利用PLC实现数据的采集文档格式.docx
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2.2存在的问题--------------------------------------------2页
二、改造措施---------------------------------------------------------------3页
1.采集信号选择------------------------------------------------3页
2.信号处理------------------------------------------------------3页
3.绝对编码器安装位置选择---------------------------------5页
4.校枪模式改变------------------------------------------------5页
三、结束语---------------------------------------------------------------------6页
利用PLC实现炼钢转炉工艺过程数据
采集管理系统
摘要：
水钢炼钢厂生产过程大部分实现了自动控制，但生产过程的数据仍然依靠人工录入、人工统计，为此建立数据采集系统以成必要。
关键词：
ＰＬＣ winccstepDDE服务器
1、项目实施背景：
随着计算机硬件和软件性能不断的进步，计算机在各个领域取得了广泛的应用，为炼钢实现过程自动控制、现场数据采集奠定了基础。
目前，水钢炼钢厂生产过程大部分实现了自动控制，但生产过程的数据仍然依靠人工录入、人工统计。
人工录入和统计冶炼过程中的各种物料加入量、过程温度、成份、出钢量等重要生产数据，不能为炼钢生产过程管理提供准确、可靠的决策依据。
而数据采集管理对优化生产工艺、提高产品质量、进行数据溯源、分析事故原因起着决定性作用。
2、制定方案：
二炼钢于2005年正式投入生产后，由中冶南方公司为二炼钢安装了一套二级数据库采集系统，但由于以下原因未投入使用：
⑴、原程序不能进行任何修改，不利于我厂现场生产数据的采集、加工、应用。
⑵、程序设计与我厂实际生产不相适应。
⑶、此二级数据库管理系统未调试成功，一直闲置未用。
水钢炼钢厂生产过程中，各控制系统都采用西门子300~400PLC进行控制。
在目前的工控软件中基本上都会提供DDE服务器或OPC（OLEforProcessControl）服务器，用户只需开发出符合自己要求的客户端软件即可实现实时数据的存取与分析。
一般供应商所提供的样例程序均为VB编写，但编程人员更多使用的是VC、DELPHI等编程软件。
而对于普通的计算机应用者来说，这需要花很多的时间和精力去学习太多的编程语言。
鉴于目前所具备的条件决定可以选用下例方案：
2.1应用软件
以windowsXP系统作为操作系统、DEBackup作为备份系统、wincc6.0为冗余现场PLC数据采集系统、excel为冗余现场数据处理系统。
2.2硬件系统配置
2.2.1工业控制PLC
工业控制PLC为西门子400PLC，主要负责现场数据的处理、存取和工艺控制。
2.2.2客户机
现场客户机安装windowsXP操作系统、wincc6.0监控系统，主要负责数据的显示、归档、查询、各班组之间的交接班操作、清零等工作。
2.2.3采集/备份服务器和备份服务器
备份服务器其功能主要是备份采集/备份服务器所存贮的数据。
另外当采集/备份服务器损坏时，其可以达到冗余的功能通过工业以太网，以OSI协议，用户可通过网络、U盘、硬盘等方式将数据拷贝，供自行编辑使用。
2.2.4硬件配置结构图
系统由光纤工业以太网连接，各系统之间既互相独立又互相联系。
3、数据采集应用程序开发
3.1以二炼钢一炉钢为例需采集的物料及生产数据分类
造渣原料：
序号
加入量名称
1
2
3
4
5
6
7
石灰
白云石
镁球
污泥球
萤石
复合渣料
LF炉石灰
生产数据：
名称
8
9
10
11
12
13
生产日期
炉号
班次
铁水装入量
废钢装入量
生铁装入量
回炉钢水量
供氧时间
氧气消耗量
供氮时间
氮气消耗量
出钢温度
吹氩后温度
3.2一炉钢的数据采集过程
对于各班存储在DB块中的数据通过在wincc画面上设定密码由管理人员按月清零。
总存储DB块中的数据，由专业人员通过在wincc画面上设定密码按要求清零。
3.3wincc对数据的操作及与PLC的连接
Wincc是上位机监控软件，主要用来显示、保存PLC中在线数据和历史数据。
有利于对历史事件、历史数据的查询。
在对料仓数据的监控中，Wincc主要是显示前一炉钢的消耗量、当班现在所消耗的量、月消耗的量、年消耗的量等等。
包括对分炉操作、分班操作、报表显示、操作权限等都由Wincc负责。
例如：
分班操作，当前是乙班接班，在接班时输入乙班的密码进入乙班的显示和操作界面。
同时，将乙班接班的信号送入PLC，让PLC记住目前是乙班在上班，显示乙班的数据。
在交班时，保存乙班今天消耗量，并生成报表。
分炉操作，一炉钢从吹炼准备到吹炼结束为一个周期，即为一炉钢，那么从开新炉的第一炉钢开始累加，每一个周期结束后将累加的数加1就得到目前炉子所炼的炉数也就是炉号。
以上进行处理的数据都在PLC内部完成，由Wincc负责显示和保存历史数据。
因故障造成炉号与所要达到的当前炉号不同时，可从Wincc输入当前的炉号，及时修正炉号的准确性。
PLC上处理和保存的相关数据，全部在Wincc上显示，以供记录员和相关人员查询。
目前历史记录设定成可保存一星期，超过一星期后，后一条记录可刷新前一条记录。
Wincc系统块图为：
3.4wincc与excel的连接
Wincc对数据的存储必进是有限的，当数据量大时，存储数据就出现溢出，造成很多数据丢失。
Wincc不能存储一年的数据或者几年前的数据。
Wincc报表打印功能不强，很难实现用户所要求的报表打印。
Wincc对数据的统计功能很差，不能对数据进行更深层的分析和分类统计。
为此，采用了两台服务器，通过excel将Wincc上的在线数据采集保存在服务器上，生成电子表格。
这样通过利用excel电子表格强大的数据处理功能，实现对数据的保存、编辑、统计等。
wincc与excel的连接采用wincc提供的DDE服务器连接方式，用visualBasic编程。
将excel所采集到的在线数据，通过每30分钟保存一次的目的，生存在电子表格中，并另存在其它电子表格中。
然后通过DEBackup软件保存在两台服务上。
3.5操作要点：
为保证实时数据采集的可靠性，除电气和仪表上保证测量的准确外，还要求炉前操作人员：
（1）交接班时要认真进行当班电脑数据交接，输入每班密码确认，由技术科当班人员输入每班密码监督跟踪；
（2）在吹炼准备时及时将配料参数准确录入；
（3）炉号为自动累计，当出现炉号不对时，及时用手动修改；
（4）在下料时，先将配料从高位料下到各称量斗，待称料稳定后，再下料。
这样做的原因是保证数据采集的准确。
下面是数据自动采集操作界面
数据查询显示：
数据报表显示：
3.6应注意的问题：
为达到采集的数据真实有效，测量仪表必须准确。
如称重仪表、流量仪表、温度测量仪表等。
主要难点在称重仪表，影响其仪表准确性的因素较多，如数据出现波动、有底数，清零都清不掉、电子称故障时将闸门打常开等。
为确保数据的准确性：
1、对现场仪表进行抗干扰处理，采用屏蔽电缆。
2、对现场传感器上的灰尘及杂物做到每天定时清理。
3、定期对电子秤和测量仪表校对。
4、及时处理现场传感器及仪表出现的故障。
4、达到的效果
4.1重要的生产数据实现自动汇总，便于管理、查询，为分析产品质量，找出问题所在，提供了准确的数据，便于溯源。
4.2管理人员通过EXCEL，即可将通过U盘等方式将数据拷贝供编辑，实现数据共享。
总之，目前利用PLC实现wincc与excel对现场生产数据进行自动采集，仅是一个简单的尝试，在使用中尚存在一些不足，功能还需要进一步完善，我们将继续跟踪和总结经验。
随着各种数据采集软件的开发及HMI人机界面软件的不断升级，以后的数据采集将会变得更加简单和人性化，对现场数据实现自动采集和数据挖掘加工，为生产提供决策依据将是今后一段时间发展的方向。
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