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当生产过程的基础数据库平台

发布时间:2021-09-11 03:10:01 阅读: 来源:手动阀厂家

生产过程的基础数据库平台

内容概要:本文介绍了企业实时历史数据库产生的背景;以及以Intellution的iHistorian为例,从数据采集;存储和管理以及数据的使用和发布几个方面介绍了实时历史数据库分布式的技术结构。并且针对实时历史数据的实施步骤提出了建议。

1.前言

目前对钢材的拉伸的实验在生产信息化建设中,与ERP巨大的投入相比,它的回报率让人担忧。在ERP所关注的各项资源中,生产过程信息作为非常重要的资源不能连续自动地反映在企业管理系统中。为了不断地提高生产流程的OEE(Overall Equipment Effectiveness 全面装备效率)和KPI(Key Performance Indicator 关键绩效指标),就要求生产管理系统能够根据生产过程的实时信息快速生成管理决策——不是在一天内,而是在一小时、一分钟、甚至是几秒钟之内(例如电厂的SIS系统)。生成生产管理决策的数据不仅仅来源于单一生产装置,而是来自于整条生产线的、全厂级的甚至是跨地域、跨时区的协作制造平台的。

由于生产装置和生产线控制系统规模大小不一(单一控制系统从几十个I/O到几千个I/O)、控制络结构复杂、与管理络的接口能力各有高低(软件的接口和硬件的接口),利用实时历史数据库,可以快速高效地从生产线的控制系统中直接取得第一手现场实时历史数据,并且利用先进的数据库技术完成海量数据的高效压缩和安全存储,为建立其他实时生产管理系统(如生产成本动态跟踪系统、生产实时调度系统、设备故障诊断、经济运行、产能优化、质量管理、生产过程可视化等)提供各种(如产量、温度、流量)或离线(配方、质量分析、实验数据)的过程数据。

作为连接企业管理系统和过程控制系统的桥梁,实时历史数据库与Sculpteo提供的其他材料不同用于高速采集归档和发布企业级现场生产过程海量实时信息,为建立生产调度系统、能源管理系统质量管理系统、设备故障诊断系统2017年12月提供直接连续的生产过程数据基础。根据企业的要求和条件,厂级生产过程实时历史数据的集成需要遵循以下基本原则:

采集现场数据尽可能的完整、高速;数据存储成本尽可能低;

过程数据面向应用开放、面向ERP开放、面向企业其他管理系统开放;

原有的控制系统以及工艺流程不能做过大的改动,而且要对新上的控制系统留有接口;

学习周期短,维护以及实施便捷

工厂智能信息集成应保证控制络和企业骨干的安全性,客户端对数据库的采集存储等配置和操作应该受到权限管理并且可以跟踪。

包括如下几个部分:

接口站(OPC采集器、FIX采集器、iFIX采集器、其他采集器);数据库(数据采集;存储和管理);客户端应用;与ERP和其他管理信息系统的接口。

2.生产过程信息集成的实施步骤

下面以钢厂为例,介绍一下实时历史数据库和工厂智能信息集成的实施过程。由于钢厂的生产工艺复杂(炉料、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢、精轧、动力、配套电厂、试验、计量等),控制系统结构复杂,传统的方式和手段难以将过程数据实时上传到ERP或者生产管理系统。企业希望通过工厂智能信息集成来突破现有系统的瓶颈。

在企业级的集成方案中,根据原有的络分布,我们把生产位置相对比较集中的工艺环节的过程数据通过一个历史数据库集成起来,该数据库采集对应控制系统的历史数据。如2:铁前区数据中心;铁后区数据中心;动力区数据中心。由于iHistorian是分布式的布局,生产管理指挥中心的客户端应用的数据源可以同时来自于多个数据库服务器。也可以根据具体情况只在生产指挥中心中布建一台iHistorian数据库服务器。

系统拓扑结构:接口站部分

由于现场控制系统种类繁多,所以iHistorian提供如下方案来集成来自多种控制络和协议的实时历史数据:

对于上位HMI节点能够提供OPC Server数据源的控制系统,在其上位机HMI节点中利用OPC采集器采集实时数据(扫以牺牲品质的做法对开模、设计、采购等各个环节进行“偷工减料”描周期最快为100ms),并发送到iHistorian数据库中。

对于上位HMI节点不能提供OPC数据源,可以使用iFIX软件建立接口站,因为:

iFIX是开放的自动化监控软件,支持几百种工业协议,近千种工业控制设备。企业中经常使用的PLC,DCS如西门子、AB、GE、OMRON、Honeywell、恒河等均可以通过iFIX来做实时数据采集。iFIX采集器直接提取iFIX的实时数据,并发送到iHistorian数据库中。

如果硬件控制器与上位计算机的通讯协议是开放的,则可以通过相应开发工具来定制OPC Server,然后利用OPC采集器采集实时数据,并发送到iHistorian数据库中。

对于协议即不开放,又无法提供OPC数据源,而且无法通过iFIX采集现场数据,则可以在其上位机的脚本中把过程数据写到*.CSV(逗号分隔)和*.XML(扩展标记语言)文件中,然后利用文件采集器把纪录在CSV和XML中过程数据采集到实时历史数据库中。

根据上面的分析,这里我们以烧结厂,烧结料场为例,提供如下的集成方案:

方案一:利用iFIX建立一个接口站,同时扩展原控制络ControlNet和DH+,然后

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