烧结厂生产数据采集及发布

烧结厂生产数据采集及发布

施立宏 钟广宁 陈秋林 韦永生

柳州钢铁股份有限公司，广西 柳州 545002

摘 要：介绍柳钢烧结厂数据采集、发布方案、实现方法和应用情况。

关键词：数据采集 数据发布 应用

1.前言

随着时代的发展，现在的工厂普遍自动化水平飞速提高，拥有大量的自动化设备和仪表。这产生了大量的数据，而这些数据零散分布在各个平台上，因此在工厂的实际生产中，常常需要对数据进行采集和集中发布以便于查看，方便工厂的生产管理，减少沟通和信息交流障碍，提升工厂各部门的工作效率。柳钢烧结厂自动化程度较高且拥有者完善的工控网络和办公网络，具备了数据采集和发布项目的实施的硬件基础。而且数据采集和发布的技术早已成熟，方案多样可供选择。因此，柳钢烧结厂近年来完成了烧结数据的收集和发布。数据获取后需要进行直观的生动的展示以满足对生产状态追踪，更加真实的反映现场状况。

2.数据采集

烧结厂的自动化水平较高，使用了大量的自动化设备和仪表。在这种生产情况下数据采集就有了良好的实施基础。在满足生产经营需要的同时，对数据采集的需求也是极为迫切的。烧结厂的生产环境使用了大量PLC，用于控制各种类型的机械设备或生产过程，拥有较为良好的数据基础。在此基础上，自动化部门还搭建了烧结厂数采PLC用于存储无法直接获取写入PLC的数据。这些数据往往来自其他数据平台，例如能源管理系统、污染源监测系统或废热发电系统。自动化部门根据需要将数据通过自行开发的程序写入数采PLC中，这可以作为本单位信息化系统的数据源。在此条件下，就可以实现基于OPC的远程InTouch数据采集，搭建好数采平台并将远程的各产线PLC和数采PLC数据采集并存储。InTouch采集平台存储的数据可以通过程序进行读取用于发布或者写入相应数据库中。在实现了InTouch数据采集后，我们就可以编程定时对采集到的数据进行计算，获得小时数据、班数据、日数据，并将其存入ORACLE数据库中，这也可以作为信息化系统的数据源。数据采集获得的数据是信息化工作的重要基础，是数据发布的前提条件。稳定而优质的数据是信息化工作的质量的重要保证。

3.数据发布方案

烧结厂数据发布综合了现有的数据发布方案，仔细考量后选择了Node.js+MQTT和ASP.NET+ORACLE两种数据发布方案。

3.1  Node.js+MQTT

该方案的具体实现流程是这样的，读取存储在InTouch数采平台的数据并写入到MQTT数据库中；然后就可以采用NODEJS程序读取MQTT数据库中的数据，进行数据发布。

Node.Js 应用程序在单个进程中运行，不需要为每个请求创建新线程。Mqtt (消息队列遥测传输)是基于发布-订阅模式的标准消息协议。它工作在 tcp / ip 协议家族上，是一个发布-订阅模式协议，专为硬件性能差、网络条件恶劣的远程设备设计，为此它需要一个消息中间件。MQTT 是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT 协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。

Node.js 在其标准库中提供了一组异步的 I/O 原生功能，并且 Node.js 中的库通常是使用非阻塞的范式编写的。 Node.js 可以在一台服务器上处理数千个并发连接，而无需引入管理线程并发的负担。SVG，意为可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics）。它是基于XML（Extensible Markup Language），由World Wide Web Consortium（W3C）联盟进行开发的。严格来说应该是一种开放标准的矢量图形语言，可让你设计激动人心的、高分辨率的Web图形页面。用户可以直接用代码来描绘图像，可以用任何文字处理工具打开SVG图像，通过改变部分代码来使图像具有交互功能，并可以随时插入到HTML中通过浏览器来观看。SVG主要通过相关的各种标签来实现图形的绘制。^[1] SVG缩放后不会失真，能实现复杂的动画，能支持事件，支持CSS，包含DOM，比较直观，方便调试。

 3.2  ASP.NET+ajax+ORACLE

该方案是采用ASP.NET编写画面和发布程序，采用ajax定时获取后台ORACLE数据库数据进行发布。该方案技术较为成熟，平台稳定，开发较为迅速，维护简单。烧结厂开发商有着丰富的 ASP.NET网络开发和维护经验丰富，使用该技术方案是为了节省大量的开发时间，以满足快速发展的需要。ASP.NET是微软公司推出的新一代脚本语言，它是基于.NET Framework的Web开发平台，在代码撰写方面特色是将页面逻辑和业务逻辑分开，它分离程序代码与显示的内容，网页更容易撰写。同时使程序代码看起来更洁净、更简单。^[2]使用ASP.NET能够较快的进行网页开发。Oracle数据库中存储的是分钟数据、小时数据、班数据和日数据。该方案用来发布这些数据和这些数据组成的报表，满足了厂内数据发布的需求。

4.应用案例

4.1 烧结信息展示平台

烧结信息展示平台运用互联网、MQTT、NODEJS和多种自动化技术来整合烧结厂各类数据资源，并对烧结数据进行了详尽的展示。该平台的投入使用提升了烧结厂信息化建设水平，实现了对烧结数据资源的充分利用，满足了烧结厂精细管理的需求。

目前，烧结信息展示平台已经实现了对烧结厂各产线生产工控数据、环保数据、能源数据、一氧化碳监测数据等数据的展示。烧结信息展示平台目前为烧结厂提供了超过3000个点位的实时数据查看和历史数据查看的服务实现对数据进行追踪；平台允许查看数据的细节和数据变化曲线，且允许对曲线数据进行对比。烧结信息展示平台投入使用以来，在烧结厂内已经获得广泛应用，取得了良好效果。这极大的方便了烧结厂人员尤其是管理人员对于现场情况和关键信息的掌握。该平台主要对生产和管理起到辅助作用，提升管理水平和效率。本系统有着良好的兼容性和可扩展性，能够根据需要进行扩容和优化，通过新增点位和新增画面满足客户的大部分数据展示需求。此外该平台支持移动端使用。客户在出差或没有电脑等特殊情况下对远程查看烧结数据的需求极为迫切。而平台对于移动端的支持方便了烧结人员远程对烧结数据的进行查看和跟踪，为烧结厂的日常管理工作，提供了极大的便利。

4.2 烧结综合信息系统

烧结综合信息系统基于互联网、ASP.NET、ORACLE开发。采用该技术路线实现信息的动态显示是一个很好的选择，技术较为成熟，烧结厂程序开发人员有着丰富的相关开发经验。烧结综合信息系统目前已经投入使用，产生了良好效果。该平台目前为提供了大量数据的查看支持和历史曲线查看功能。该平台还提供了报表查看的功能，将报表制作成网页以供查看。对现场生产情况进行了最直观的展示，有利于岗位或者其他有需要的人员及时直观的了解现场状态。该平台能够真实地反映烧结厂生产实时现状，且支持历史数据的回溯。有了数据的支撑，为烧结厂的生产活动的决策提供了支持，有力的地支持了烧结生产活动和日常办公的进行，提升了工作效率。这有效地促进了烧结厂信息化工作，巩固了烧结厂信息化建设成果。使用该平台显示现场信息，有利于直观的了解现场状态，提升了相关人员现场感知水平，更加有利于服务相关人员的工作。该平台使用中表现良好，运行稳定，获得了好评。

5.总结

柳钢烧结厂实现了重要生产数据采集和发布，已经实现对生产信息的实时展示，并且对数据资源进行了有效的利用。“烧结信息展示平台”和“烧结综合信息系统”已经投入使用，能够实时地反映烧结厂生产现状，加强了现场监控，极大推进了烧结厂信息化工作，为烧结厂的生产和管理起到了良好的辅助作用。

参考文献：

[1]陆的明. 支持矢量图形的二维协同浏览、标注技术研究[D]. 西北工业大学, 2005.

[2]毕忠勤, 徐安农, 陈光喜. 《离散数学网上教学系统》的设计与实现[J]. 高教论坛, 2004(04):111-114.