11数据库应用实例

事件和报警输出
数据的存储和查询
Historian Server是一个建立在Microsoft SQL Server基础上的为工业现场增强的实 时应用系统，具有高速数据采集、节省存储空间、实时SQL数据访问等优点。 Intouch能够将标记名批量的导入到Historian Server数据库中，方便用户进行数 据查询和存储 Historian Server使用的数据库名称为Runtime，为系统默认且不能更改。因而在数 据库中按照客户需求建立相应的表后，可以通过SQL语句来进行数据的查询： use runtime SET NOCOUNT ON DECLARE @StartDate DateTime DECLARE @EndDate DateTime SET @StartDate=“2012-5-31” SET @EndDate=GetDate（） SET NOCOUNT OFF Insert TEST.dbo.TEST SELECT Tagname,DateTime,Value FROM History WHERE[查询条件]
服务器
工程师站
工作站
工作站
KVM切换器
数据采集 服务器
数据采集 服务器
Web 服务器
交换机
交换机
交换机
交换机
交换机
MP377
MP377
MP377
MP377
MP377
1#控制器
2#控制器
3#控制器
4#控制器
5#控制器
1#五期大楼电气室
2#五期垂直单元MCC
3#五期成品线
4#四期电气楼
5#老电气楼
开 始
WinccFlexible与触摸屏MP377通讯
Ping通后，需要在触摸屏内设置IP地址，例如192.168.0.100。 触摸屏选择“Transfer”模式，然后打开WinccFlexible“项目”菜单下的“传送”——“传 输”。选择“以太网”模式，“计算机名或IP地址”中输入设置的IP地址，最后点击 “传送”，项目就会传送到触摸屏中。
系统设计思路
系统采用三层结构，从下至上依次为仪表变频器采集 层、PLC控制层、上位机监控层。 上位机监控层：每个控制室的PLC通过光纤环网连接到 能源管理（EMS）主控室，使用SIEMENS的SCALANCE X 系列交换机作为环网节点的交换机。上位机采用 Intouch作为能源管理系统的HMI软件，并配置一个5K Tag的Historian Server以存放历史数据，由主控室中的 服务器对数据进行归档、统计分析和发布。通过以太 网和交换机使得画面的监控更为集中。
功能设计
• 趋势报警 • （1）支持实时和历史数据趋势，结合前端设备， 系统应能真实有效采集、记录和显示的数据时间间 隔最小到1S，且不影响系统的运行速度。支持用户 对曲线的自定义编辑，可以无级缩放，可以设置报 警范围。支持对曲线按自定义格式的打印或拷贝存 储。图形中所缺数据可人工置入或添加附注。 • （2）支持测量值越限报警，设备状态异常报警， 系统软件及硬件出错报警。报警能手动或自动确认。 • （3）结合前端设备，能实现对设备、系统的时间 顺序记录。
登 录
信息窗口
切换窗口
功能导航窗口
用 户 登 录 注 销
密 码 管 理
实 时 报 警
网 络 拓 扑
系 统 单 线 图
参 数 显 示
„
趋 势
分 布 式 报 警
报ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ警 打 印 按 钮
画 面 切 换 按 钮
报 表 管 理 按 钮
功能设计
• 数据采集及归档 • （1）通过标准接口与PLC或数据采集器通 讯，并能够对实时数据进行二次处理。 • （2）支持每秒10000点的数据采集速率。 • （3）基于实时数据库技术，能够以高速、 高压缩比对实时数据进行分段归档，并支 持高速提取。 • （4）支持在线更新的功能，提交修改的配 置时不需要中断数据采集服务。
数据采集系统硬件组态
将CPU作为DP主站，Anybus作为DP从站。但Anybus本身不在S7的硬件 目录内，需要自己在anybus公司网站上下载相关设备的GSD文件，导 入到S7之后，就会在S7的硬件目录中出现，拖入组态中即可。
Step7和S7-400硬件通讯
Step7与WinccFlexible通讯
需求分析
• 在醋纤厂的整个生产过程中，需要实时获 取以及存储生产电机、变频器等设备的电 流、电压、频率、功率等电能参数，并且 需要记录报警等状况，以便更好地进行控 制操作。数据的准确及时的采集也方便了 后续的整理、分析以及电能的统计。因此， 数据采集是整个生产过程中的一个重要部 分。随着生产能力的日益增加，传统的数 据采集方式在精度、采集频率以及数据查 询等多方面均已不能满足现时生产的要求。
系统设计思路
系统采用三层结构，从下至上依次为仪表变频器采集 层、PLC控制层、上位机监控层。 PLC控制层：针对需要采集的五个控制区域，系统分别 为每个控制区域配备1台SIEMENS S7400 PLC和1台 SIEMENS MP377 15寸Touch触摸屏，各MCC室均配置一 套控制器采集本地能源数据信息，以便在相关配电室 或马达控制中心（MCC）进行数据采集。
Step7和Intouch通讯
Step7和Intouch通讯
公共窗口模板
需要采集121台智能电表、22台变频器、3台软启动器以及3个 电池组的电量数据，需要显示的数据较多，为每种仪器建立 单独的参数显示窗口会使画面比较混乱。本项目采用公共窗 口模板方法，将I/O型的变量赋值给内存变量，使所有的仪器 数据显示共用一个窗口，随时调用随时显示，比如需要显示 MCC801段某变频器的电压，编辑动作脚本如下： U1=U801-1-5B; Show"参数显示"; 其中U801-1-5B为表示某变频器电压的I/O型标记，U1为与 U801-1-5B类型相同的内存型标记，“参数显示”是项目中建 立的共用的数据显示窗口。
功能设计
• 报表及信息发布 • （1）具备用户管理功能，根据不同的用户权限，定义不同的信 息访问内容。 • （2）各种检测数据通过报表的形式进行管理，分为各种设备管 理报表、检测数据日报表、检测数据月报表、检测数据年报表、 以及综合报表等各种形式的报表。 • （3）支持报表按预定的时间和时间段自动生成以及手动生成。 • （4）支持对故障事件、故障信息的报表输出。 • （5）支持对实时数据进行统计分析以及对报表数据的运算功能。 • （6）支持用户对报表的自定义编辑、链接，支持对报表按自定 义格式的打印，兼容用户自定义的Excel报表的输出功能，任意 时段、任意设备。
基于EXCEL的Intouch报表开发
可以通过SQL语句将数据从历史数据库中查 询出来，在实际的项目中，数据报表的开发 和制作通常是将查询出来的数据呈现在 EXCEL表格中，方便运行人员进行分析和比 较。
strCn="dsn=my;server=VYHM6BWBOVP0OUG;uid=sa;pw d=1105;database=report" sqlstr="select datetime,hour,a1 from report.dbo.report where datetime>= '" & yesday & " 00:00:00' and datetime< '" & DTPicker1.Value & " 00:00:00' " cn.Open strCn ’建立和数据的连接 rs.ActiveConnection = cn rs.Open sqlstr, cn ’执行SQL语句 rs.MoveFirst While rs.EOF = False i = rs("Hour") Worksheets(1).Cells(i + 3, 3) = rs("a1") rs.MoveNext Wend rs.MoveFirst
数据采集系统设计
HMI Ethernet 可编程控制器 PLC Profibus 网关 Modbus 变频器 网络仪表 触摸屏
采用这种设计思路，可以利 用网关实现两种不同协议间的 相互转换，达到数据及时传送 的效果。整个系统硬件兼容性 强，运行稳定，适合工业现场 长时间不间断的工作要求。
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生产现场用于采集数据的设备有变频器和网络仪表等，通常这些设备都带有支持 Modbus协议的数据采集卡。而可编程控制器PLC支持Profibus，因此需要在采集卡 和PLC之间加一个具有协议转换的网关。PLC通过以太网再和PC机连接，在PC机上 通过人机界面HMI实现人机交互操作。另外可增加一个触摸屏，可使工作人员在现 场就能够及时了解相关生产信息。
南通醋纤能源管理（EMS）系统
设计与开发
需求分析
• 我国的烟草工业企业经过多年的技术改造和设 备引进，生产自动化水平基本达到国际水平。 在管理自动化方面已经初步建立了以企业资源 计划系统（ERP）为核心的管理信息系统，ERP 中虽有生产控制模块，但由于得不到制造过程 实时信息的支持，所以并不能帮助和指导工厂 进行产品质量分析和生产排产。数据采集系统 是现场自动化控制设备与管理层之间的信息枢 纽，建立和完善自动数据采集系统已成为烟草 工业企业信息化建设的重点。
需求分析
• 主要产品为可再生资源的新型醋酸纤维丝 束及其配套原料二醋酸纤维素片。
• 本项目实现某大型醋酸纤维的能源管理监 控系统，包括系统结构、功能、生产监控 组态。 • 除了要求基本的采集与记录实时历史生产 数据外，还应具有其他功能，如图形显示、 趋势报警、报表及信息发布等。
系统设计思路
系统采用三层结构，从下至上依次为仪表变频器采集 层、PLC控制层、上位机监控层。 仪表变频器采集层：现场的电机控制数据的采集，选 用了DIRIS A40仪表和AB PF700变频器两种方式进行采 集，其中AB的PF 700变频器还配有20 Comm-H的数据 采集卡，仪表和变频器都是通过485协议将数据传到 AnyBus x-Gateway AB7000工业网关，在网关中完成从 485协议到Profibus协议的转换，网关到PLC控制层是通 过Profibus完成，整个系统选择了30台网关，能较好的 解决工厂自动化中多种现场总线共存的问题。
数据采集系统硬件
可编程控制器：Siemens S7-400； 网关：AnyBus AB7000； 触摸屏：Multi-plane 377，15寸； 数据采集卡：Rockwell 20-comm-H。 相关软件为： 配置可编程控制器软件：Step7； 配置网关软件：Anybus Configure Tool； 配置触摸屏软件：WinccFlexible2008； PLC仿真软件：PLC_Sim； Modbus仿真软件：Modbus_Simulator
功能设计
• 图形显示 • （1）显示网络、通道、设备的实时通讯状态（正常或异常）。 • （2）结合前端设备，显示指定设备参数的实时和历史趋势（带 时标）。并能对曲线参数进行统计和分析。 • （3）结合前端设备，显示系统中故障录波设备记录的数据和图 形（带时标）。 • （4）结合前端设备，显示与监控系统相吻合的动态系统图、柜 图。 • （5）结合前端设备，显示监控对象的谐波含量和柱状图信息。 • （6）结合前端设备，实时、多画面显示监控对象的其他各电气 参量。 • （7）支持用户对各类图形显示的添删、修改、编辑。