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摘要：介紹鐵前mes數據采集系統的架構設計，軟、硬件配置，以及實現數據采集并上傳的軟件應用。

關鍵詞：MES系統；數據采集；架構設計

1問題的提出

柳鋼將企業經營生產中的各個環節，包括市場分析、經營決策、計劃調度、過程監控、銷售服務、資源管理等有機的結合為一個整體，實現綜合集成應用，并建立了全公司統一的生產管控平臺———MES系統。隨著公司MES系統的推進，鐵前數據采集系統的構建勢在必行。按總體建設方案，經論證，鐵前MES數據采集系統應用服務器通過KEPServerExV4.0軟件采集Siemens公司PLC系統、AB公司DCS系統以及Honeywell公司DCS系統等各種在用基礎自動化系統中的儀表數據，然后通過自主開發的數采軟件NX-OPCDA5.EXE將KEPWare采集的數據按照數據庫標準格式傳輸到數據采集系統數據庫，再以電文方式上傳。本文對鐵前MES數據采集系統的構建及其功能等做總結。

2設計及實現

2.1網絡結構

首先，須連接各區域一級網絡，即將一級網絡統一匯集到二級應用服務器，并通過該服務器采集數據到配置好的數據庫服務器；然后二級應用服務器通過自主開發的通訊中間件將數據傳輸到三級MES系統；實現從底層一級到二級數采、再到三級MES系統的完整數據鏈，并由MES系統將梳理統計好的數據出去；各分廠可通過MES系統實現數據共享，打破了信息孤島現象；同時也實現了數出一源，數據不落地的目標。系統結構見圖1。

2.2服務器配置

應用服務器采用惠普HP388標準配置，操作系統為WindowsServer2012R264位。服務器配置雙網卡，其一網卡連接一級網絡，即通過基礎自動化系統預留的交換機接口，接入到基礎自動化網絡中，服務器上安裝KEPServerExV4.0及自主開發的數采軟件NXOPCDA5.EXE，并做好相應配置，作為OPCClient與基礎自動化OPCServer進行通訊，實現二級數采系統與一級基礎自動化系統間的數據交互；另一網卡與三級MES系統主干網絡相接，實現數采應用服務器與鐵前MES主機服務器間的數據通訊。采用雙網卡能確保基礎自動化系統與二、三級主機網絡的相互獨立性。二級數據庫服務器采用惠普HP580標準配置，操作系統為Linux6.5，數據庫為Oracle11g，配置一個網卡連接到二、三級網絡中即可。

2.3軟件實現

2.3.1通訊鐵前MES數采系統設計采用KEPServerExV4.0作為中間數據橋梁。KEPServerEx是目前較為流行和普及的一款OPC通訊軟件，采用最新一代凱普華通訊服務器技術，運行穩定可靠。KEPServerExOPC服務器的設計允許控制系統擁有快速通訊裝置，內嵌了多種插件驅動程序、組件和130多種通訊協議，并且支持1000多種設備，因此能更加輕松便捷獲取其他系統數據。

2.3.2數據采集信息部自行研發了一套數據采集應用軟件———NXOPCDA5.EXE。它采用C++工具開發，可將KEPServerEx采集的數據根據業務需求分別以周期、條件或觸發等3種模式存儲到數據庫中。該軟件具有操作簡單、易懂易學的特點，同時運行比較穩定。數采軟件的使用方法及步驟如下：（1）在記事本DBServer.cfg中配置數據庫帳戶、密碼、IP地址及端口號，如：（2）采用Excel表格生成數采數據接口表。接口表格式見圖2，其中：第一、二行為基礎信息行，不能占用。AcqType為采集方式（0-不采集、1-周期采集、2-變化采集、3-條件采集）；QueryCycle為采集周期；RedunPLC1、RedunPLC2分別為冗余的兩套PLC的位號；Re-dunHeartbeat1、RedunHeartbeat2分別為冗余的兩套PLC的心跳信號；Formula為采集條件表達式，支持lua腳本語言的所有運算符及函數；第三、四行為標題行；第五行以下則為數據行，所需采集的數據從此處開始寫入；完成接口數據表數據錄入后，運行自主開發的數采助手軟件，系統自動生成配置文件opc.json。（3）點擊生成腳本按鈕，將形成一個SQL語句腳本，在相應的數據庫里運行此腳本即可生成數據庫table。腳本默認data_type為number(12,3)，有特殊需求的可以另外手動寫SQL語句。（4）雙擊NXOPCDA5.EXE，整個數采系統開始運行，數據即可按照要求采集到相應的數據庫表中去。

3系統優點

與鐵前原有數采系統相比，本次自主開發的數采系統優點主要有：（1）規范與優化代碼：原數采系統在開發過程中，由于前期經驗不足，后期運行中不斷打補丁，導致部分代碼冗余。重新設計新建的數采系統吸收了之前的經驗和成熟技術，在規范性和代碼優化方面都有很大的提升。（2）維護、升級更方便：原數采系統所使用的代碼都是直接寫入的，修改時需要重新寫代碼并編譯，維護人員必需理解程序源代碼才能進行修改，因此對其技術水平要求較高。新建的數采系統使用配置型開發方式，大部分功能不需要寫代碼而只需修改配置文件即可實現。此外，新建系統文檔資料完善，維護人員只需查閱系統功能說明書就可以進行維護和二次開發。（3）數據更精確：原數采系統設計時未考慮數據質量代碼（OPC數據質量代碼），存在數據不確定性。而新建系統增加了數據質量代碼，當獲取到的數據不確定或不好時，會自動在數據庫中做標識并觸發數據異常報警，進而在數據分析時可以排除非確定數據的影響。（4）更專業更高效：原數采系統采用VB工具開發，該軟件更適合快速開發小型應用軟件，但若做底層數據采集用途，VB則存在較多不足之處，如：不能開發出標準動態鏈接庫（DLL）、使用多線程不穩定、將低級語言數據類型自動轉換成高級語言數據類型時會造成運行性能損失等。新建數采系統采用更適合數采功能的C++語言開發，一些類似硬件驅動、Linux、Android系統等也都是采用C或C++開發的。（5）服務器系統更安全穩定：原數采系統采用Windows操作系統，新建系統采用Linux操作系統。相比之下，Linux環境下的病毒要比Windows環境下的病毒少得多，Linux系統可不用安裝殺毒軟件、開機數年不用重啟，而Win-dows系統則需要安裝殺毒軟件并不斷更新，且隔一段時間要重啟一次。（6）數據庫更強大：原數采系統采用SQLServer數據庫，新建系統采用Oracle數據庫。相比而言，Oracle要比SQLServer強大很多，特別是對大數據的支持能力。

4結語

新建的鐵前數據采集系統通過生產過程實時綜合優化服務，建立了鐵前即焦化、煉鐵、熔劑、氣體等統一的數據模型，確保數據來源一致性，并提高了數據經過層層抽取之后的可信度；同時，解決了分期建設的不同應用系統、不同分廠之間彼此隔離、互不匹配、互不共享的“信息孤島”問題，實現實時的數據交換和共享，為鐵前MES系統提供了可靠的數據基礎，保障了MES系統的高效運行并發揮作用。

作者：楊柳斌 程巍 潘智 莫春 單位：信息管理部