力控科技在天虹紡織集團(tuán)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　天虹紡織在國內(nèi)華東和越南一共有6大生產(chǎn)基地，當(dāng)前分布在各地生產(chǎn)運(yùn)營，由于廠區(qū)的分散性，缺乏有效的信息溝通和綜合的信息處理能力，而且無法上傳有效的現(xiàn)場信息，集團(tuán)運(yùn)營中心無法及時(shí)正確的獲悉所有生產(chǎn)信息，不能有效分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)和診斷相關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況，這樣將造成運(yùn)營中心無法對集團(tuán)整體的運(yùn)營進(jìn)行正確的評估及決策。很難實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，很難對未來的形勢和環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，因此，建設(shè)一個(gè)完善的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺(tái)有助于改善集團(tuán)化企業(yè)的管理與運(yùn)營。

　　力控科技數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對天虹紡織生產(chǎn)集控管理實(shí)際需要，可以成功地將工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通訊、地理信息系統(tǒng)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對全集團(tuán)的自動(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)行管理。系統(tǒng)的主要功能是實(shí)時(shí)采集遠(yuǎn)端各紡機(jī)設(shè)備和生產(chǎn)基地的動(dòng)力設(shè)備的工藝運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)的監(jiān)視，管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為安全運(yùn)行提供必要的輔助決策信息。

　　二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

　　集團(tuán)將在上海設(shè)立運(yùn)營中心，建設(shè)數(shù)據(jù)采集與集控平臺(tái)。按照預(yù)測，系統(tǒng)總采集點(diǎn)數(shù)將達(dá)到300000個(gè)。

　　數(shù)所采集系統(tǒng)需要完成對集團(tuán)所有生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視管理任務(wù)，將整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、存檔并向各基地發(fā)送調(diào)度及控制指令。同時(shí)實(shí)現(xiàn)在線模擬、輸送計(jì)劃、故障檢測及定位等任務(wù)，同時(shí)提供開放式數(shù)據(jù)接口來與MES系統(tǒng)連接。

　　架構(gòu)簡約化，數(shù)據(jù)采集集中化，達(dá)到節(jié)點(diǎn)少，維護(hù)方便;

　　采集科學(xué)數(shù)據(jù)，利用通信網(wǎng)關(guān)的斷線緩存功能，做到采集數(shù)據(jù)不丟失，接口可靠、穩(wěn)定;

　　數(shù)據(jù)集中管理，各個(gè)廠區(qū)分散數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫集中管理，進(jìn)行統(tǒng)一分析、計(jì)算、診斷;

　　完善的日志系統(tǒng);

　　采集數(shù)據(jù)的有效性診斷;

　　實(shí)現(xiàn)pSpace企業(yè)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫的冗余;

　　各生產(chǎn)廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)的采集與存儲(chǔ);

　　各生產(chǎn)廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)及分析;

　　各生產(chǎn)廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)的歷史歸檔;

　　整個(gè)系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，伸縮性。使得后期新增站庫可以低成本無縫接入;

　　本平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)為負(fù)載均衡、故障隔離、快速維護(hù)。

　　2.2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　系統(tǒng)采用成熟、先進(jìn)技術(shù)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)，具有前瞻性、高可靠性，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方面主流廠商的設(shè)計(jì)和技術(shù)。

　　可擴(kuò)展性

　　根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮系統(tǒng)增加容量的可擴(kuò)充性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化星型結(jié)構(gòu)，前端采集設(shè)備和管理主機(jī)均可擴(kuò)容;系統(tǒng)主機(jī)以及傳輸設(shè)備保留充分的設(shè)備接口和冗余空間，以備將來擴(kuò)充。信息中心可與自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)連接，在規(guī)模上便于擴(kuò)展，在技術(shù)上能兼顧可預(yù)見的未來技術(shù)，便于以后的升級(jí)。

　　可靠性

　　可靠性就是要采用成熟和高質(zhì)量的技術(shù)與產(chǎn)品，使系統(tǒng)在外界或內(nèi)部條件突變時(shí)，能經(jīng)受干擾或沖擊，或在盡量短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，確保系統(tǒng)在運(yùn)行期間不間斷工作。 系統(tǒng)采用的技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)在行業(yè)范圍內(nèi)處于領(lǐng)先狀態(tài)，這既是保護(hù)投資所必須考慮的，同時(shí)，當(dāng)技術(shù)發(fā)展時(shí)，現(xiàn)有系統(tǒng)又保持一定的連續(xù)性。因而應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮技術(shù)的前瞻性。所選用系統(tǒng)與設(shè)備經(jīng)過大量工程實(shí)際使用驗(yàn)證的產(chǎn)品。

　　兼容性

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的技術(shù)手段必須遵循業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，提供標(biāo)準(zhǔn)接口，使系統(tǒng)具有較高的靈活性，方便與其它系統(tǒng)互聯(lián);同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)性也為今后的升級(jí)或引進(jìn)新技術(shù)提供了保障。能與現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備納入建成后的統(tǒng)一系統(tǒng)。

　　方便性

　　系統(tǒng)運(yùn)行后，其管理(如設(shè)備的維護(hù))是可操作的。這些管理、維護(hù)工作應(yīng)盡可能簡單、方便。這要求提供規(guī)范的系統(tǒng)與工程程序，提供智能化的軟件或硬件模塊，將系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性降到最低。

　　開放性

　　設(shè)計(jì)的現(xiàn)場結(jié)構(gòu)是開放性系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與未來設(shè)備的更多互連和操作，且能方便地融于全球信息網(wǎng)絡(luò)中。

　　經(jīng)濟(jì)性

　　系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)必須考慮的重要因素，某些情況下經(jīng)濟(jì)性可以否定一切，在功能與經(jīng)濟(jì)發(fā)生矛盾時(shí)，可以采用“技術(shù)降效”的辦法來解決，系統(tǒng)集成商將盡力采用實(shí)用的技術(shù)和設(shè)備達(dá)到降低整體工程造價(jià)的目標(biāo)，一定要使自己的“產(chǎn)品”具有好的價(jià)格、性能比指標(biāo)。極其重視經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)應(yīng)該成為智能化建設(shè)的一條必須遵循的技術(shù)路線來對待。

　　2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)：

　　中心設(shè)備的先進(jìn)性和穩(wěn)定性是總系統(tǒng)運(yùn)行的保障

　　前端監(jiān)測設(shè)備的先進(jìn)性、穩(wěn)定性決定了整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵

　　數(shù)據(jù)傳輸模式的穩(wěn)定性決定了整個(gè)系統(tǒng)的效率

　　前端數(shù)據(jù)采集的接口類型和已建監(jiān)測站的數(shù)據(jù)接口的兼容性

　　三、系統(tǒng)架構(gòu)

　　針對天虹紡織集團(tuán)各個(gè)基地的特點(diǎn)，進(jìn)行針對性部署，在各個(gè)基地安裝及配置多臺(tái)數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)，其中數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)或串口等通訊方式將各個(gè)生產(chǎn)線的硬件設(shè)備(如PLC，板卡，儀表等)采集到數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)口將數(shù)據(jù)通過集團(tuán)VPN專網(wǎng)將數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端運(yùn)營中心的通信服務(wù)器，通信服務(wù)器獲得數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔存儲(chǔ)。應(yīng)用服務(wù)器將匯集到中心數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工及計(jì)算，回寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)保存起來。

　　數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)具有斷線緩存功能，當(dāng)于中心網(wǎng)絡(luò)斷開后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)將緩存數(shù)據(jù)傳至中心服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)30萬點(diǎn)，布置2臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(1套磁盤陣列)、2臺(tái)通訊服務(wù)器(普通服務(wù)器)、2臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器。采用冗余結(jié)構(gòu)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　4.1實(shí)時(shí)通訊部分

　　運(yùn)營中心前端采用兩臺(tái)通訊服務(wù)器來接收遠(yuǎn)程傳輸過來的數(shù)據(jù)，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，特設(shè)置了一對冗余的服務(wù)器來完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的任務(wù)，無論哪一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，另外一臺(tái)服務(wù)器都可以在很短的時(shí)間內(nèi)切換到工作狀態(tài)。

　　4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由兩部分組成，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。主要實(shí)現(xiàn)將實(shí)時(shí)通訊服務(wù)器上從各個(gè)基地采集的數(shù)據(jù)長期的，永久的保存起來。

　　數(shù)據(jù)集中服務(wù)器采用2臺(tái)高性能服務(wù)器，具有很高的性能和穩(wěn)定性，用來滿足系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行的需求及用于處理各個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)集中后的海量數(shù)據(jù)，再利用pSpace的二級(jí)壓縮算法，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上。

　　4.3應(yīng)用展示部分

　　應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控并設(shè)備集團(tuán)所有生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況和參數(shù)的設(shè)定。運(yùn)營中心操作人員可以直接直觀的看到現(xiàn)場所有機(jī)臺(tái)的運(yùn)行情況，并可以進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定、自動(dòng)生成報(bào)表及故障查詢等。

　　四、系統(tǒng)功能

　　4.1　數(shù)據(jù)集中匯總

　　天虹的現(xiàn)狀是各基地生產(chǎn)線由多個(gè)不同系統(tǒng)設(shè)備提供商采用不同種類廠家的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行控制，導(dǎo)致設(shè)備種類多、通信協(xié)議繁雜，這是整個(gè)集團(tuán)的信息化工作開展最大的障礙，數(shù)據(jù)是信息化的根本，數(shù)據(jù)采集的不穩(wěn)定不準(zhǔn)確就導(dǎo)致后面的各個(gè)信息化系統(tǒng)都無法發(fā)揮各自的功能。

　　力控華康工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)pFieldComm全系列采用高性能嵌入式計(jì)算平臺(tái)，內(nèi)嵌通信采集規(guī)約庫和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約庫?？梢詫?shí)現(xiàn)采集多個(gè)不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)集中匯總、分類和預(yù)處理，并對多個(gè)上級(jí)調(diào)度等平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。本系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)pFieldComm，對天虹集團(tuán)內(nèi)各個(gè)分散廠區(qū)內(nèi)的PLC系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備和儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換后打包發(fā)給數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)/歷史服務(wù)器上，同時(shí)也接受中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下發(fā)的命令和數(shù)據(jù)。

　　4.2　數(shù)據(jù)安全性

　　為了防范黑客及惡意代碼等底層生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的攻擊侵害及由此引發(fā)的生產(chǎn)事故，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要建立生產(chǎn)系統(tǒng)安全防護(hù)體系，系統(tǒng)安全防護(hù)工作應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則，保障底層生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集終端的接入作了嚴(yán)格的身份認(rèn)證，杜絕系統(tǒng)安全隱患。另外在數(shù)據(jù)傳輸和處理過程中采用校驗(yàn)和加密算法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性。

　　4.3　在線監(jiān)測

　　全面監(jiān)測功能，在一臺(tái)電腦上便可瀏覽所有裝置的設(shè)備運(yùn)行狀況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息等。

　　4.4　實(shí)時(shí)報(bào)警

　　當(dāng)數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，通信通信網(wǎng)關(guān)無法與其建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路時(shí);或者在線監(jiān)測儀表發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)引發(fā)故障報(bào)警。其中故障報(bào)警分為以下幾種類型：

　　網(wǎng)絡(luò)故障：通信通信網(wǎng)關(guān)和紡機(jī)設(shè)備無法建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

　　嚴(yán)重?cái)?shù)據(jù)錯(cuò)誤：數(shù)據(jù)異常，不能通過系統(tǒng)的合法性校驗(yàn)。

　　在線監(jiān)測設(shè)備故障：安裝在現(xiàn)場的在線監(jiān)測設(shè)備發(fā)生故障，監(jiān)測數(shù)據(jù)輸出異?；蛑袛唷?/FONT>