攀钢1450热连轧数据采集系统

摘要介绍了攀钢1450热连轧数据采集系统的开发以及实施过程。叙述了系统网络结构、系统软件设计、系统数据结构以及数据流程。采集系统改善了原系统中部分数据不完整、缺少相关的设备运行参数及质量控制参数等不足。该系统投入使用后，运行稳定、可靠，具有很高的应用价值。

关键词 数据采集；数据结构；数据流程；热连轧

攀枝花新钢钒股份有限公司热轧厂1450基础自动化系统（u）通过PLC采集各个检测设备的实时数据，采集周期短，可以实现对轧制过程的快速响应。但由于PLC本身无法存储大量的实时数据，不能满足数据存储和分析的需要，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室和攀钢热轧板厂于2006年初联合开发攀钢1450数据采集系统，采集PIE实时检测数据和过程控制计算机（L2）实时控制数据，为后续开发的基于人工智能新技术数据挖掘系统提供稳定可靠的数据平台。

l 系统描述

系统主要由基础自动化系统、过程自动化系统、生产控制计算机系统（IJ3）、数据中心机服务器和质量分析终端组成。其中，基础自动化系统包括1台粗轧R1区域PLC R1、1台粗轧R2区域PLCR2、1台热卷箱精轧及层流冷却区域PLC302和1台卷取区域PLCA08。基础自动化系统通过以太网将实时数据采集到两个前端数据采集服务器中，而这两台服务器又将实时采集到的实时数据存储到另外两台数据库服务器中，其中海量历史数据会定期保存到磁盘阵列中。过程自动化系统由1台加热炉过程机服务器、1台粗轧机过程机服务器和1台精轧与层流冷却过程机服务器组成。数据中心机服务器通过以太网将各个服务器中的各类数据进行汇总和保存。

由于设计的数据采样速率较快（20～100 ms采样1次，仅为与基础自动化系统通信时），每块带钢的采样信号较多（约2 KB），因此为避免对该厂现有一、二级自动化系统产生不利影响，在物理上和逻辑上采用与现有的一、二级自动化系统相对独立的网络结构。同时，为了保证快速的实时数据采集，在系统内又划分了相对独立的数据采集网段和实时数据网段，通过在数据库服务器和前端数据采集服务器安装双网卡（10/100 Mb/s自适应）来实现网段划分。数据采集PLC连接到前端数据采集服务器的一块网卡上，该网段作为数据采集网段；前端数据采集服务器的另一块网卡连接到数据库服务器和客户端，该网段为实时数据网段。系统采集的数据主要由一级自动化系统的PLC和二级自动化系统的数据中心机服务器提供。

系统网络结构如图1所示。

2 系统软件设计

2.1 系统软件结构

热连轧数据采集系统软件分为前端数据采集服务器软件和客户端软件两部分，前端数据采集服务器软件包含热轧应用程序服务器进程、服务器诊断和切换进程、映射内存生成进程、数据采集与发送进程和TCP/IP通信控制及轧件跟踪进程等。其中，热轧应用程序服务器进程用于实现热轧过程各种数据的读取，并通过数据库数据维护工具将所有的实时数据存储到数据库服务器中；数据采集与发送进程通过PLC通信驱动程序来实现现场控制器群的实时数据读取。与此同时，系统也通过这些进程实现和共享映射内存的数据读写。客户端软件包含一个热轧过程离线分析器和一个热轧过程在线分析工具等，这些分析工具的数据源于映射内存生成进程所映射的共享内存区当中的数据。

该系统构建在Microsoft Windows 2000平台上，采用MS VC++开发，其软件结构如图2所示。