实时数据访问功能，在工业控制领域中应用非常广泛。基于PC的传统工业数据采集系统采用私有的软硬件以及网络通讯协议等，其高价格提高了企业生产的成本，伴随着计算机技术的不断发展，工业数据采集系统分的功能不断完善，现在基于PC的控制器的可靠度可接近PCL，具备丰富的监控和调控功能以及较低的维护成本，能够有效地提高实时生产的自动化管理水平，大大提高钢铁企业的生产效率。

二、工业数据采集系统结构

1、数据采集系统

在钢铁行业的生产过程中，由于生产工序法多，信息化系统一般采用多层次构成，钢铁企业的信息化系统由ERP（企业资源管理）、PSC（过程控制系统）、MES(制造执行系统）三部分组成。ERP的主要功能是根据钢铁厂的资源状况以及其他相关环节的信息，对炼钢生产进行合理的控制，使整个钢铁厂的生产有序进行，并为钢铁企业制定有效地决策。MES负责调整生产，采集实时数据并及时组织生产。PCS则负责根据相关生产指令进行工序过程控制和设定设备运行参数。

2、硬件系统

工业数据采集系统采用分布采集和分层管理的网络系统形式，其服务器与终端调度PC机为Client/Server二层应用结构，通常采用光纤收发器、数据库服务器、百兆交换机以及文件服务器等。化产DCS系统选用北京和利时系统工程股份有限公司的MACSSmartPro分布式控制系统。基础控制级网络分为监控网络（SNET）和控制网络(CNET)。监控网络主要用于工程师站、操作员站和现场控制站的通讯连接；控制网络存在于各个现场控制站内部，主要用于主控单元和智能I/O单元的通讯连接。两层网络均为冗余高速工业以太网链路，网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站和现场控制站，采用TCP/IP通讯协议。

3、系统参数

（1）数据采样时间。钢铁企业中数据采集的时间周期一般为100～10000ms，在生产过程中，数据采集系统对高炉、转炉、炉外精炼以及连铸等工位的数据进行采集，可以实现生产车间作业按计划进行，还可提高生产安全性和检验产品质量的目的。

（2）数据采集方式。生产数据的采集程序在后台定时自动运行，连接了自动控制系统和生产设备，从而方便以有线和无线相结合的方式进行实时数据的采集。从而提高物流数据传输效率，保证生产过程安全有序和控制系统稳定的运作。

（3）数据库系统。生产的数据库系统由生产报表子库和实时数据子库构成，它位于服务器上，由各工序的客户用端应用程序获取数据并存入数据库，为数据挖掘提供数据保证。

（4）数据传输。生产过程中产生的各种报表由工控机的数据采集程序写入生产报表子库中相应的数据库，进而构成服务器上的数据库，为操作者进行分类统计提供依据。

（5）数据监测。实时数据监控系统在服务器数据库的基础上，实时监控高炉、转炉、炉外精炼和连铸等各个工序的工艺参数。同时设置参数预警功能，可以有效地保证生产的安全性。

三、工业数据采集系统在南钢的应用与实现

目前，南钢的数据采集系统采用的是PC—PCL的结构形式，在南钢的脱硫与回收工序中，利用基于单机片的数据采集系统将分布在不同的工位的实时生产数据传输到监控系统，可实现南钢对现场生产的需要。

1、下位机的实现在南钢脱硫与回收工序中，采用MCS—51系统单片机作为控制系统的中央处理器，负责开发模拟量和开关量的数据采集模块，对现场实时生产数据进行采样处理之后，然后与安装在值班室的主机进行通讯连接，将处理后的数据传输到计算机监控系统，这样只需在值班室里就可以监控整个脱硫过和回收的过程参数，还可以监控生产现场阀门的工作状态。如果现场工作站与监控站举例距离较远，需要使用通讯配置器，在安装通讯配置器后，通讯距离可达1000m，可适用于一般工业。

2、上位机的实现在定时中断程序中，通讯软件顺次发送下位机地址，然后根据回答信号，接受相应数据。然后利用计算机高级语言开发工具，编制相关图形、表格等实时监控，再根据用户要求设定报警功能或者将数据存入硬盘。如果有特别需要，还可以开发打印机驱动程序，按照设定的时间自动或者手动打印报表。比如，根据现场需要，南钢自行开发了Epson1600K打印机驱动程序，定时每小时自动或者手动按F1键实时打印液相间发生晶型转变，烧结矿最低温度等。

总之，由于是南钢自己开发的数据采集系统，因而在现场生产调试比较灵活，维护方便。通过这种系统可以方便的编辑出符合要求的数据，图像或者报表等，同时提供友好的操作界面，这些优势在南钢生产过程中已得到充分的验证。