GE Fanuc Proficy Historian在邯鋼集團全廠實時生產(chǎn)信息系統(tǒng)中的應用 摘要：本文通過Proficy Historian、Proficy Realtime Information Portal（以下簡稱RTIP）軟件在邯鋼企業(yè)信息化建設中的應用，提出了企業(yè)在構建實時數(shù)據(jù)庫平臺和數(shù)據(jù)的可視化應用方面的方法。
關鍵字：實時數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)采集 WEB信息發(fā)布 RTIP
一、邯鋼企業(yè)概況邯鄲鋼鐵集團是1958年建廠投產(chǎn)并逐步發(fā)展起來的特大型鋼鐵企業(yè)。集團現(xiàn)有職工4萬人，其中本部2.8萬人（鋼鐵主業(yè)2.1萬人）。經(jīng)過40多年的挖潛、配套、改造、擴建，集團現(xiàn)有總資產(chǎn)220億元，主要裝備有：煉焦爐六座，生產(chǎn)能力200萬噸；燒結機三臺，生產(chǎn)能力600萬噸；煉鐵高爐7座，生產(chǎn)能力400—450萬噸；氧氣頂吹煉鋼轉爐六座，75噸、90噸電爐各一座，生產(chǎn)能力500萬噸；軋鋼機九套，生產(chǎn)能力450萬噸。主要產(chǎn)品有：薄板、中厚板、圓鋼、螺紋鋼、角鋼、槽鋼、線材等系列產(chǎn)品，還有冶金焦炭、尿素、煤化工產(chǎn)品等。
二、應用背景為了提高企業(yè)的核心競爭力，“十五”期間，邯鋼以調(diào)整產(chǎn)品結構為主線，以“高速度、高效率、高質(zhì)量、高效益”為目標，深化改革，加強發(fā)展，實施熱軋卷板酸洗鍍鋅工程、冷軋薄板工程等新的五大工程，努力把邯鋼建設成為工藝現(xiàn)代化、裝備大型化、產(chǎn)品結構優(yōu)化、經(jīng)營多元化，具有較強競爭力的優(yōu)質(zhì)板材基地?；谏鲜隹紤]，為了加快企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化和生產(chǎn)的自動化，邯鋼集團在2005年投資1億多元建立企業(yè)生產(chǎn)管理信息化多級信息系統(tǒng)。邯鋼集團目前迫切需要采用企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來建立全公司統(tǒng)一的控制系統(tǒng)信息集成平臺。通過實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把全公司各分廠的控制系統(tǒng)連接起來，把各分廠分散的自成體系的監(jiān)控系統(tǒng)以分區(qū)的方式進行集中管理，實現(xiàn)管理層與控制層的集成，并為上層應用，尤其是MES和ERP，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐平臺。
三、應用內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)工藝的銜接與管理需要，本應用內(nèi)容包括：
1) 通過數(shù)據(jù)接口站實時采集各控制系統(tǒng)的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；
2) 建立實時數(shù)據(jù)庫，集成實時信息；
3) 提供生產(chǎn)工況圖、歷史數(shù)據(jù)趨勢圖、報表分析工具；
4) 提供與上層管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互、轉發(fā)等開發(fā)接口。
四、應用方案實時數(shù)據(jù)庫軟件采用GE FANUC自動化公司的Proficy Historian3.0實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和Proficy Realtime Information Portal 2.1C 數(shù)據(jù)可視化分析及WEB發(fā)布系統(tǒng)實現(xiàn)邯鋼的企業(yè)實時數(shù)據(jù)庫平臺和生產(chǎn)信息WEB發(fā)布系統(tǒng)的功能。
圖1是邯鋼整個信息自動化系統(tǒng)分層、多級別結構示意圖，虛線框內(nèi)為實時數(shù)據(jù)庫及WEB發(fā)布部分結構示意。
圖14．1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構 為了保證管理網(wǎng)絡、現(xiàn)場控制、信息傳輸各部分的安全獨立機制，邯鋼集團自動化部進行了三層網(wǎng)絡結構設計，采用安全可靠的隔離技術，在底層過程控制系統(tǒng)（PLC、DCS等）實時網(wǎng)絡與實時數(shù)據(jù)庫之間建立數(shù)據(jù)傳輸通道，同時實時數(shù)據(jù)庫與上層制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）網(wǎng)絡之間基于信息網(wǎng)應用實時數(shù)據(jù)庫SDK開發(fā)工具包或OLE DB提供的開放數(shù)據(jù)庫訪問接口建立數(shù)據(jù)傳輸通道。MES系統(tǒng)基于管理網(wǎng)應用開發(fā)系統(tǒng)通信中間件與ERP系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，這樣形成了控制網(wǎng)、信息網(wǎng)、管理網(wǎng)的三層網(wǎng)絡安全機制。具體的網(wǎng)絡架構模式如圖2所示。
4．2 實時數(shù)據(jù)庫部分(Proficy Historian)
圖2考慮到邯鋼車間設備類型多樣、數(shù)據(jù)分布點廣泛、數(shù)據(jù)源形式多樣化的特點，我們充分利用Proficy Historian提供的多種模式的數(shù)據(jù)采集器以及靈活的SDK編程工具包對數(shù)據(jù)源進行了分類，針對不同的數(shù)據(jù)源采用相應的采集器進行合理采集，保證數(shù)據(jù)能及時、準確的進入生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫服務器。具體數(shù)據(jù)分類及流向如圖3所示。
圖3通過建立企業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺，為生產(chǎn)管理信息化建設提供現(xiàn)實基礎。通過建立通用的網(wǎng)絡客戶端平臺，把實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)和關系型數(shù)據(jù)轉換成豐富的個性化的信息顯示，利用網(wǎng)絡瀏覽器在企業(yè)任何地方訪問這些信息。系統(tǒng)解決方案目標如下：
為企業(yè)決策層提供必要、及時、可靠的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)
提升生產(chǎn)制造的體系架構
將現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉換成企業(yè)管理的智能應用
充分利用和保障ERP以及管理系統(tǒng)投資
邯鋼集團實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)源種類廣泛，按設備分包括： SIEMENS系列PLC S5/S7300/S7400/WINAC、AB系列PLC LOGIX5000/SLC500/PLC5、OVATION DCS系統(tǒng)、橫河CS1000DCS系統(tǒng)、GE90-30PLC、MODICON QUANTUM系列PLC、智能電量儀表等等，按提供數(shù)據(jù)源的軟件分有： WINCC、WINAC、RSVIEW32、RSLINX、SIMANTIC NET、力控軟件FRAMEVIEW、FIX、iFIX、智能專家系統(tǒng)、SQL SERVER2000、ORACLE數(shù)據(jù)庫、文檔型(CSV/XML/TXT)采集（包括手動輸入型）等。按數(shù)據(jù)采集的方式分：OPC1.0/2.0A采集器、FIX/iFIX采集器、XML/CSV/TXT文件采集器、計算采集器、借助SDK/OLE DB利用VB編程工具開發(fā)程序從關系數(shù)據(jù)庫（SQL SERVER2000、ORACLE9i等）中進行數(shù)據(jù)采集，其中焦化MIS數(shù)據(jù)為SQL SERVER2000、能源系統(tǒng)為SQL SERVER2000、智能專家系統(tǒng)為 ORACLE9i。
4．3 數(shù)據(jù)可視化分析及WEB信息發(fā)布部分（RTIP）：在邯鋼的信息發(fā)布系統(tǒng)中，我們應用了RTIP軟件的幾大功能模塊，實現(xiàn)了在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)利用IE瀏覽器進行數(shù)據(jù)可視化分析的WEB信息發(fā)布功能。
4．3．1 基礎業(yè)務平臺 完成系統(tǒng)的初始化設置，包括畫面的分類組織、用戶的管理、權限的設置以及數(shù)據(jù)源的維護等功能，為其它業(yè)務系統(tǒng)提供基礎平臺框架。
4．3．2 廣泛的數(shù)據(jù)源 在項目中我們應用了RTIP提供的多種數(shù)據(jù)源結構，包括實時數(shù)據(jù)源（含OPC、iFIX等）、歷史數(shù)據(jù)源（Proficy Historian）、關系型數(shù)據(jù)庫接口（JDBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動）等。
4．3．3 生產(chǎn)實時監(jiān)控 基本風格以DCS/PLC原有畫面風格為準，所有的實時參數(shù)都以只讀的方式從DCS/PLC上采集上來，不進行操作。它可集成多套DCS/PLC的數(shù)據(jù)。
4．3．4 歷史趨勢分析 對歷史數(shù)據(jù)庫中所記錄的所有數(shù)據(jù)都可以用曲線的形式顯示出來，以供參考和分析。提供的趨勢曲線控件功能強大，所有操作都以Web方式進行，在客戶端上有適當?shù)臋嘞蘅勺孕行薷娘@示環(huán)境設置。
4．3．5 實時、歷史數(shù)據(jù)查詢 充分應用RTIP系統(tǒng)提供的JDBC強大的數(shù)據(jù)庫引擎驅(qū)動，并且通過Proficy Historian易操作的關系型數(shù)據(jù)庫接口，建立靈活的SQL語句查詢系統(tǒng)，根據(jù)不同的查詢條件對實時、歷史數(shù)據(jù)進行分類檢索，達到快速提取數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)再現(xiàn)的WEB式用戶數(shù)據(jù)交互功能。例如可以按車間和介質(zhì)參數(shù)等分類條件，查詢用戶急需的某一類數(shù)據(jù)。再結合時間段條件及其他給定的查詢條件，就可查詢目的數(shù)據(jù)點在某一段時間內(nèi)的所有歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還支持查詢參數(shù)的用戶交互，組合條件查詢，即給予一個或多個查詢條件，就可根據(jù)所給予的條件將所有符合條件的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)網(wǎng)格中。
4．3．6生產(chǎn)報表 根據(jù)相關生產(chǎn)信息利用SQL語句連接其他信息系統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)及Proficy Historian實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)生成各類生產(chǎn)調(diào)度圖表以及生產(chǎn)日報、月報、年報等綜合報表。
五、應用總結通過應用Proficy Historian和Proficy Real-time Information portal部署的邯鋼集團實時數(shù)據(jù)庫及WEB系統(tǒng)在很大程度上實現(xiàn)了如下的目標：
整合了企業(yè)過程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，解決了企業(yè)中多種、多套過程控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、集成、管理問題；能夠滿足企業(yè)多工段、多車間、多過程集成需要。
從全廠生產(chǎn)過程中的各個方面收集生產(chǎn)信息，并按照全廠信息模型組織這些數(shù)據(jù)，最終提供給企業(yè)管理人員和其他應用軟件使用。
通過實時跟蹤企業(yè)各車間物料消耗、原料供應、操作人員、過程信息和設備信息，使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理人員對企業(yè)的生產(chǎn)條件有一個全面的了解。
收集、存儲并分析產(chǎn)品數(shù)據(jù)，為持續(xù)的生產(chǎn)過程優(yōu)化、提高提供依據(jù)。集成生產(chǎn)過程有關的操作規(guī)程、技術文檔、設備文檔，并以方便的界面提供給企業(yè)管理和操作人員。
全面標準、開放的實時/歷史數(shù)據(jù)存儲和服務，并將這些數(shù)據(jù)以可追憶的形式提供給企業(yè)生產(chǎn)管理人員，計算和分析生產(chǎn)成本的；管理信息系統(tǒng)軟件、企業(yè)資源計劃管理軟件和供應鏈管理軟件可以按自己的需要訪問、組織、使用系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)。
實時數(shù)據(jù)庫平臺的建立幫助企業(yè)增強了在IT建設上的回報，提高投資效益，使企業(yè)的管理系統(tǒng)運行在實時生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的基礎上，大大地從企業(yè)信息化建設中受益，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造周期；提高全面裝備效率；提高人工效率；提高企業(yè)信息化建設的滿意度。
(北京東方鼎晨科技有限公司 張云鵬)
