部偉利

摘要：為了打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的鋼鐵企業(yè)，實(shí)施信息化勢(shì)在必行，處于信息化一、二級(jí)和三級(jí)系統(tǒng)之間的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，更加側(cè)重于對(duì)底層重要參數(shù)和生產(chǎn)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、跟蹤，將其存儲(chǔ)于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，供管理和技術(shù)人員監(jiān)控、指揮生產(chǎn)，并為決策層提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)和支撐。

關(guān)鍵詞：PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；信息化；PI應(yīng)用；PI接口

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）07-0122-02

1 引言

在科技、信息化高度發(fā)達(dá)的當(dāng)今世界，企業(yè)要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，就必須提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和整體管理水平，而實(shí)施信息化就是一個(gè)最好的選擇。鋼鐵企業(yè)實(shí)施信息化，普遍采用以SAP為核心的五層架構(gòu)模式。本文所講述的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就是一個(gè)處于二級(jí)系統(tǒng)和三級(jí)系統(tǒng)之間的獨(dú)立系統(tǒng)，它將一、二級(jí)系統(tǒng)采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳送到各個(gè)三級(jí)系統(tǒng)當(dāng)中，為上級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)保障與支撐。

2 PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

Plant Information System 簡(jiǎn)稱PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是由美國(guó)OSI Software公司開(kāi)發(fā)一款基于C/S結(jié)構(gòu)，集實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù)、監(jiān)控畫面、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等諸多功能于一體的系統(tǒng)。如圖1所示。

3 PI在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

3.1 整體實(shí)施方案

PI接口機(jī)通過(guò)API、OPC等接口程序，從一、二級(jí)PLC、DCS工程師站上采集底層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸送到雙機(jī)服務(wù)器，經(jīng)運(yùn)算處理至三級(jí)系統(tǒng)，此過(guò)程僅是單向操作，即只上傳并不允許三級(jí)系統(tǒng)將回寫數(shù)據(jù)進(jìn)PI系統(tǒng)。

3.2 PI接口機(jī)與底層控制系統(tǒng)的接口

PI接口機(jī)主要是采集煉焦、煉鐵、鋼軋和動(dòng)力能源中各條主要生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。

首先從一級(jí)控制系統(tǒng)直接取數(shù)來(lái)說(shuō)，它可以分為以下幾種情況：

①一級(jí)控制系統(tǒng)使用的是西門子的WINCC或者是AB的RSLinx，由于二者都有OPC Server模塊，所以PI與他們的接口可以采用在接口機(jī)上直接安裝PI-API和PI-OPC軟件，并且安裝雙網(wǎng)卡的形式來(lái)實(shí)施；

②一級(jí)控制系統(tǒng)使用的是WonderWear公司的InTouch，則在PI接口機(jī)上除了要安裝PI-API以外，還要安裝PI-WonderWear InTouch接口，此接口包括了為連接InTouch系統(tǒng)而定制的OSI通用接口，它通過(guò)InTouch數(shù)據(jù)庫(kù)外部連接軟件開(kāi)發(fā)包IDEA SDK在InTouch數(shù)據(jù)庫(kù)與PI歸檔文件之間傳輸數(shù)據(jù)，它運(yùn)行在微軟的NT系統(tǒng)之上，支持PI與InTouch之間的雙向輸入輸出；

③一級(jí)控制系統(tǒng)使用組態(tài)王軟件，則在PI接口機(jī)上除了要安裝PI-API以外，還要安裝一個(gè)二次開(kāi)發(fā)的UDP收包程序，從工作站上收到報(bào)文分析后寫入PI服務(wù)器中；

其次說(shuō)從二級(jí)系統(tǒng)的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中取數(shù)，PI接口機(jī)需要安裝PI-API、SQL Server 2000客戶端和一個(gè)為此數(shù)據(jù)庫(kù)編寫的接口軟件，并配置參數(shù)，此接口直接從外部數(shù)據(jù)庫(kù)中取得數(shù)據(jù)。

PI接口機(jī)均采用雙網(wǎng)卡，一塊用于從底層系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，一塊通過(guò)防火墻的5450端口將數(shù)據(jù)傳送到PI服務(wù)器中。

3.3 PI-OPC軟件接口

OPC是為了連接數(shù)據(jù)源（OPC服務(wù)器）和 數(shù)據(jù)的使用者（OPC應(yīng)用程序）之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)源可以是PLC、DCS等，直接面向最底層一、二級(jí)系統(tǒng)，由于現(xiàn)在幾乎所有主要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、儀器儀表及過(guò)程控制系統(tǒng)都具有OPC接口，所以它的使用及其廣泛。PI接口軟件不光采集數(shù)據(jù)，還具有容錯(cuò)功能，保障在斷網(wǎng)或故障情況下，數(shù)據(jù)不丟失。

3.4 PI與三級(jí)MES、DSS接口

PI與三級(jí)系統(tǒng)中的MES、DSS系統(tǒng)存在關(guān)系密切的接口，為其提供及時(shí)、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與主要過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)。

PI到MES的接口：PI系統(tǒng)給MES系統(tǒng)提供的主要是鋼軋區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并依據(jù)爐次傳送每一爐的累計(jì)值或?qū)崟r(shí)值，當(dāng)一爐開(kāi)始時(shí)，PI傳送給MES系統(tǒng)當(dāng)前爐次的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和開(kāi)始信號(hào)，當(dāng)一爐完成時(shí)，PI傳送給MES系統(tǒng)當(dāng)前爐次的累計(jì)值和完畢信號(hào)。

PI到DSS的接口：PI系統(tǒng)給DSS系統(tǒng)提供的主要是煉焦、煉鐵的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并提供這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的平均值和累計(jì)值。當(dāng)傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，10分鐘傳送一次；當(dāng)傳送平均值或累計(jì)值時(shí)，一天一次，可規(guī)定為每日凌晨傳送數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生各種報(bào)表。

4 結(jié)語(yǔ)

PI系統(tǒng)的上線運(yùn)行，使企業(yè)通過(guò)分析過(guò)程歷史數(shù)據(jù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效益，為生產(chǎn)管理者提供決策依據(jù)，使企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，減少手工錄入錯(cuò)誤，提升企業(yè)形象。endprint