生产过程数据管理系统

生产过程数据管理系统（精选12篇）

生产过程数据管理系统 篇1

一、整体概述

天然气分公司实时数据采集系统通过覆盖全公司范围的网络, 提取生产装置的运行数据、安全数据、电数据、水数据、仪表风、原料数据、质量数据等原始信息, 建立一个包含全公司范围内的生产管理信息的采集平台, 对生产过程进行实时监控和有效指挥。采集软件采用紫金桥®Realinfo监控组态软件进行开发, 目前共设置数采前置机43台, 人工录入及32台, 囊括分公司九个油气生产单位、两个储运单位、一个销售中心的43个油气生产站队24套装置, 57套控制系统和26个计量系统, 实现了8922个生产数据自动采集、组态, 969幅流程图和25幅装置区三维鸟瞰图的传输与发布。

数据采集系统逻辑结构图如图1所示。

二、生产指挥系统实时数据采集系统的组建

2.1天然气分公司计算机网络建设。通过对局域网和广域网的改造, 分公司机关及所属大队局域网全部利用光纤接入油田公司主干网。大队下属所有小队包括偏远站队、计量间和变电所接入全部利用光纤接入本大队局域网或油田公司主干网。

2.2架设系统硬件设备

架设中心服务器。在信息中心机房架设故障转移集群服务器。计算机通过网线物理连接并通过集群软件实现程序上的连接, 可以使计算机实现单机无法实现的容错和负载均衡。群集的优点是两台服务器工作时都将历史记录、事件记录、报警记录存储到相同的地方, 两台机器不需要频繁同步。集群服务器双机热备过程如图2所示。

在每个装置设立前置机, 负责采集生产装置中控制系统的数据, 将数据传送给中心服务器。同时设置人工录入机, 负责录入不能自动采集的数据, 并将录入数据传送到前置机。

在前置机的设立中采用了断点续传技术。

断点续传技术用于数据库之间以级联方式进行通讯时, 当前置机与服务器间通讯中断, 前置机每隔一定周期, 向服务器发出传输数据指令, 超过超时时间后仍不应答, 将自动保存数据, 在规定时间内如果通讯故障排除, 那么这段时间内的历史会自动从子数据库中恢复到主数据库上。

2.3实施数据采集。通过在数采前置机和工控机间做数据采集的接口, 以工控机做服务器, 以数采前置机做客户端, 把工控机中数据写入实时数据库。生产装置中前置机和工控机的接口主要有以下几种:OPC (FOXBORO、ME) 、DDE (813、BENTLY、燃机) 、DB PLC (PLC) 、力控, 其中数量最多的是OPC和DDE两种技术。

2.3.1OPC接口技术。OPC (OLE for Process Control——用于过程控制的OLE) 定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。OPC技术基于COM/DCOM, COM透过一组一组的接口提供服务, 所有COM组件的使用者必须透过这些接口来访问组件提供的功能。

OPC客户和OPC服务器进行数据交互可以采取同步方式或异步方式。

同步方式每一次读数据时读取该组中的所有项, 得到返回的数据后在采集周期内再次发出读取申请, 得不到数据就不结束此进程;异步通讯方式中, 客户端把关心的数据点通知Server, 并且提供一个回调函数, 只有关心的数据发生变化时, OPC服务器才调用其回调函数, 通知客户端做相应的处理。

在前期实时数据采集中, 大部分通讯方式采用异步方式, 在后期的测试中发现几个站队数据采集不上的现象。分析原因后发现, 工控机的OPC Server版本比较低, 同时, 数采通讯的优先级别要远远低于工控机本身数据处理的优先级, 在有大量的系统运算时, 就会出现服务缓慢或中断的现象。南一、一大队杏V-I原稳、杏三浅冷、六大队深冷都出现了这种现象, 如果改成同步通讯方式, 不断地发出读取申请, 又会增加工控机和数采机的负荷, 针对此问题, 研发了单组同步通讯方式, 它是同步通讯方式中的一个特例, 这种方式把原数据组中数据项重新分成若干组, 采取少量多次的方式采集, 以牺牲部分采集效率为前提, 既保证数据采集不中断, 又极大的减小了工控机和前置机的负荷。

2.3.2 D D E接口技术。D D E是一种动态数据交换机制 (Dynamic Data Exchange, DDE) 。使用DDE通讯需要两个Windows应用程序, 其中一个作为服务器处理信息, 另外一个作为客户机从服务器获得信息。客户机应用程序向当前所激活的服务器应用程序发送一条消息请求信息, 服务器应用程序根据该信息作出应答, 使用共享的内存在应用程序之间进行数据交换。

数采前置机将通过以上几种接口方式从工控机 (Server端) 采集到数据写入实时数据库, 形成基础数据, 创建生产信息数据仓库, 再通过数据整合, 形成可供各层面人需要的生产信息。

2.4web发布。采集的各种数据被分门别类的存储到数据库中, 通过将各个装置的流程、重要装置、关键参数控制点、重要数据进行合理布局, 做成高仿真的工艺流程图, 并将流程图中的数据与实时数据库中的数据源相关联, 每隔固定周期刷新一次, 使得生产人员可以在网络中的多个终端实时监测生产过程。

目前, 我们公司范围内的任何单位的终端, 为了防止公司的生产数据泄密, 我们给不同单位加了一定的访问权限。

三、存在问题及运行效果

目前, 生产指挥系统的实时数据采集系统还存在一定问题:

工控机对外通讯服务版本低。在前置机和工控机的通讯服务方式中, DDE是微软早期开发支持的一种通讯技术, 由于现在微软转而支持OPC接口技术, 而使DDE处于一个停滞不前的发展状态, 导致目前DDE通讯速度要明显低于OPC。D D E的服务机制也比较脆弱, 在生产指挥系统中8 1 3、BENTLY等系统都使用DDE服务, 导致在这部分的数据采集中更容易出现问题;在实施力控系统数据采集的时候, 由于技术人员很了解力控软件的开发过程, 将力控的系统服务进行了升级改动, 使对外通讯能力达到数采的基本要求, 才保障通讯的正常进行, 所以, 技术相对落后的力控系统对数据采集以及以后的采集能力的升级也是一种制约;目前OPC技术比较成熟, 但我们装置中工控机的控制系统大都是90年代左右的产品, OPC Sever的技术也已经大大落后, 我们不得不采用一些小的技术措施, 在不影响工控机本身的数据处理速度的前提下, 降低它系统资源的需求量, 以满足数采需求。

鉴于以上几种情况, 建议将生产装置中的控制系统进行升级或改造, 保证系统对大量系统运算处理更迅速, 对异常事件反应更及时。

人工录入部分数据量大。系统中有人工录入机32台, 人工数据录入点1202个, 要求每小时录入的数据是854个, 每八小时和二十四小时录入的是348个, 从一定程度上加重了岗位人员的劳动强度, 建议在检修改造中将这些点进行改造, 加装能够远传的二次表, 实现自动采集, 以减少劳动强度, 避免人工录入误差。

从总体上来说, 实时数据采集系统在生产中发挥的作用还是有目共睹的。

系统投入运行后, 天然气分公司生产装置的实时数据实现网上不间断浏览, 一方面便于生产管理者及时掌握生产数据, 使公司生产技术分析更具有科学性和准确性, 提高生产管理水平, 具有一定的社会效益;另一方面通过这些及时可靠的生产数据, 能及时发现问题并解决问题, 保证装置的平稳运行, 使之创造更多经济价值。与此同时, 在此基础上建立的信息平台实现生产计划、调度指挥、生产运行、过程监控、工艺技术、管网运行、生产安全、质量管理等专业业务管理, 使企业的生产信息采集、传输、存储和加工处理在相对一致的环境下, 统一考虑、综合优化, 提高整个公司的管理水平, 加速了我们油田向数字化油田迈进的进程。打破了以往的以手工记录和电话上报数据的信息流模式, 缩短了信息沟通的时间, 提高了工作效率, 信息资源得到了充分的共享, 极大地提高反馈速度及生产管理效率。

生产过程数据管理系统 篇2

地理信息系统数据字典生产研究

本文以数据字典生产为研究对象,深度探讨了数据字其的概念、作用、存储方式、内客和标准,是对数据字其生产的一个较为全面的诠释,相信本文的.研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：程雷  作者单位：61512部队,北京,100088 刊 名：科技资讯 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(20) 分类号：P2 关键词：地理信息系统   数据字典   标准  

生产过程数据管理系统 篇3

关键词：本体；索引；top-k

中图分类号：TP315

基于关键词的搜索引擎是目前信息检索的主要方式，现有的互联网搜索引擎主要针对静态网页进行索引，而企业级搜索引擎则更多地关注于文档、视频、图像等非结构化数据的检索。对于电力应用而言，往往同时需要结构化数据和非结构化文本，两类信息的融合成为一个核心问题。而目前的企业级数据都存储于关系型数据库中，查询这些数据，通常需要结构化的查询语言来访问，SQL访问方式需要查询用户知道理解数据库模式，也要懂得复杂的T-SQL查询语句，因此一般适合专业用户。普通用户查询一般通过定制的程序查询接口来访问后台数据库的数据，此种查询方式虽然不要求用户书写复杂SQL查询语句，但是也要求用户知道理解数据库模式[1-4]。对于电力行业，企业级非结构化数据存储于后台关系型数据中，鉴于关键词检索在非结构化数据检索中的直观易用性，本文将关键词查询技术应用到电力生产管理系统中，像使用百度那样通过提交关键词来获取数据库中的相关数据，使用户可以方便、快速地获取所需要的查询结果，同时为了满足市场多样化需求，该系统设计时，对关键词检索进行语义检索扩展。

1 系统研究与设计

1.1 总体设计

根据关系数据库和关键词查询技术特点，参照传统的Web搜索引擎模式，结合本体、索引、预处理、模式图技术，系统划分检索模块、语义检索扩展模块、预处理模块。

检索模块：实现电力生产管理系统非结构化数据检索，采用B/S架构，用户输入关键字，发出检索请求，向用户返回根据排序策略发回的top-k分级的检索结果。

语义检索扩展模块：结合本体、索引技术，实现电力生产管理系统非结构化数据检索具有语义检索功能。

预处理模块：采用预处理技术，实现电力生产管理系统非结构化数据检索系统具有预处理功能，提高系统查询效果。

1.2 检索模块

该模块主要有关键词处理器、元组集生成器、候选网络生成器、候选网络生成器组成。关键词处理器：把用户提交的关键词集进行分词、消词等相应处理，使连续的字序列按照一定的规范重新组合成词序列，消除其中冗余关键词和重复关键词，从而得到更合理的查询关键词集。

元组集生成器：利用数据库管理系统提供的全文检索功能建立IR引擎，将后台关系型数据库中的具有文本属性的每个关系生成元组集，将那些与处理后的关键词相关的非空元组集保留下来，当且仅当关系中元组和处理后的关键词相关大于零时，该元组才被插入元组集。

候选网络生成器：利用元组集生成器生成非空元组集对关系数据库模式图进行扩展，形成元组集图，采用相应算法扩展元组集图，生成结点不超过预定最大允许结点数的候选网络。所谓候选网络，也称元组集连接树，也是可以看做是要用来产生关键词查询潜在结果的JOIN表达式[5-6]。

候选网络执行器：候选网络执行器采用搜索算法执行候选网，依据评分函数排序策略，计算出查询关键词和检索结果的相似度值，依据相似度的大小，生成最终top-k查询结果返还给用户。

1.3 语义检索扩展模块

该模块结合本体、索引技术，使用户可以通过SQE自由选择是否对查询关键词集进行语义扩展，将其转变为具有语义关键词检索，将该模块应用到项目电力生产管理系统非结构化数据检索系统中，可使得该系统具有语义检索功能。此方法可有效的提高检索结果的查全率，并改善查准率[7]。

1.4 预处理模块

该模块主要有关系选择器、元组集生成器II、元组集图生成器、候选网络生成器、TSCN索引组成。

首先生成数据库模式图，根据生成的业务数据库模式，关系选择器通过特定方法选择出存储非结构化数据的关系，并将此关系看做一个元组集，根据关系的主外键依赖关系，将组合列表的每一种情况进行处理，通过元组集图生成器模块生成相对应元组集图，在最大允许候选网络的大小的限制下通过候选网络生成器模块广度优先遍历元组集图生成候选网络，并将预处理后的候选网络预存到CNs数据库中，并建立相应的TSCN索引。只要数据库结构不变，预处理只需要执行一次。

2 结束语

面向电力生产管理系统非结构化数据检索系统，可是改变用户访问关系数据库的方式；能够有效降低非专业用户获取后台业务数据库的检索门槛，更有效地使数据产生价值；降低业务数据检索的复杂性，使用户方便、快捷地获取有价值的数据信息，综上所述，面向电力生产管理系统非结构化数据检索系统的应用开发研究具有重要的意思和电力企业强烈的应用背景。

参考文献：

[1]H.He，H.X.Wang，J.Yang， et.al.BLINKS：Ranked Keyword Search on Graphs.The 2007 ACM SIGMOD InternationalConference on Management of Data，Beijing，China，2007：305-316.

[2]G.L.Li，B.C.Ooi，J.H.Feng，et al.EASE： An Effective 3-in-1 Keyword Search Method for Unstructured， Semi-structuredand Structured Data.The 2008 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data，Vancouver，BC，Canada， 2008：903-914.

[3]L.Qin， J.X.Yu，L.J.Chang，et al.Querying Communities in Relational Databases.The 25th International Conference onData Engineering， Shanghai，China，2009：724-735.

[4]L.Qin，J.Yu，and L.Chang.Ten Thousand SQLs：Parallel Keyword Queries Computing.In Proc of the 2010 ACMSIGMOD Conf.on Management of Data（SIGMOD 2010）.Beijing：ACM，2010.58-69.

[5]Ju Fan，Guoliang Li，Lizhu Zhou.Interactive SQL Query Suggestion：Making Databases User-Friendly.In Proc of the 25thInt’l Conf.on Data Engineering（ICDE 2011），1189-1204.

[6]Yanwei Xu.Scalable Top-k Keyword Search in Relational Databases. Database Systems for Advanced Applications -17th International Conference，DASFAA 2012，Busan，South Korea，April 15-19，2012：65-80.

[7]J.Zhang，Z.Peng.Si-SEEKER： Ontology-based Semantic Search over Databases.The 2006 Knowledge Science，Engineering and Management，First International Conference，Guilin，China，2006：599-611.

生产过程数据管理系统 篇4

数据采集系统利用卷接包车间各种设备本身己有的数据接口, 建立起面向生产现场的数据采集系统, 实现卷包车间各种设备现场数据的实时采集、传送, 为生产实时指挥、企业信息管理提供依据。数据采集系统的建立也为车间各部门与生产现场之间架设了一条快速的信息通道。生产现场的实际情况可以实时准确地传送到各级管理部门;管理人员根据现场情况所采取的应变措施和调度指令也可以实时传送到指定的生产现场。进一步加快异常事件的处理速度, 提高企业生产管理的效率。

1 系统的总体架构

数据采集系统以卷包车间为最终用户, 以生产相关设备数采数据为基础, 涵盖车间现场管理、车间设备管理、车间质量管理和车间生产过程监视四大方面内容, 同时和厂级MES系统、物流系统等第三方系统交互进行数据交换。

2 数据采集的主要范围

卷包车间设备的种类非常多, 包括卷烟机、包装机、封箱机、发射机、成型机、残烟机等, 而每种设备又有多种型号, 所以实现车间内各机型设备的数据采集工作是一项繁琐的工作, 为保证操作人员的使用方便性, 数据采集客户端针对不同机型都采用了相似的操作界面。另外, 对于车间内使用频繁的质量检测仪器及生产相关的辅助设备也将其纳入到数据采集的范围。

3 数据采集系统各设备数据采集的关键技术

3.1 PROTOS70卷烟机组的数据采集方案

PROTOS70卷烟机组的SRM系统已经改造成了HJYSRM系统 (国产化机型为ZJ17型, 即控制系统改造成S7-400 PLC控制, SRM系统改造为HJYSRM系统) , PROTOS70卷烟机组数据采集是由SRM系统负责的, HJYSRM系统的现场显示终端采用西门子的PCBOX620, 软件运行在WINDOWS平台上, 具有完整的数据采集功能, 并可以提供相应的数据接口。经协调鸿捷源公司开放数采接口, 通过TCP/IP方式与显示终端的63161端口进行通信, 就能够接收到卷烟机台的各种信息。对于PROTOS70卷接机组, 数采软件直接运行在原显示终端上, 不需再新增任何硬件设备。数采软件通过原显示终端的以太网接口与车间工业以太网相连, 实现与上位机的数据双向通信。

3.2 ZJ112卷烟机组数据采集方案

ZJ112是常德烟机厂生产的新一代卷接机组, 采用S7PLC控制。目前国内安装的ZJ112卷接机组有两种, 一种是国外进口组装的, 电控部分采用MLP系统, 其数据对外是开放的。另外一种是常德烟机厂自行开发生产的国产化设备ZJ112, 其电控部分由深圳鸿捷源公司开发, 所采用的技术与PROTOS70相似。

3.3 ZB47包装机组数据采集方案

ZB47是上海烟机厂生产的新一代包装机组, 电控系统采用MICROII系统, 设备本身具有完整的数据采集功能。与GDX1/X2系列包装机组不同的是, ZB47包装机组有两个主站 (CNT) , 而且OPC上预留了以太网接口。因此, 可以直接从OPC上采集现场数据, 而不必像GDX1/X2一样从GD-LAN上去采集原始数据。经过分析, ZB47包装机组OPC上安装了Windows操作系统, 并安装了ORCAL数据库作为其数据存储。所以这里有两种方式可以尝试, 一种是自行分析其数据库表结构, 将所需要的数据从数据库中直接取出, 另外一种是由上海烟机厂开放数采接口, 通过接口软件来读取机台信息。这两种方法各有优势, 第一种速度快, 中间环节少, 但可能存在结构分析不正确读取错误的情况出现。第二种读取数据安全可靠, 但增加了中间环节, 若中间接口软件出现问题, 就会造成数据不能上传。

3.4 GDX1/X2包装机组数据采集方案

GDX1/X2包装机组均采用MICROII电控系统。MICROII是GD公司于90年代中期推出的基于PC的新一代电控系统, 具有完备的本机数据采集功能, 现场数采站通过ARCNET网卡, 直接与原设备的GD-LAN网相连, 使其成为GD-LAN网络的一个透明节点。数采站按照数据通信协议的规范向CNT发送数据请求指令和参数控制指令, 同时根据该规范对所接收的数据包进行正确的处理, 即可以实现OPC上的所有功能, 也就完成了现场数据的实时采集功能。在数采站上可以实现原有OPC上的所有功能, 可以以中文方式实时显示设备概要图、各种统计报告, 也可以通过数采站查询和修改各种控制参数, 可以完全替换原OPC。

S90连接装置也采用MICROII控制, 其现场数据已集成到了GDX1/X2的OPC上, 因此, 可以直接从GD-LAN上采集S90的数据。数采站软件运行在WINDOWS XP环境下, 除了实现数采功能外, 还完全实现了原OPC上的所有功能。此外, 数采站同时通过以太网卡连接到数采主干网上, 可以实现与数采上位机间的数据双向传送。

3.5 FOCKE包装机组数据采集方案

FOCKE包装机组是德国FOCKE公司上世纪90年代生产的硬盒包装机, 由350&802、401、408等三部分组成, 原机每一部分均采用西门子的S5-135PLC进行控制, 组成了一个内部DP网, 在350、401、408部位的S5-135PLC上均安装了CP5431模块, 现场数采站通过CP5613接口卡与FOCKE的DP网相连, 即可实现各种数据的实时采集并完全实现原显示终端上的所有功能。对于已经进行PLC改造 (升级成S7) 的FOCKE包装机组, 其工控机人机界面采用Wonderware的In Touch组态软件进行开发, 通过在工控机上安装Wonderware的FSGateway软件将机台信息进行OPC发布, 用以太网口与数采站网口相连, 实现各种现场数据的实时采集。

3.6 质检仪器数据采集方案

卷包车间质检仪器一般包括质检室内综合检测台、机台现场安装的在线检测仪器以及机台现场安装的电子秤等设备。电子秤一般带有RS/232接口, 增加光电隔离装置, 由机台数采站通过RS/232接口与之相连, 可实现烟支重量数据的采集。对于质检室内的检测仪器, 目前一般是英国莫林斯公司生产的QTM系列烟支综合测试台。经过查阅资料, 其数据接口为一个25针的串口。按其针脚定义找出RS、TS、GND三根线, 转换成通用的9针串口, 通过RS/232接口卡与现场工作站连接, 实现质检仪器的数据采集。机台现场的在线质检仪器一般为近年安装使用, 其数据可以直接通过以太网接口写入数据库中实现数据的采集。

4 数据采集管理系统的主要功能

数据采集管理系统的主要使用对象是卷包车间内部相关业务员, 及卷包车间领导、相关处室领导等, 系统数据信息量大, 详细记录现场的各种实时数据。在功能上要根据不同的使用对象对数据进行分级、分类的分析和展现。另外数据采集系统要与厂MES系统进行数据的传输, 其接口功能实现也是十分重要的。主要实现以下功能:

1) 卷包车间生产数据分析功能, 对车间生产过程进行监控。系统实时显示各类型生产机台的状态, 包括当前生产牌号、机台产量、机台效率、剔除量、运行速度、停机时间、停机次数等。对各机台数据进行横向对比或进行历史数据的查询对比, 并可生成多种图表进行对比。

2) 卷包车间设备管理功能, 对车间设备进行保养、润滑、维修及设备运行状态管理。系统可以记录设备保养信息及保养时间是否存在开机生产的情况, 记录设备的维修记录, 并可以作为维修经验库进行查询。可以查询设备的停机记录、停机原因, 并根据历史数据进行分析, 可做到预防性维修。

3) 车间现场管理功能, 实现机台在线交接班, 在线自检自控管理。将原来挡车工记录的纸质内容全部无纸化, 既做到了操作简单, 又可以长期保存, 查询方便。

4) 车间质量及工艺管理。将质检仪器、机台在线检测仪器、机台电子天平等数据进行图表分析, 可详细了解每一台设备生产加工的工艺质量水平。可以将各生产牌号最新的生产工艺标准及时下达到机台。

5) 生产制造执行系统 (MES) 的接口管理。数据采集系统要接受MES下达的生产计划, 将其下达到机组, 将生产情况实时反馈给MES系统, 并向MES系统提供设备运行状态的各种数据、提供设备维护管理的各种数据、提供产品质量的各种数据及其它实时的生产数据等。

5 系统使用效果

数采管理系统的使用效果显著, 对信息技术的开展带来了巨大的影响。具体表现在:

5.1 提高了车间领导对车间现场的管理能力

系统实施后, 车间领导对车间信息的获取速度大大提高, 可以随时知道生产产量的统计, 各牌号的生产信息, 机器运行情况等车间运行数据。通过这些数据可以帮助领导对生产进度进行及时控制和对设备状态做出及时的了解。

5.2 减轻了车间人员工作的量

通过数采系统可以大大减轻车间人员的工作量, 车间工作人员可以在办公室前了解每台机器的生产情况, 每班产量数据。机器运行情况, 产量剔除等等机器, 摆脱了以前那种每天每班要去机台抄送数据的历史。

5.3 增强了车间计划安排的科学性

数采系统可根据月生产计划来计算已经完成的工作产量的比率, 作为领导或生产调度可以估计到本月的时实生产情况, 从而改变车间计划安排, 从定性指标向定量指标转变, 增强了车间计划安排的科学性。

在数采系统实施的过程中, 车间业务人员全面参与了系统实施工作, 对数据采集系统的实施、完善起到了很大的推动作用:

1) 数采系统的实施要与车间业务紧密结合, 适应车间业务需要, 不可盲目追求技术的先进与系统的大而全, 满足车间业务需求的系统就是最好的系统。

2) 虽然在数采系统实施过程中, 进行了数采理念与计算机知识培训, 车间人员的业务素质有了一定提高, 但完全熟悉数采整个系统和熟练操作每个功能还是需要在系统使用过程中逐步的实现, 并且在使用过程中也会提出一些更符合实际应用的功能, 来不断的完善数据采集系统。

3) 在系统实施的初期, 会增加车间人员的工作量, 由于业务流程的调整会带来阵痛, 但在系统实施完成后, 带来的管理效益与对工作的帮助是显而易见的。

卷包数采系统满足生产信息化开展的需要, 它提高了卷包车间管理能力以及与生产调度等部门间的信息传递, 增强了生产的调度与组织能力的针对性;对现有生产业务流程进行了优化和整合并以信息技术加以固化, 增强了车间生产信息的收集、汇总和分析能力。为生产管理业务的开展提供了一个良好的管理、使用和发展平台, 使生产业务的开展更加富有成效。随着卷包数采系统的不断完善和发展, 它将推动卷包车间生产管理工作迈上一个新的台阶。

参考文献

[1]郝寿朋, 刘瑞玲.基于CAN总线的数据采集与控制系统设计[J].现代电子技术, 2011 (8) .

[2]苏永芝, 耿玉玲.基于FPGA+DSP的高速中频采样信号处理平台的实现[J].现代电子技术, 2011 (7) .

[3]郑国军, 戴巧琪, 肖德瑞, 等.基于STM32的便携式体检装置设计[J].医学信息:中旬刊, 2010 (8) .

[4]刘明贵, 于謇, 梁昊.基于STM32的岩土工程无线采集系统[J].仪表技术与传感器, 2010 (5) .

[5]赵丽, 肖龙腾, 胡叨福, 等.基于TMS320F2812与AD976的数据采集系统的设计与实现[J].天津工程师范学院学报, 2010 (1) .

[6]张震, 王剑, 黄国辉, 等.高性能通用温度采集仪的研制[J].机电工程, 2010 (3) .

[7]周治良, 李宏顺, 等.基于单片机和CPLD实时数据采集显示系统设计[J].电子设计工程, 2009 (10) .

飞机总体设计过程中的数据管理 篇5

飞机总体设计过程中的数据管理

飞机总体设计中所涉及到的是海量数据,且具有数据种类繁杂的特点,同时具有很高的安全性方面的要求. 在如何利用数据库技术对海量、繁杂的飞机总体设计数据进行合理、有效地分类组织管理方面作了一些探讨. 分析了总体设计过程中所涉及到的数据所具有的特点,对设计过程中的数据进行了归纳分类;提出了利用近年来迅速发展的`面向对象技术对飞机总体设计数据进行分类、管理的概念并给出了一个简单的实例;最后介绍了利用数据库管理飞机总体设计数据的一些需要注意的问题.

作 者：王钢林 武哲  作者单位：北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系 刊 名：北京航空航天大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS 年，卷(期)：2002 28(4) 分类号：V221 关键词：飞机   航空工程   数据库   总体设计   面向对象  

生产过程数据管理系统 篇6

关键词：地房籍系统；矢量数据；数据质量；GIS技术

中图分类号：TP391

地房籍合一管理信息系统是运用GIS、Web等平台建立的图属合一数据库，通过空间数据和地籍、房籍属性合一构建针对图形和属性能够相互查询，关联管理，地籍和房籍信息无缝结合，并具有图形属性输出功能的管理业务系统。能实现宗地登记、产权登记、交易、拆迁、物业管理、房产开发等高效、互联互动式房地产业务管理。运用先进的信息系统技术优势杜绝传统管理模式上的各种漏洞。

目前，重庆市正在推进“以图管地、以图管房、房地合一”数据管理系统的运行。地房籍信息系统的构建是一项复杂的系统工程，是土地房屋管理部门的工作重点，数据是信息系统的基础，源数据质量的优劣，决定了信息系统实际运用价值的大小。源数据包括矢量数据和属性数据。本文从矢量数据收集手段和汇总流程研究来确保数据质量。

1 土地房屋管理信息收集和存在的问题

地房籍管理对象包括国有土地使用权证、房屋所有权证、他项权利证、商品房预售许可证等权证，及开放商、权利人等实体。涉及到登记机关和处室、业务登记人员、政府部分、金融部门、测绘单位和数据库建设人员。基础数据收集数量大、任务重、且历史材料受存储条件限制，有部分残缺不全。

在调查中以土地权属为核心，以地块为基础，对附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息进行验证。其中，“以地块为基础”中的“地块”是地籍信息的基本载体，是具有固定的位置和明确的边界，并可辨认出属性的最小土地单位。传统的地籍管理在宗地发生变更后，权利人和现状都相应的发生变化，如某单位购买了一块国有存量土地，后转卖给企业，再转卖给开发商，开发商修建了住宅小区，内有高档住宅、小区道路、休闲设施、绿化等，开发商办理房地产权证时反映现状的宗地图与原单位购买国有存量土地时的宗地图相差甚大。单凭图件和权利人查找都无法找到共同点，历史轨迹只能追溯到上一次业务流程办理的情况，恢复某一历史数据过程过于复杂。

历史上房屋和土地分开办理产权证，存在一部分只有房产证，和一部分只有土地证的情况。在数据库中就会出现宗地上的房屋空属性或者已经办理了房产证的房屋无法落地的现象。

2 数据库构建中的矢量数据汇总方法

2.1 常规矢量数据汇总

（1）对于历史上无坐标的纸质或者电子版宗地图，利用图上权属界址点位置和相关地物点距离来判断权属线，制作地块。这样做的优点是界址点位置与原始图件一致，不会产生权属纠纷。缺点是以前测量的面积有可能与矢量化以后的地块面积不一致，造成图块面积与权证面积不匹配的情况；界址点现状如果发生变更就无法准确定位界址点。

（2）按照地房籍管理的宗地号和房籍号的顺序来清理档案，优点是避免漏掉和重复清理原地房档案信息。缺点是未能建立地籍档案的地块无法被清理到。

2.2 利用GIS系统的数据汇总

GIS系统是在计算机硬、软件系统支持下，对空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。主要从三个方面来帮助我们进行数据判断汇总：

（1）结合第二次全国土地调查城镇地籍调查数据库。城镇地籍调查是以测量城镇地籍图，建立地籍数据库为目的的调查活动。其成果作为管理土地权属的重要依据。

利用第二次全国土地调查中的城镇调查现状成果，结合土地档案，增加判断位置的正确率。二调中城镇地籍调查成果是按“街道、街坊、宗地号”这样的结构来进行的数据收集，主要体现在城区，具体表现为以“街道办事处—居委会”来体现行政区划关系。与地房籍系统的数据汇总规程一致，可以有效利用。使用二调城镇地籍图的主要目的，是为了各宗地能在控制范围内位置相互接边，以分级控制的形式来确保权属坐标位置的准确性。但二调时间为2009年，会产生调查结果的延时性，部分已经变更的宗地需要单独对待，且城镇地籍调查成果主要集中在规划城区范围以内，对乡镇的地籍调查缺少基础坐标资料。这部分宗地和房屋信息需要测量人员实地外业测绘补充。

（2）结合遥感影像图库。遥感影像图库是具有统一坐标系统的现状影像图件。

影像图经常能帮助我们更直观的感受到房屋周围的情况，比地形图更高的可视化辨识率，让结合遥感影像图的判断几乎没有出现“找不到地方”、“房屋样子看起来差不多，不知道是哪一栋”的情况。使用遥感影像图库的主要目的，是为了给人为的主观判断增加佐证，保证调查质量。调查地籍档案的过程中，因为测量技术的影响，会出现早期的宗地图没有坐标，没有明显的标志性建筑物，且相邻单位权利人早已发生多次变化，无法准确定位的地块。为了节省外业调查的人力和物力，更快的判断地块位置，可以采用遥感影像辅助定位。因其统一坐标系的优势，可以做到影像图和矢量图的结合，大大缩短档案调查时间。

（3）相邻宗地间的拓扑错误修正。拓扑错误是指矢量数据的点，线，面在拓扑上存在肉眼发现不了的坐标点重复，碎线、碎面等错误。如相邻的两宗地存在拓扑错误，会导致面积计算错误，系统判断权属界线交叉的情况。

一般在相邻宗地接合的情况下需要进行拓扑检查，可以采用Arcgis、Mapgis、K9等软件来进行检查。地籍矢量要素在系统中体现为“区”，检查中可能出现“区”的相交情况。

以Mapgis为例，拓扑错误的处理方法一般为平差，

1）在矢量化时，难免会出现一些失误，在该断开的地方线没有断开，这给造区过程带来麻烦，可以使用Mapgis平台中的自动减断线来处理线相交的问题。但该功能是以节点为剪断端点，如果线头刚好超出节点一小段，就会被剪断成微短线。

2）微短线会对拓扑处理和空间分析造成影响，所以这类线是需要清除的，Mapgis平台同样有清除微短线的功能，但是需要自己设置最小线长，以便系统按照用户自己的需要对微短线进行处理。除了微短线，重叠坐标点也属于拓扑错误，这类问题很好处理，删除重叠点就可以了。排除了对区拓扑处理有影响的线和点以后，自然不可避免就会出现线不能闭合的情况。

3）不能形成封闭区域的线被称作悬挂弧段，需要进行节点平差，可以有线节点平差和弧段节点平差两种，平差以后可能造成面积与拓扑处理以前有微小的差异。所以这里需要人为的判断。

只有建立正确的拓扑关系才能构建准确的区文件，保证数据库质量。

3 结束语

总之，矢量数据汇总是数据库建立的基础，它既受地籍测量的技术影响，也受数据调查规程的影响，是地房籍系统构成过程中的重点和难点。地房籍系统作为方便民生，控制管理，交互查询等各方面都信息化的日常管理平台，其基础矢量数据质量不仅会影响今后权属和地块变更的质量，更为权属纠纷、司法调查提供有效的法律依据。一个不起眼的错误可能会造成权利人巨大的经济损失和严重的社会影响。快速准确的完成系统基础数据汇总是今后日常登记变更业务顺利进行的有力保证。

参考文献：

[1]詹长根.地籍测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[2]林增杰，严星，谭俊.地籍管理[M].北京：中国人民大学出版社，2001.

[3]杜海平，詹长根，李兴林.现代地籍理论与实践[M].深圳：海天出版社，1999.

[4]刘家彬，张金亭，胡石元.土地信息系统理论与方法[M].北京：测绘出版社，2002.

作者简介：林芝（1985-），女，重庆万州人，2007年毕业于淮海工学院测绘工程专业，助理工程师，现主要从事地籍测量和地房籍系统运用。研究方向：计算机数据汇总。

生产过程数据管理系统 篇7

烟叶生产受自然条件的制约, 具有区域性、分散性和差异性等特点, 烟叶生产过程涉及到烟叶公司管理人员、烟站管理人员、烟农等角色, 生产过程数据采集汇聚难。如何充分采集利用各类数据, 及时掌握烟叶生产动态, 加强对生产关键环节的控制, 是烟叶生产过程管理的重点。

本项目设计了基于Android和Web的烟叶生产过程数据采集报送系统, 应用信息化手段, 固化信息采集报送流程, 以报表自定义的形式, 实现生产过程中各类信息的高效采集、快速统计、数据共享, 为烟叶生产经营管理提供决策依据。

1 系统开发环境

整个系统采用Tomcat作为Web服务器, 以Java和Jsp作为主要开发语言, 数据库采用Oracle[1], 智能手机终端采用Android2.2以上版本。

2 系统设计

该系统用户主要包括烟站小组成员 (烟农) 、烟站信息联络员 (烟站负责人) 、烟叶公司信息管理员 (烟叶公司管理人员) 等。烟站小组成员负责采集烟叶生产过程中的数据;烟站信息联络员负责审核本站报表、统计查看本站报表、本站员工管理、本站基础信息管理;烟叶公司信息管理员负责定制报表、报表下发相关设置、定制报表审核流程、统计查看报表、审核报表、组织机构管理、系统管理等。

2.1系统架构设计

如图1所示, 烟站小组成员利用烟叶生产过程数据采集报送平台的Android移动终端, 进入到烟叶生产的现场, 进行数据采集, 在Wi Fi网络环境下将数据上传到系统服务器, 服务器对数据进行分析处理存储等操作;烟站信息联络员、烟叶公司信息管理员在Web客户端通过浏览器对系统根据角色进行访问、操作烟叶生产过程数据采集报送系统。

2.2 系统框架设计

系统整体框架设计如图2所示, 其主要作用如下:

(1) 移动应用层:Android移动终端, 主要用于烟叶生产过程数据采集、上传、查询等。

(2) Web应用层:使PC用户能够通过浏览器进行访问, 实现对上传的数据审核、统计、查询, 以及数据报表定义等功能。

(3) 应用支撑层:为系统提供安全认证、接口服务、数据服务等。

(4) 数据层:服务器端采用Oracle数据库存储烟叶生产过程报送的数据和各项基础信息数据。

(5) 基础层:主要包括操作系统、网络系统、安全系统、接口通讯等基础组件。

3 Android移动终端设计与实现

3.1 Android移动终端架构

Android移动终端分为三个模块:UI界面、逻辑处理和数据交互[2]。

UI界面:UI界面是软件与用户交互的窗口, 通过对系统的功能需求分析, 调用Android系统自带的UI控件, 并按照一定的布局将它们组合起来, 从而实现系统的功能。

逻辑处理:主要功能是通过调用相应的方法接口, 将用户的操作请求发送到服务器端, 并从服务器接收返回的数据, 经过处理之后显示给用户。

数据交互:用于与服务器进行数据通信。基于Wi Fi网络连接, Android移动终端通过Http URLConnection类向服务器发送HTTP请求 (Request) 和获取HTTP相应 (Response) 。

3.2 Android移动终端功能模块设计

Android移动终端整体功能设计如图3所示。主要模块功能如下:

用户登陆模块主要包括用户注册和登陆。在用户登录验证时候, 需要和服务器做交互, 服务器端要做用户名密码验证。当验证通过后, 服务器端把验证结果和用户需要填写的报表表单传送到客户端。

信息采集模块包括信息采集、报送审核、上报报表查询、待办任务提醒, 采集生产类、经营类、技术类、基建类、专业化服务、综合类等数据, 用户在现场采集数据录入保存。

采集查询模块用于查询已经保存的采集信息, 可以对采集信息进行修改、删除和提交。

我的信息主要是用于显示用户的基本信息, 点击屏幕中的刷新按钮可以从服务器端获取最新的信息数据。

系统设置模块用于提醒已经保存的采集信息, 填报报表有时间限制, 在时间限制内的前一天没有提交的用户将以系统通知的方式提醒用户。可以选择震动提醒和声音提醒。

3.3 Android移动终端软件界面设计

Android移动终端的UI界面根据系统各模块的功能需求设计为多个界面组成, 每一个xml布局文件对应一个Activity。Activity是Android程序的表现层[3]。

4 Web客户端设计与实现

Web客户端为用户提供一个基于Web的管理系统, 用户使用PC机通过浏览器访问系统服务器, 对上传的烟叶生产过程数据进行统计、查询, 及时了解各烟站、烟农的生产现场状况, 以便于采取相关措施, 有效防御危害因素, 从而保障烟叶的正常生产经营。同时根据权限分配登陆系统, 烟站、烟叶公司人员分别根据角色权限对各项信息进行查询、统计、添加、删除等操作。

Web客户端整体功能设计如图5所示。用户通过浏览器访问服务器, 首次登陆系统的用户需要进行注册。Web客户端主要模块功能如下:

报送审核模块用于对采集的数据进行逐级审核。

报表查询模块可按时间、按组织结构等进行多维度查询, 可对数据项进行相应的运算和汇总, 提供相应的饼图、柱状图、线性图等形式为管理者提供数据展现。

考核评估模块用于对烟农、烟站工作人员数据采集工作的考核评估。

报表定制模块根据实际需要提炼出报表需显示的指标信息以及指标所对应的数据项的运算汇总, 实现报表样式根据实际需要的灵活定制以及相应数据项的运算和汇总公式。

基础信息模块包括乡镇基本信息管理、种植主体信息管理、组织机构管理、员工管理。

系统管理模块包括基础数据管理、角色管理、菜单管理等。

5 结束语

随着信息化建设的不断发展, 将信息化技术手段加入到烟叶生产过程是推进烟叶生产信息化建设的重要途径。文章提出的基于Android和Web的烟叶生产过程数据采集报送系统, 使烟叶公司烟站员工能够在烟叶生产现场进行即时的数据采集操作, 同时方便烟站及烟叶公司管理人员及时掌握烟叶生产过程中的信息, 以便对烟叶生产过程进行及时管控。该系统目前在安徽皖南烟叶有限公司实现了应用, 取得了良好的效果。

参考文献

[1]王志军, 孙月霞, 张素庆.基于Web开发的几种服务器端脚本语言的分析与比较[J].计算机应用研究, 2006 (3) :14-16.

[2]郭金尚.Android经典项目案例开发实战宝典[M].北京:清华大学出版社, 2013.

生产过程数据管理系统 篇8

关键词：Web Navigator,生产数据发布系统,管控一体化

0 引言

现在大型工业企业管理中,往往会建设若干个相对独立,具备各自系统特色的PLC控制系统,并设置专人值班监控,定时记录系统关键点的参数值,上报到总调度室,由此形成类似传统信息孤岛的生产现场数据孤岛。

本文以河北某大型钢铁企业中下属的焦化厂为背景,阐述通过Win CC Web Navigator将生产现场的多个PLC站点实时数据汇总,安全、实时地呈现在调度和管理人员面前,为企业的管控一体化提供了一个基础平台。

1 系统拓扑设计

该焦化厂于2007年开工建设,采用了先进的PLC控制系统对生产过程进行实时监控和管理。该厂生产现场网络采用西门子工业交换机组成光纤环网连结各个PLC功能站点,在系统上线以前,现场网络为一个独立的局域网,和办公网络在物理上隔离。一个车间可能具备既铺设了现场网,也铺设了办公网。

要实现在办公网中能够实时查看到现场网中的PLC运行数据,必然要打通连接两个网络。为了保证生产现场网络的安全,采用了清华比威的UF3504网关来进行安全隔离。

生产数据发布系统的实际网络拓扑结构如下:

2 生产数据发布

2.1 数据发布功能需求

系统采用西门子Win CC软件套件中的Web Navigator作为发布工具,将Win CC监控画面发布成可通过IE在线浏览的页面。

根据客户的实际要求,确定生产数据发布系统的主要功能为:实时采集PLC关键数据点并储存到数据库,通过Win CC设计数据发布画面及趋势图,并通过Win CC的WEB发布控件进行发布,供调度和领导决策参考。

生产数据发布主要涉及:8个PLC工作站、1500个左右变量、45个监控画面、41个趋势图。

2.2 发布画面设计

作为发布的画面,其最主要的特点是:能够实时显示现场PLC控制变量的状态或数值,屏蔽了所有对现场设备的控制、设定、修改等操作。管理人员只能查看生产现场状态,而不能做任何变更,这样在系统中可以保证现场PLC设备的安全及责任区分。

画面设计的主要过程如下:

1)在服务器建立发布用的PLC站点程序;

2)复制现场工作站已完成的PLC站点程序;

3)在服务器站点程序建立到各P L C的连接(参照各个站点程序);

4)将各站点程序变量复制到服务器,为减少授权数量,需删除不需要的变量;

5)摘选各站点程序的画面及趋势图复制到服务器站点程序目录下,并规范命名;

6)修改摘选画面:删除不必要的画面元素;对画面进行重新布局,统一画面宽度;去掉画面的所有操控动作,防止管理人员操作到生产现场设备。

7)做导航画面,根据多站点发布的特点,设计了三级画面的结构:系统首页,显示全部八个站点链接;站点页面,显示站点的主要画面及趋势图链接;实际画面,包括监视画面及趋势图;每个下级页面设置返回上级页面的链接按钮。

系统三级画面图示如图2所示。

2.3 用户权限设置

Win CC程序具备完善的权限管理体系,设置权限方式如下:

1)管理人员权限:可查看所有站点的实时监视画面和趋势图;为系统管理员及公司高层、总调度人员

2)一般人员权限:为车间管理人员使用,可查看自己管理的车间站点画面。

2.4 数据页面发布

通过Web Navigator的发布向导,将全部或者指定的画面发布到服务器的WEB站点,使用人员打开IE浏览器(仅支持IE内核的浏览器),在地址栏输入服务器IP回车,输入提示的用户名和密码,即可实时查看生产现场数据了。

3 结束语

通过短期开发,整合了8个站点的45个实时监控画面、88个关键变量的趋势图。经过用户的实际使用,符合用户的操作习惯及实际需要,该系统得到了焦化厂用户的认可。

参考文献

生产过程数据管理系统 篇9

一、课程改革，教育发展趋势

教师对于数据库管理系统课程应该有着深刻的认识，这是软件技术专业中极为关键的学科。对软件技术专业课程改革，必须要把计算机应用基础、C语言程序设计、C#数据库开发、ASPNET程序等作为重点知识教学。

1) 课程设计。

在课程设计过程中必须要选择一个适合学生的课程项目, 并且对整个工作任务的过程进行有效安排。而数据库管理系统课程不仅要重视理论知识的学习, 还应该在课外实践活动上进行设计, 如:实训课程、模拟实验等, 都是课程设计中需要涉及到的内容。

2) 素质培养。

培养良好的学习素养不仅能提高学生的学习兴致, 还能改善学习效率。数据库管理系统课改需包含的内容关系到了理论和实践两大方面。如:就具体任务中运用到的操作技能, 职业素养、学习环境等;对于不同的学习课题都应该积极转变导向, 更为深入的锻炼学生的技能。

二、题材内容，课改工作基础

数据库管理系统课程的题材内容是整个教学课改的重点，在基于工作过程的课改中，对于题材内容的选择必须要坚持“理论知识与实际技能相结合”的原则，对课程题材进一步完善。

1) 注重理论知识积累。

在新的课程改革中, 要按照一个具体的项目及其工作过程作为参考, 对教学内容整合、序化。在教学过程应该结合数据库管理系统的内容对相关的理论知识详细阐述, 让学生能够掌握各项理论知识, 在今后的工作中能运用自如。

2) 增强管理技能水平。

在市场人才需求调查中, 笔者发现当前很多企业继续SQL数据库工程师这类人才, 因而课改中要把增强学生的管理技能水平作为重点工作, 重点培养:运用T-SQL语句开发、数据库改进、数据库性能维护 (见图一) 、数据库编程等方面的实际技能等综合能力。

三、教学方式，改善教学工具

良好的教学方法是保证教学工作顺利开展的基础，基于工作过程的数据库管理系统课改应对传统的教学方式进行分析，建立“高效率、高质量、高水平”的教学方法。

1) 驱动法。

依据数据库管理系统课程的特点, 见图二, 在课改中坚持以开发“教务管理系统”项目作为重点内容, 把完成教学工作任务当做具体的目标。通过这一环节让学生改变学习心态, 积极参与到学习过程中, 提高自己的学习意识。

2) 引导法。

引导法是基于工作过程的数据库管理系统课改中较为创新的一项措施。其主要是运用教师的引导来发散学生的思维, 结合分组讨论的形式掌握项目任务的要求和流程, 在项目任务实施过程中, 要求学生把实践中出现的问题记录下来, 正确引导他们研究问题。

四、实训学习，增强技能途径

提高学生的技能必须依赖于课改中的实训学习，通过为学生创造良好的实训环节来培养技能水平是课改中不可缺少的内容。应从校内、校外两大方面对学生的实训课程进行改革。

1) 校内实训。

课改中, 需把学校现有的实训室作为主要的数据库实训室, 让学生能够完成课程中所需的单项技能训练、综合技能训练要求, 对自己的技能水平进行一定的锻炼。而计算机则是校内实训不可缺少的硬件设施。

2) 校外实训。

当学生掌握了理论知识、实践能力后, 必须要把教学阵地转移到校外, 主要是一些软件开发的企业。只有走上社会, 走进企业, 学生才能真正验证自己的学习状况, 发现问题后及时改进。

五、结论

基于工作过程的数据库管理系统课改是一项综合性的工作，在改革过程中不仅要提高学生对数据库系统管理的理论知识熟悉能力，还要增强对知识的实际运用能力，从而达到课改的最终要求。

参考文献

[1]朱晓军.研究基于工作过程的数据库管理系统课改[J].教育研究, 2009.

[2]张文生.有关数据库管理系统课程改革的问题分析[J].江海学院院报, 2008.

生产过程数据管理系统 篇10

为了解决以上各种问题,只有开发基于实时数据库系统(Real-Time Database Sy stem,RTDS)的生产调度系统,才能从根本上解决问题。

1、系统概述

重钢炼铁厂原有3#高炉、4#高炉、5#高炉区域十几套相对独立运行的PLC控制系统,无法实现数据共享和统一调度,制约了企业的发展,根据需求利用现有的西门子自动化软、硬件设备和北京印步公司实时数据库软件e DNA(enterprise?Distributed?N etwork?Architecture企业级分布式网络架构)来构建炼铁生产调度系统。

2、系统设计

炼铁生产调度系统的核心是实时数据库软件e DNA,e DNA负责获取数据,并通过WEB发布服务器将收到的数据动态显示到用户的IE浏览器[3]。数据库服务器主要负责数据的汇总发布,为数据分析提供依据。

2.1 数据库系统结构

采用分布式系统结构,使用3台数据采集机作为OPC服务器,用作3#高炉、4#高炉、5#高炉三个区域的数据采集,各高炉数据采集机物理上分散,并行运行。考虑到现场数据量很大,为减轻系统负荷、提高系统效率,使用两台具有冗余功能的实时数据库服务器,一台作为数据库服务器;一台作为WEB发布服务器,互为备用。

2.2 网络设计

炼铁厂整个系统的网络有两层:一层是由PLC控制站和操作站构成的工业以太网,另一层是由调度室、厂级各科室组成的管理网。通过数据采集机将二者连接起来。为保证网络的高速性,数采机通过西门子CP1613 A2卡与工业以太网相连,再通过光缆将数据送到实时数据库服务器,然后通过WEB服务器发布并显示给用户电脑,为现场数据的共享提供了可靠的硬件基础。其网络拓扑图2:

2.3 安全措施

实时监控系统在服务于生产的同时,更要保证其安全性,若现场控制层的操作站或控制站遭到病毒和黑客的攻击后,将会产生重大生产事故,为此采取如下保护措施:(1)服务器安装杀毒和防火墙软件,抑制管理网内的病毒传播;(2)服务器和数采机之间装有硬件防火墙,并设定严格的安全访问机制。

3、生产调度系统功能及关键技术:

3.1 系统功能

生产调度系统可在线存储每个工艺过程点的多年数据,并提供清晰、精确的监视画面,用户既可浏览当前的生产情况,也可查看历史记录,完全符合容量大、可靠性高、响应速度快的要求[5]。

3.1.1 系统分布式架构

e DNA是分布式数据库系统,并支持集群工作方式。进行系统扩充时,不必更换原有硬件,只要添加扩充部分设备、安装扩充所需软件后即能达到扩充的目的[6]。

3.1.2 数据无损压缩技术

数据库系统采用无损压缩技术,每个过程工艺点的数据可以在线高精度保存,恢复得到的数据和原始的数据是完全一致的。

3.1.3 数据缓存功能

所有实时服务(包括实时服务,计算服务等)都具有数据缓存功能,待检测到通讯正常后,自动将缓存数据写入历史服务器上保存。

3.1.4 在线趋势浏览和分析

趋势图提供了用实时与历史曲线的方式分析过程数据的工具。趋势图的来源既可以来自实时数据库,也可以来自历史数据库。如图3所示:

3.1.5 报警管理

报警管理能够方便定义监控点的报警,实时报警显示当前正在进行的报警,历史报警追溯过去一段时间内出现过的报警。报警显示内容包括报警时间、点标签、报警值等信息。

3.1.6 过程画面管理及浏览方式

应用画面放在服务器上进行统一管理,可统一进行删除、添加、修改;所有显示画面均采用C/S模式或B/S模式浏览。用户使用B/S模式浏览时计算机不需要安装e DNA软件,用户会在第一次浏览画面的时候自动下载显示控件[1]。

3.2 关键技术

项目关键技术是:

(1)如何实现数据服务器与现场控制系统之间的联网数据通讯。由于炼铁厂各系统PLC均采用西门子产品,故通过STEP7 V5.3的OPC Server实现西门子PLC与实时数据库的通讯。OPC(OLE for Process Contro l)是对象链接和嵌入技术用于过程控制方面的应用,为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁[4]。

(2)如何保证整个自控系统与调度系统运行的安全。1)在PLC控制系统中,使用“L”、“T”等单向传送语句[2],并配合使用专用PLC数据块,将参与控制的原始数据一分为二,实现数据采集的独立通讯,完全意义上做到互不影响;2)在数据采集网络和现场工业以太网之间设立硬件防火墙,保证工业以太网与互联网的硬件隔离,确保网络安全。

4、系统运行效果

系统自2008年投运以来,运行稳定,实现了全厂统一管理和调度,很快成为管理人员的得力助手,收到良好效果,主要表现在以下几个方面:

(1)提高生产管理效率。管理人员在办公室就可通过IE浏览器了解全厂各个工艺数据的实时变化,为生产决策提供第一手资料,生产节奏明显加快。

(2)提高了生产调度的快速性和准确性。为生产调度人员以最直接的方式提供了生产工艺的实时数据,弥补了以往打电话速度慢、失误多的缺点。目前该系统已成为生产调度人员必不可少的工具,确保了炼铁的高产顺行。

(3)实现了数据的整合与共享。数据从各子系统直接采集进入系统,实现了炼铁平台的数据共享与整合,并为数据的上行进行了整合,并预留端口。

(4)确保生产的稳定性。有效避免了很多安全事故,减少了非计划性休风次数,很大程度上保证了生产的稳定性、安全性并延长了生产周期,取得显著经济效益。

(5)生产工艺水平提高。利用该系统为辅助工具,对原有设备管理及工艺进行差异性分析,及时进行改进。反过来利用管理中的需求对系统进行不断地升级,从而形成企业管理和监控系统之间相互促进的良性循环。

5、结语

炼铁生产调度系统的成功应用,使炼铁平台生产数据得以共享,将办公室和工业现场连接起来,填补了管理调度层与过程控制系统之间的空白,实现了整个生产平台的实时监控、数据存储、处理、异常分析、远程管理调度,提高了炼铁劳动生产效率和管理及操作水平、减少炼铁生产事故,在节焦增铁和降低成本上具有显著的经济效益和社会效益。

摘要：重钢集团股份有限公司炼铁厂生产调度系统采用实时数据库为数据中枢,实现对整个生产平台的实时监控、数据存储处理、异常分析、远程管理调度,打破了传统管理模式,在炼铁生产中发挥了举足轻重的作用。

关键词：RTDS,OPC,分布式结构,生产调度系统

参考文献

[1]瑚谷雨.Stevens W R.TCP/IP详解[M].译.北京:机械工业出版社,2002.

[2]廖常初主编.S7-300/400 PLC应用技术[M].-北京:机械工业出版社,2005.1.

[3]eDNAWeb管理员手册[M],2008.

[4]SIMATIC NET Introduction to the OPCServer for SIMATIC NET Manual[M],2008.

[5]eDNA用户手册[M],2008.

《数据的传输过程》教学案例 篇11

本课教学内容是教育科学出版社出版的高中《网络技术应用（选修）》第三章第二节网络通信的工作原理中的第一课“数据的传输过程”，内容包括网络协议、OSI层次模型、TCP/IP协议体系和网络中数据的传输，内容比较抽象，学生很难通过实践操作或亲身体验来获取新知识，但却是网络的基础内容。本节内容在教材中起承上启下的作用，只有在理解网络数据传输过程的基础上，才能更好地理解数据交换技术的作用，才可以更好地理解网络服务。

学情分析

本课学习对象为江苏省无锡市太湖高级中学高一年级学生。随着因特网的发展与应用范围的扩大，因特网提供的各种功能学生已经比较熟练。学生们喜欢网络游戏、QQ聊天，收发E-mail，但是真正能了解网络数据通信工作原理的学生却寥寥无几。本课利用成语猜谜游戏、Flash动画、模拟操作等手段来提高学生学习的积极性，让抽象的知识变得有趣、有意义，便于理解和掌握。

教学目标

知识与技能目标：理解OSI模型及TCP/IP协议的基本知识，理解网络中数据传输的过程。

过程与方法目标：通过动画演示与实践对比理解OSI参考模型及网络中数据的传输过程，通过实例操作体验互联网中TCP/IP协议收发E-mail的过程。

情感态度与价值观目标：感受通信技术在网络互联中的核心价值，体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧。通过实例操作体验来提升学生解决问题的能力。

教学重点、难点

重点：OSI参考模型各功能层的功能；TCP/IP协议的核心内容及其特点。

难点：结合实例，分析网络中数据传输的过程。

整体思路

从教学内容来看本节课是一节纯理论的课程，而且内容比较抽象。首先，在导入时让5位学生完成一个游戏：通过形体语言传输一个成语信息，最终得到一个错误数据。借助此游戏来分析数据传输过程中数据出错的原因。通过“游戏导入、问题设疑”的方式引出“约定”和“功能层”的功能，为后面讲解OSI的层次模型、TCP/IP协议的层次结构埋下伏笔。其次，采用事件驱动的方式。在理论内容讲授的过程中形式不能过于平缓，适当地让学生参与到授课过程中及时捕捉学生的情绪。从OSI层次模型到TCP/IP协议模型的过渡穿插一个验证计算机上安装的TCP/IP协议的过程，教师在此基础上具体讲解TCP/IP协议的各功能层的作用及数据传输过程。最后，选择学生最熟悉的网络应用E-mail的传送过程为实践操作，体验模拟E-mail在网络中的发送和接收的工作过程，理解网络通信的工作原理。

教学准备

准备好一个方便学生形体展示的成语；为方便教学同步，准备好学生的操作素材，并下发到学生桌面；投影仪。

教学过程

1.游戏导入，问题设疑

教师请5位学生完成一个游戏：通过形体语言传输一个成语信息“画龙点睛”，最终得到一个错误数据。借助此游戏来分析数据传输过程中数据出错的原因。

我们有什么办法可以让这个成语在数据传输的过程中不出错呢？

归纳总结：①发送方和接收方有形体动作约定。如用双方约定好的形体动作来表达一个数据信息等（表示层）。②相邻两人之间有数据传递的约定。如上一个同学拍下一个同学的肩约定有数据传输等（会话层）。③保证形体动作在传送过程中不走样，即数据在传输的过程中不出错（传输层）。④保证数据朝正确的路径传递下去（网络层）。

设计意图：通过对疑问的解答，在学生脑海中建立处理一件事情的过程中需要有约定和层次的概念。为后续OSI层次模型的各层的主要功能介绍作铺垫。

2.自然过渡，引入新课

师：网络中数据的传输也是一个复杂的过程，在计算机网络中为了有效地传递数据，传输过程中一定也需要一种共同的约定，这里的约定就是“协议”；为完成一次数据的传输过程，要将网络的各部分功能划分成功能层来完成一个任务。

教师展示OSI开放系统互联参考模型，展示各功能名称、层次和各功能的功能。

师：结合刚才的成语猜谜游戏，理解各功能层的功能。

学生反馈，用自己的话描述出各功能层的功能。

设计意图：结合成语猜谜游戏，使学生更易于理解网络数据传输过程的层次型结构，在此基础上再介绍OSI模型的产生背景及其各层次的功能，学生会更易于接受。

3.验证体验，过渡新知

（1）基本任务

学生观看“OSI七层参考模型的信息流向动画”，反馈并得出数据流向。

（2）进阶任务

师生共同验证计算机中安装的TCP/IP协议，来引出本部分的内容。

教师展示TCP/IP协议的结构，并与OSI模型相比较。

师：作为TCP/IP协议体系的核心协议，TCP协议和IP协议的作用是什么？分别作用在哪一层？

生：TCP协议确认数据传输及进行纠错处理，工作在传输层；IP协议负责数据的传输、路由及地址选择，工作在网际层。

设计意图：从基本任务到进阶任务，避免了只有教师平铺直叙式的讲授所带来的情绪转移，能够起到吸引学生注意力的作用。同时，在纯理论课中体现学生主动参与的学习方法。

4.实践操作，体会抽象

学生在教师的指导下完成一个实践操作“Web页面下E-mail传输工作在TCP/IP协议中的工作过程”，体会层次化的TCP/IP协议模型在实际应用中的工作原理。使学生把学到的理论形象地建立在脑海中。

学生完成表1，并将完成后的Word文档，上传到FTP服务器上。

说明：将表2中的各个图片填入表1中的合适位置。

设计意图：利用学生熟悉的“利用FTP交作业”的例子，巩固应用层的功能，便于学生理解。通过课堂练习，启发学生自主思考、探究发现，达到良好的教学目的，既提高了学生的参与度，也使学生更有成就感。

5.回顾梳理，巩固提升

（1）回顾梳理

师：计算机网络通信是通过分层实现，每一层都遵守协议，上层对下层提出要求，下层完成上层提出的要求。发送方封装信息，接收方拆封信息。

教师引导学生回顾OSI参考模型各功能层的功能、TCP/IP协议的核心内容及其特点。

师：OSI参考模型只是一种理想的概念模型，在网络技术的发展实践中，更多的是诸如TCP/IP协议等协议在发挥作用。我们要结合生活中的网络应用实例，理解TCP/IP协议的各层功能和作用。

（2）巩固提升

师：单击“测试题”的网址，根据自己所在班级和学号登录。根据网页的评分功能，对出错的题目进行改正。

学生活动：根据自己的班级学号登录、测试。若有错误，查看课本内容再改正。

设计意图：根据学测需要，考查学生对知识的掌握情况。此练习可根据教学时间，做弹性安排。

教学反思

生产过程数据管理系统 篇12

21世纪, 生产自动化技术的发展日新月异, 国内外大型工业企业持续不断地提高生产自动化技术水平和生产自动化程度, 实现“过程可视化”的同时, 扩大信息共享, 提高信息利用率, 提高企业决策水平和实效性, 实现管控一体化, “向管理、信息系统要效益”, 已成为企业发展综合自动化系统的发展方向。

计算机信息技术、工业自动化技术及网络技术的飞速发展, 使得自动化技术在油田生产中得到了广泛的应用。随着数字油田的不断发展, 我们对油田的生产运行和管理提出了新的要求, 同时也对生产自动化技术以及深化应用提出了更高的要求。通过网络技术、信息技术实现自动化系统数据信息的资源共享, 实现自动化系统的综合应用, 提高生产自动化系统的管理水平, 进而提高生产效率, 对保证油田生产安全稳定运行具有重大的意义。

近几年, 生产自动化技术和网络技术在采油二厂各个站库的应用, 促进了采油二厂油田生产的发展。自动化站库、单井数据发布, 数据分析进一步加深自动化数据应用的深度和广度, 提高生产自动化数据应用水平。油田生产自动化系统已成为数字油田重要组成部分。

2 系统在采油二厂油田生产管理中的应用情况

2.1 油田现场站库生产情况的实时监测平台, 提高油田现场的管理水平

系统完成了我厂11套工控系统的自动化数据发布, 涉及200多个信息节, 实现了站库工艺流程图、生产数据的实时发布。通过这个平台, 生产管理者可以借助系统进行实时数据监测, 工艺流程数据监测, 及时快捷地掌握生产情况并且指导现场的生产管理。

2.2 报表系统的应用, 消除了手工传递数据的方式, 提高了数据共享程度

系统设计开发了包含71#油气转输站、81#天然气处理站、注聚站、803注水泵站、81#原油处理站、81#污水处理站等站库报表系统, 系统涉及报表35张。通过系统提取自动化生产数据生以及生产现场工作人员在数据录入系统中录入非自动化数据项, 最后通过系统生成最终报表, 然后再从系统发布中查看、下载各类报表。系统的应用停止了站库与厂区之间手工抄写、传递报表的工作模式, 实现了生产数据现场录入、厂区应用的格局, 保证了数据的唯一性, 提高了生产数据传递的及时性、报表数据应用的实时性和共享程度。

2.3 建立生产自动化单井从异常报警到智能诊断的流程, 为油田生产管理提供了新的手段

目前实现自动化数据采集的油水井300多口。主要方式为, 油井安装R T U及数据采集仪表, 通过SCDMA (通公司无线电话网络) 进行数据通讯, 将数据传回本厂网络中心数据库, 然后进行数据处理, 最后通过生产自动化数据管理系统2.0发布。

系统对实时数据、示功图进行了发布, 开发了生产自动化单井异常情况报警功能。生产管理者不仅通过单井的功图, 实时监控单井的生产情况, 而且在单井异常情况报警界面中, 能及时发现生产的变化情况。

系统还将生产自动化实时数据、油田开发各专业数据库与PEOffice数据库数据项之间建立了映射关系, 利用PEOffice软件功能, 对生产异常的单井进行地面功图分析、泵工况诊断、泵效分析、杆柱受力分析, 最终产生诊断结果, 为下一步解决生产异常情况提供决策依据。

Prod Diag (油井故障诊断模块) 可由地面测量的示功图快速准确地计算出井下不同深度和泵的示功图。应用神经网络理论, Prod Diag (油井故障诊断模块) 可自动根据示功图的形状准确判别油井的故障类型。Prod Diag (油井故障诊断模块) 还可以由示功图计算出如油井产液量、载荷、泵效组成等极具参考价值的系统信息。

2.4 对站库自动化历史数据进行分类加工和阶段对比, 可以及时发现油田生产的变化趋势

以往站库报表数据都是以单表单日期EXECL表格的形式发布数据, 这已经不能满足生产管理人员对于站库数据的综合应用, 现在通过系统可以对站库报表历史数据, 自动化监测近期、历史数据进行综合查询和分类对比, 进行数据的趋势分析。同时为用户提供方便快捷的不同时段的数据查询功能。用户还可以直接通过系统下载所需要的数据, 系统还提供多种格式的下载。

系统提供了曲线数据的查询功能, 主要包括了:站库曲线数据查询、单井曲线数据查询, 站库曲线将每个监测点数据进行连接, 然后绘制出一幅曲线图, 每幅曲线图上一般有五条曲线 (高高限、高限、监测点、低限、低低限) ;单井曲线的每个参数的数据连接形成一幅曲线图。我们可以通过复选框来填加多个单井曲线图从而实现多口井曲线数据的对比分析。

通过对站库和单井历史数据, 曲线数据的分类和阶段对比分析, 使管理者及时发现生产情况变化趋势, 掌握生产的管理的主动权。

3 下步工作设想

生产自动化数据管理系统为油田生产管理提供新的管理手段, 通过生产自动化单井的异常预警和智能诊断流程, 可以及时发现生产问题并对问题的处理提供了决策依据, 从而缩短了处理问题的时间, 提高油田生产管理和决策水平。对站库生产数据的及时分析, 能够从不同的管理角度对生产情况进行了解, 及时掌握情况, 减少异常情况, 提高管理水平。