SCADA数据采集系统

        数据采集管理系统方案采用分布式一体化结构,遵循开放系统的原则,采用分层分布结构,按“危险分散”原则设计,任何一节点故障均不致影响系统的正常运行和数据传输,共分三部分:主控层设备、通讯管理层设备和现场采集层设备。

Ø  主控层

        管理主站设置于中控室,是整个数据采集管理系统的核心部件,设置数据采集实时历史存储服务器和数据管理WEB服务器,对所有数据进行采集、处理、存储、分析,实现全厂设备运行参数监,并提供图形、报警、曲线、报表数据,用于厂内局域网内有权限用户访问实时数据

Ø  通讯管理层

        通讯管理层主干网络采用光纤,完成主控层与现场采集层之间的数据通讯。

Ø  现场采集层

        现场采集层设备采用分散式、单元化,均能独立运行,现场采集层由通讯管理机为核心,为整个数据采集管理系统的数据传输节点,实现现场设备数据的采集。通讯管理机对下支持工控主流通讯协议,对上支持私有的TCP协议规约,完成现场数据采集并往主控层数据采集存储服务器传输数据。

1.1.1.  系统采集方案

Ø  系统网络拓扑图

 

Ø  系统采集方案


 

u设备原先的PLC具备以太网的通讯方式且有剩余的以太网通讯模块,那么可以直接通过连接该通讯模块实现设备的信息采集

u  设备原先的PLC具备以太网通讯方式,但是没有剩余的以太网通讯模块,则需要增加以太网通讯模块实现MIS和设备的集成

u  设备原先PLC的通讯方式为MPI、PPI或者Profibus协议,且有剩余的通讯模块,那么可以直接通过连接该通讯模块实现设备的信息采集

u  设备原先PLC的通讯方式为MPI、PPI或者Profibus协议,但是没有有剩余的通讯模块,则需要增加串口通讯模块实现实现MIS和设备的集成

u 对于无法实现程序解析的PLC或者并未开放通讯协议的PLC,则需要新增PLC将IO点连接到新PLC,并且需要对新PLC进行编程实现数据采集

u 对于原先没有PLC但是需要采集信号和数据的设备,需要增加板卡设备实现信号和数据的采集

1.1.2.  项目技术实现方案

        Ø  产品技术结构

        基于微软先进的Microsoft .Net开发技术,公司自主研发软件了数据采集管理系统,本系统包括工业实时历史库、工业IO通讯、HMI人机界面、C#高级语言开发接口等。系统支持C/S及B/S、移动端部署,可适用于多种不同的应用场景。

u   通过建立统一的数据存储和发布平台,保证了设备数据信息流的准确及时;

u 数据采集功能齐全:支持多类型接口、多种采集方式的集成;

u   实时数据采集的高并发性:实时数据采集处理器采用完成端口技术,实现先进的网络处理架构,能够同时支持上万路数据源的并发连接,确保系统容量具备良好的扩展性;

 u 海量实时数据存储能力:实时数据采集处理器采用了数据压缩机制,集成了无损及有损压缩算法,针对实时数据设计了多种高效的压缩算法,降低了实时数据的冗余度,可长时间保存高频率的实时历史数据,使得系统具备海量实时数据的存储能力,为实现对设备工艺历史数据的分析提供了坚实的基础;

u   高速稳定的实时数据处理能力:实时数据采集器采用多级数据存储架构,充分发挥磁盘的最高读写性能;同时,实时数据采集器设计了一套高效的索引系统,确保在秒级时间内查询实时历史数据,从而保证对设备工艺实时数据采集的稳定性;

u   实用、适用、灵活易用:用户、组织、菜单、区域等信息之间的关联及报表内容均采用组态方式配置,使用简单、灵活、易用;

u 采用构件技术:利用现成的组件构造系统,建设中间层,缩短系统的开发周期,系统易于维护与升级;

u   安全、稳定、可靠:实时数据采集处理器在进程被异常终止时,可保证数据不丢失,通过高可靠性的日志系统实现在故障修复后秒级时间内完成系统恢复工作。系统采用信息系统集成平台开发,软件技术采用现有的、成熟的、已模块化的技术嫁接、移植装配而成,通过分布式缓存技术实现集群环境下的缓存同步,通过分布式调用框架实现应用系统功能在物理上的分布部署,确保整个系统的横向可扩展性和高可靠性;同时,信息系统集成开发平台内置完备的权限管理和数据安全机制,充分保证了系统运行的安全、稳定和可靠;

u 使用简单方便:系统使用Web浏览方式访问,任何会使用Internet的人都可以快速掌握系统。

u   支持云计算架构实现数据采集信息系统,有效降低系统硬件资源投资,提升资源利用效率,降低系统总体能耗和拥有成本。

Ø  产品实现主要功能

u  实时数据采集实现与各设备、仪表进行实时数据采集。

u  实时画面监控提供设备运行参数图形展示。

u  实时报警监控提供设备运行参数异常监控并实时推送。

u   历史报警分析建立设备运行报警事件历史库,并进行统计分析。

u   历史曲线追溯建立设备运行参数历史库,并具备按时间轴进行历史数据曲线追溯功能。

1.1.3.  实时数据采集

        通过IO驱动采集有关信息,进行包括量程转换、计算等各种预处理,实时更新数据库,其范围包括模拟量、数字量、字符串等。

l  温度、压力、流量、电流等模拟量

l  设备运行、故障等数字量

l  第三方软件数据库数据

        通信协议:支持OPC DA、OPC UA、Modbus Serial、Modbus TCP、Siemens PPI\MPI\以太网、GPRS等主流规约。

        通信对象:子站接入、第三方应用系统。


        


 


1.1.4.  实时画面监控

利用过程可视化组态工具提供的监控手段,按照生产的实际需要,整理、加工和计算过程数据和管理数据,以系统模拟图的方式显示有用的数据结果,反映出生产现场系统运行的实际情况。生产管理人员通过系统模拟图就能够实时观测到生产现场的各项指标,能够直观地了解整个公司当前的生产运行情况,主要包括设备状态监视、机组状态和能耗效率、环保达标情况等,从而获得充分的生产信息,监视生产进行状态,了解实时生产情况。



1.1.5.  实时报警推送

系统支持实时数据超限报警策略定义,除了常规的模拟量报警(高报、高高报、低报、低低报、变化率报警)和开关量报警(ON报警、OFF报警、变化报警),还支持:

Ø  基于计算的报警

Ø  基于统计的报警

Ø  基于复杂逻辑的报警

系统支持与企业微信平台接口,可建立公司生产报警信息移动推送系统,将现场实时采集的生产信息,根据预定义的报警策略,实时将报警信息推送到相应负责人的的移动端中,减少传统报警上报流程,加快报警事件处理,保证生产的安全可靠。

系统平台提供完善的报警推送达功能,可以在浏览器界面进行报警变量的定义,报警推送策略的定义,报警标签的推送开关,报警推送功能的开关。



 

1.1.6.  历史报警统计分析

系统将报警信息自动进行存储记录到报警数据库中,通过对报警信息的统计分析,可以定位生产过程中存在的问题,实现提高生产效率的目标。

用户可以自行选择时间周期,系统会自动完成报警信息的统计分析,从各时间段的报警次数以柱状图的形式直接展示,同时也按TOP10报警项以横条图的形式直接展示,能够帮助生产管理者直观了解本时间段内的生产报警情况,并组织和制定相应的解决方案。

      系统支持分生产装置,进行报警信息的统计分析功能。



1.1.7.  历史趋势追溯分析

查看某项指标的变化趋势,便于相关人员对分布于不同PLC和DCS系统的关键历史数据的进行对比分析,对关键技术指标做出科学、合理的调整,以提高产品质量、提高生产效率、提高产品的竞争能力。

对重要的生产和工艺参数,不同工序的生产数据,客户可以进行数据整合组态,可组态在一张趋势画面上进行对比、分析。可同时在一张趋势画面上进行多点趋势对比分析,客户可以选择任意历史时间段、采集周期,进行历史趋势查看。

 

 

 

1.1.8.  移动端功能


  

 

 

 

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