工厂控制系统与管理信息系统数据交换的实现方法

工厂控制系统与管理信息系统数据交换的实现方法内容摘要：

经验交流 工厂控制系统与管理信息系统数据交换的实现方法 许敏恒 林培 （广东倍思控制技术有限公司） 摘要：文章结合工程实例描述了工厂控制系统的生产实时数据和管理信息系统进行数据交换的实现方法， 并对系统功能进行了介绍。 关键词：生产实时数据；OPC（OLE for Process Control）； 控制系统 1 引言 目前很多工厂引进的进口自动化生产系统，由于 3 系统设计与实现 3.1 数据采集 其各个车间的生产环节都具有一定的特殊性，因此各 车间级控制系统主要分为两大类。 车间的自动化系统往往都不是同一个厂家的系统或 一类为西门子 S7 PLC 和 DCS 系统，这类系统本 产品，这些自动化系统就形成了一个个自动化孤岛， 身都提供 OPC（过程控制 OLE 数据接口）接口，可 无法进行集中管理，生产数据也只能在打印报表后， 以通过 OPC 接口软件配置后连接到系统中，在配置 手工录入到工厂的 ERP （Enterprise Resource Planning） OPC 的过程中要注意每个数据点的名称，包括英文字 管理系统中，工作效率低。 母的大小写都要和 OPC 数据源一致。 此外，车间级自动化系统只能对本车间的生产情 另外一类系统，如梅特勒托利多计量系统，能提 况进行分析，不能对全厂的整体运行情况进行综合分 供 RS485 通信协议， 这类设备需要通过定制开发 OPC 析，特别是原料利用、成品产出和能源消耗的综合分 接口程序，才能连接到信息系统中。RS485/OPC 协议 析，生产管理人员不能针对性地制定生产计划和改进 通过 Visual C++ 6.0 来进行开发，并用 Visual C++ 6.0 方案，所以管理信息系统要将生产实时数据进行综合 的 OPC 工具包进行封装。 利用，才能解决上述的问题。 2 系统简介 某化工厂分为计量、锅炉、浸出及预处理、筒仓、 数据采集流程如图 1。 DCS及PLC 自控系统监 控计算机 标准 OPC 接口 程序 罐区、污水处理等 6 个车间，分别采用了浙江中控 DCS、西门子 S7、欧姆龙、梅特勒托利多称重计量系 自定义 OPC接 口程序 计量系统 统等多种自动化设备。 数据采集服务器 工厂的管理信息系统要将各个车间的生产数据 集成到一个统一的信息平台中，实现生产过程的图形 化实时显示，并提供生产过程的综合分析功能，同时 连接到集团企业资源规划 ERP 系统，为其提供相关 生产管理数据。 整个系统主要分为数据采集、信息显示、数据存 储和信息处理分析等四个部分。 30 Ifix server 数据采集 服务器软 件系统 图 1 数据采集流程图 3.2 生产信息显示 信息显示部分基于 GE Fanuc 公司的 iFIX 组态软 件。系统采用分布式网络结构，共设置技术部、生产 部、厂长、副厂长等 4 个监控终端，系统结构如图 2 所示。 每个监控终端安装 iFIX View 节点客户端软件， If Steam_acc2 <> 0 Then’正常生产时写入数据库 可以访问数据采集服务器上的数据。实时动态画面、 eq_name = "锅炉 2 号" 趋势显示、报警信息等都运行在客户端上，网络上每 eq_id = 2 ’设备 ID 字段赋值 个客户端能够进行并发在线监控。 attach = STEAM2.CurrentValue’总累计流量赋值 监控计算机 Ifix view节点 cmd.CommandText="insert 数据服务器 into guwascales (StarTime,EndTime,DeviceId,Amount,Attach) values ('" 工厂办 公网络 ERP 系统 以太网 采集数据服务器 Ifix Server 防火墙 + Str(time_old) + "','" + Str(TIME_NOW) + "','" + Str(eq_id) + "','" + Left(Str(Steam_acc2), 5) + "','" + Str(attach) + "')" ；’定义写入数据库内容 cmd.Execute ；’写入数据库 工业以太网 total_old2.CurrentValue = STEAM2.CurrentValue 计量系统 浸出 、预 筒仓自 锅炉房 DCS系统 处理系统 控系统 灌区自 控系统 污水处理 控系统 图 2 系统结构图 Else End If 3.4 信息处理和分析 工厂的生产信息由 SQL Server 统一存储，各个生 产管理部门根据自身的需要提取相关数据，形成分析 3.3 数据存储 工厂所有生产数据都由数据采集模块读取到 IFix 报表。系统的处理分析功能主要包括停机检修分析、 生产消耗耗与产出综合分析功能等。 组态软件自身的实时数据库中，然后再把数据统一存 停机检修分析是对全厂各个车间的设备运行时 储到 SQL 2005 数据库软件中，存储机制则根据数据 间进行分类统计，设备运行时间划分为三个报警周期 源的不同，而采用不同的方式，如，大豆，蒸气，豆 来制作报表，分别为润滑维护周期、电气维护周期、 粕等计量数据采用定时周期存储，而设备启停记录数 设备更换周期，当某一设备维护或更换时间到就报警 据则采用事件触发来进行存储，这样可以降低服务器 提醒维护人员，提示维修车间对该设备进行维护。 的负荷、保证系统的稳定性。 生产消耗与产出综合分析功能主要是对水、电、 下面以蒸汽流量为例，说明一下如何把 iFix 的数 煤等能源和原材料消耗数据和成品产出数据的综合 据存储到 SQL 数据库中。每条数据记录由五个字段 分析功能，可以使厂方可以清楚了解投入和产出的关 组成，开始时间、结束时间、设备编号、时间段流量、 系曲线，方便找到生产过程的问题，提高生产效率。 总流量组成，系统以固定间隔的时间进行周期性记 录，间隔时间以分钟为单位，因为时间间隔过小会增 加采集服务器与数据服务器的负荷，影响系统稳定 性。 4 结语 系统自运行以来，稳定可靠，很好地解决了厂方 生产管理效率低的问题，系统的下一步工作是结合库 以下是写入 SQL 数据库的 VBA 代码： 存、产品市场、人力资源等数据，建立工厂 ERP 管 x11 = READVALUE("Fix32.FIX.FIQ_102_2.F_CV") 理，达到优化生产的目标。 参考文献 ‘读蒸汽原始瞬时值 x11 = Val(x11) / 60 STEAM2.CurrentValue = x11*3 + STEAM2. Current Value’换算瞬时值 [1] 王在明.设备综合业务平台 EMP 总体设计. 世界仪表与自 动化, 2004(11):54~56 [2] 罗学强,何斌. 基于 Web 的远程数据采集监控系统的应用. 自动化与信息工程, 2006,27(4): 21~23 2008 年第 1 期自动化与信息工程 31 The Realization of Data Exchange Between Plant Control System and Management Information System Xu Minheng Lin Pei (Guangdong Best Control Technology Ltd.,Co.) Abstract: This paper describes how to realize the data exchange between plant control system and management information system by a real case, and introduces the system function. Key words: Manufacture Real Time Data；OPC（OLE for Process Control）; Control System 作者简介: 许敏恒，男，1976 年生，工程师，任职技术部经理。 ########################################################################################################### (上接第 16 页) 速的取到编码器的数值，编码器是 4 结语 灵敏度比较高的元器件，干扰可能使计数出现较大误 ABB 公司的 AC800M8 可编程控制器，，设计功能 差。本系统的调试过程中，一旦打开变频器，计数便 开始出现紊乱，甚至当编码器静止的时候，计数模块 仍然不停的向上计数，这充分说明变频器对编码器及 强大，可靠性高，系统采用独特的软件设计方法，打 破了硬件与软件的界限，具有较强的容错性和自适应 性。其与欧姆龙编码器的配合，实现了转运车快速、 其接收模块的影响很大。 变频器运行时，能产生功率较大的谐波，对其他 设备干扰性较强，其干扰途径主要分为电路耦合、电 磁辐射、感应耦合等等。解决变频器干扰的方法很多， 主要有对干扰源屏蔽，对变频器的输出线穿管，使变 频器柜和 PLC 柜保持一定距离，将变频器模拟信号线 和电机动力线穿上消磁环 ，将变频器的载波频率设 在最低值等。本系统因受的干扰比较大，几乎使系统 不能工作，因此采用了屏蔽干扰源的措施，即用一个 金属罩将变频器柜盖住并接地。屏蔽后系统正常。 准确定位，转运车操作更加灵活、反应迅速，显著提 高了鼓风炉的作业，控制系统更加简化，可靠性显著 提高。 参考文献 [1] 徐铁龄.韶关冶炼厂鼓风炉加料计算机控制系统设计说明 书.长沙有色冶金设计研究院,1996:5~6 [2] ABB(中国)工程有限公司.Compact CBM & Panel Builder 800 Course CN315. 2006:3~4 [3] OMRON E6B2 ROTARY ENCODER INSTRUCTION SHEET The Application of Omron Incremental Rotary Encoder for Blast Furnace System Liu Haiyang (The Computer Control Center of Shaoguan Smelter Corporation) Abstract: This paper introduces the application of Omron Incremental Rotary Encoder E6B2-CWZ1X for a b