钢铁公司实时数据采集技术方案

某钢铁公司二炼铁2800高炉及配套装置实时数据采集系统技术方案

某钢铁公司二炼铁某高炉及配套装置实时数据采集系统技术方案

某钢铁公司信息部

目录

一、钢铁二炼铁PI实时数据库系统设计目标 (3)

二、某钢铁公司二炼铁PI实时数据库系统设计方案 (3)

2.1.网络结构 (3)

2.2.PI系统结构 (4)

2.3.PI实时数据库系统特点 (6)

2.4.PI系统功能 (7)

2.5.PI接口部分 (11)

2.5.1与PI系统连接的生产装置控制系统 (11)

2.5.2PI接口软件特点 (12)

2.5.3PI系统接口连接说明 (13)

2.6.系统的开放性 (14)

2.7.系统的扩展性 (15)

2.8.系统性能指标 (15)

2.9系统配置 (16)

2.9.1软件配置 (16)

2.9.2硬件配置 (17)

三、项目实施计划 (19)

一、二炼铁一高炉及配套装置实时数据采集系统设计目标

某钢铁公司二炼铁一高炉及配套装置实时数据采集系统设计目标是利用某钢铁公司数据通信网络资源，积极采用先进的计算机技术、信息技术，利用实时数据库系统来建立统一的生产信息集成平台。通过网络和PI实时数据库软件系统将二炼铁高炉及配套的原料、烧结的PLC、DCS等控制系统连接起来，建立互联互通、信息共享、高度集成、安全可靠的数据中心，该数据中心能及时接收二炼铁某立原料、烧结、高炉系统的生产相关数据并能及时上传到上级系统中，实现管理层与控制层的集成。通过该系统可以实现生产数据的网上发布，各生产工序之间进行实时生产数据访问。提高整个信息化流程的响应速度。

二、某钢铁公司二炼铁PI实时数据库系统设计方案

2.1.网络结构

某钢铁公司二炼铁一高炉是新建的一套装置，相应的网络环境还不具备，因此，为了构建实时数据库系统，首先构建一套网络系统，并且随着某钢铁公司二炼铁某立业务的发展，所构建的网络系统不但要满足当前实时数据采集系统的需要，还要满足将来业务发展的需要，因此所构建的网络具体如下：

在距离二炼铁某立相对比较近的高线办公楼有一台主干二级网络核心节点，从该节点铺设一根24芯单模光缆到烧结主控室，然后从烧结主控室分别铺设一根12芯单模光缆到原料主控室和高炉主控室，然后分别在高炉主控室、原料主控室和烧结主控室分别部署一台带有两个光纤模块的CISCO WS-C2950G-48-EI交换机，所铺设的光缆通过光纤模块相连，其结构如下图所示：

高线办公楼

原料主控室高炉主控室

2.2.实时数据采集系统结构

由于某钢铁公司二炼铁某立生产规模较大，装置分散，DCS控制系统分散等情况，为了便于今后管理和维护，整个PI系统采用分布式结构，C/S和B/S相结合的模式，充分体现了系统的灵活性。PI实时数据库系统是连接控制网与管理网的一个管控一体化桥梁，它的安全可靠性非常重要。根据唐山钢铁公司网络实际情况，结合经济因素，在系统设计上采用划分VLAN+防火墙+双机热备的方式保证生产控制系统的安全性和实时数据库系统的安全可靠性，即为实时数据采集系统设置一套双机服务器作为实时数据库系统服务器，并兼作WEB发布服务器，主要用来保存各装置的实时生产数据，以及数据的网上发布。分别在高炉主控室、烧

结主控室和原料主控室各配置一台网络防火墙，防火墙内网口连接实时数据采集接口机，外网口连接到所部署的交换机上，针对每台防火墙设置安全策略，只允许实时数据库服务器能够访问接口机，通过这种方式，可以充分保证生产控制系统的安全性，不受来自管理网的攻击和病毒侵袭。

整个系统有三部分组成：包括实时数据库系统服务器、接口部分（实时数据库系统与控制系统通讯接口软件）、客户端。在二炼铁设置一个信息中心机房，在该机房内设置互为热备的两台IBM X3650服务器，做实时数据库系统服务器，负责存储某钢铁公司二炼铁一高炉及配套原料、烧结生产装置控制系统的生产数据。接口部分由多个接口机（即操作站）组成，分布在各生产装置控制室现场；在与局域网相连的每个用户的PC 机上安装实时数据库客户端软件或直接通过IE来浏览实时数据库服务器中的生产数据，厂长、总工、科室和车间管理人员通过实时数据库来了解现场装置的生产情况，在办公室的电脑上看到的生产数据与控制系统保持同步，几乎没有时间上的延时。

整个系统是一个可扩展的系统，某钢铁公司二炼铁某立实时数据采集系统的建设采用统一规划、分步实施的策略。首先把某钢铁公司二炼铁一高炉及配套原料、烧结生产装置控制系统的生产数据采集上来，其它老装置或新建装置等条件成熟或通讯接口情况改善后逐步实现与实时数据采集系统的连接。某钢铁公司今后在实时数据库平台之上还可以扩展许多应用。整个系统的配置如下图所示：

2.3.PI实时数据库系统特点

1)PI实时数据库系统能够安全稳定可靠地运行，与接口机和客户端用

户不会发生接口阻塞和通讯中断的事件。

2)PI实时数据库系统数据点（TAG）容量为5,000点，今后随着新装置

的建设，容量是可扩展的。PI服务器存储数据点(tag)的类型有整型、实型、字符型、开关量和二进制数值。

3)PI实时数据库系统有完备的安全机制，首先PI系统管理员可以将允

许访问PI服务器用户的IP地址设定在PI的防火墙中，只有使用这些IP地址的PC机才能访问PI服务器。客户端用户除了要通过防火墙的安全检查外，还需要有合法的帐号和口令，否则无法登录PI服务器。PI系统管理员要对用户可以访问那些数据进行授权。这种授权是基于每个数据点(tag)来实现的。

4)PI系统管理员可以根据实际情况和需要来建立一些“软位号”，这些

“软位号”是仪表中不存在的数据点，它是利用PI提供的PE功能对来自DCS的数值进行二次计算，并保存计算结果。PE模块提供了大量的计算函数，可以利用这些函数实现很多模型计算。例如，对流量的温度压力补偿计算，机泵的累计运转时间等。

5)PI系统管理员利用系统管理工具PI-SMT和EXCEL就能完成数据建点

工作。由于不同装置的仪表位号可能是相同的，因此要对整个某钢铁公司所有装置进行统一编码，编码作为每个仪表位号的前缀。PI系统管理员要整理出需要进入PI实时数据库系统的仪表位号，以及它们的属性值，这些属性值包括位号描述、工程单位、“零”值、量程、历史数据保留精度等。PI系统管理员在系统运行期间可以随时添加、删除和修改PI数据点(tag)，PI接口软件会自动接受这些变化而无需重新启动接口软件。PI系统管理员可以通过网络远程对PI服务器进行添加、删除和修改PI数据点(tag)。

6)PI实时数据库系统在保存历史数据上采用了高效的“旋转门”压缩

技术，使得历史数据可以保存很长时间。一般来说，1万点的PI系统保留1年的历史数据需要4.83G的硬盘空间。PI系统管理员可以在线调整每个数据点(tag)的数据保留精度，每个数据点(tag)需要怎样的数据保留精度可以由工艺人员来确定。PI系统管理员可以在线调整PI历史数据库空间的大小，可以随时增加、删除、备份或恢复历史数据库文件。PI实时数据库系统可以实现系统的自动备份。

2.4.PI系统功能

通过采集二炼铁某立控制系统的实时生产数据，对各生产流程进行统一的监视和查询。对生产数据进行综合处理上传到上级系统中。同时