卷包生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性探究

張杰 李昱曉

摘 要 煙草行業(yè)車間的數(shù)據(jù)管理是各卷煙廠信息化管理的重要環(huán)節(jié)。本文對卷包車間ZJ17機(jī)型的數(shù)采穩(wěn)定性進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)采集；異常信息監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)異常；系統(tǒng)點(diǎn)檢

1 卷包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概述

卷煙廠信息系統(tǒng)的自動化集控系統(tǒng)包括制絲控制系統(tǒng)、卷接包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、物流控制系統(tǒng)、動力控制系統(tǒng)4個子系統(tǒng)。其中卷接包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是上下層之間用于數(shù)據(jù)交換的樞紐系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)將最底層的控制系統(tǒng)與中心控制系統(tǒng)連接起來，一方面為中心管理部門與一線生產(chǎn)部門建立起協(xié)同工作、溝通交流的通道；另一方面為卷煙生產(chǎn)全程的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高車間生產(chǎn)效率和管理水平提供服務(wù)和保障。卷接包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是為卷包車間所服務(wù)，有相關(guān)部門的負(fù)責(zé)人進(jìn)行直接管理，系統(tǒng)的功能在于對卷包車間的各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、管理、作業(yè)進(jìn)度查詢、運(yùn)行異?；蚬收蠄缶龋瑢ζ渌P(guān)聯(lián)系統(tǒng)也具有集成功能[1]。

2 數(shù)采架構(gòu)

2.1 ZJ17數(shù)采網(wǎng)絡(luò)

某卷煙廠現(xiàn)有的PROTOS 70（ZJ17）卷接機(jī)組，無論是實(shí)施改造過的PROTOS 70卷接機(jī)組，還是生產(chǎn)的新機(jī)ZJ17卷接機(jī)組，其控制系統(tǒng)都是S7 400 PLC控制系統(tǒng)，兩種不同的控制系統(tǒng)無論在硬件組態(tài)方面還是控制方式方面都一致，因此其數(shù)據(jù)采集方式完全相同，故硬件設(shè)備的安裝方式全部統(tǒng)一。

2.2 數(shù)采機(jī)制

實(shí)時數(shù)據(jù)采集是把底層數(shù)據(jù)真實(shí)有效的采集至數(shù)采站，并快速準(zhǔn)確的傳輸?shù)椒?wù)器。ZJ17機(jī)型采用TCP/IP協(xié)議，由從IT80工控機(jī)采集，采集頻率為2s，獲取VE、SE、MAX等部位的數(shù)據(jù)，并保存到本地的xml文件中，以SOAP協(xié)議的方式將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時傳至服務(wù)器。雖然設(shè)備千差萬別，但其數(shù)采技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式都遵循圖2所示的流程。

數(shù)據(jù)采集模塊由一對一數(shù)據(jù)采集程序和數(shù)據(jù)處理模塊組成，不同型號設(shè)備的自動化控制器有所區(qū)別，由于其設(shè)備控制器不同，其數(shù)據(jù)采集前置設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集軟件也不相同。數(shù)采前置設(shè)備運(yùn)行采集程序通過其數(shù)據(jù)接口模塊從現(xiàn)場設(shè)備的自動化控制層實(shí)時獲取各種原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊加工處理后形成有效的數(shù)據(jù)記錄。這些有效的數(shù)據(jù)記錄不僅可通過本地監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)視，還可通過數(shù)據(jù)通信模塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到數(shù)采服務(wù)器，形成全面準(zhǔn)確的實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫[2]。

3 數(shù)采穩(wěn)定性維護(hù)

3.1 數(shù)采數(shù)據(jù)異常監(jiān)控

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生后，應(yīng)如何判斷其是真實(shí)的異常數(shù)據(jù)還是數(shù)采本身出現(xiàn)問題，而判斷數(shù)據(jù)異常的類型是正確處理問題的關(guān)鍵，因此可基于數(shù)采數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性模型來實(shí)時判斷異常原因。通過關(guān)聯(lián)模型，可先預(yù)估出關(guān)鍵指標(biāo)的合理范圍，通過該范圍與實(shí)時數(shù)采數(shù)據(jù)的比對來判斷某項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)是否正常，若不正常將會進(jìn)行異常提示。通過此功能，可在1分鐘內(nèi)遍歷車間所有機(jī)臺的關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)是否存在異常，提高了異常發(fā)現(xiàn)的速度，也提升了管理效率。

3.2 技術(shù)保障

通過異常信息監(jiān)控可及時發(fā)現(xiàn)數(shù)采出現(xiàn)的問題，數(shù)采出現(xiàn)的問題大致可分為硬件、網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題或人為清空底層數(shù)據(jù)導(dǎo)致數(shù)采異常兩種。

（1）網(wǎng)絡(luò)異常。針對異常監(jiān)控發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常，首先判斷是人為清空還是網(wǎng)絡(luò)異常，若出現(xiàn)瞬間數(shù)據(jù)全部為0，而后短時間內(nèi)沒有恢復(fù)，則認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)異常。通過異常監(jiān)控發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常后，開啟網(wǎng)絡(luò)重連工具，并不斷在服務(wù)器、數(shù)采站、IT80工控機(jī)三者之間發(fā)送命令，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)重連。用Ping命令來判斷網(wǎng)絡(luò)本身的狀態(tài)，即確定物理鏈路層的狀態(tài)。同時，用應(yīng)用程序?qū)拥腟end和Receive來判斷程序/進(jìn)程是否異常。通過這兩種方式的組合，一般能正確得到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。并能在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，準(zhǔn)確定位其狀態(tài)。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序都正常時，對端操作系統(tǒng)的設(shè)置可能會影響上述判斷。當(dāng)對端禁止向其發(fā)送Ping命令時，那么Ping的結(jié)果將始終不通。因此該方法存在一定的缺陷。

（2）數(shù)采程序啟動監(jiān)控。在實(shí)際工作中，數(shù)采程序雖設(shè)置了開機(jī)啟動，且在正常情況下會與數(shù)采站啟動，但偶有啟動失敗的情況，從而導(dǎo)致數(shù)采數(shù)據(jù)丟失，因此采用監(jiān)控程序啟動工具保障程序的正常啟動。程序啟動監(jiān)視工具是一個監(jiān)視程序啟動和退出的工具，詳細(xì)記錄進(jìn)程的活動情況，包括程序的運(yùn)行時間、運(yùn)行身份、路徑和啟動參數(shù)。程序運(yùn)行歷史記錄會存儲進(jìn)數(shù)據(jù)庫，方便之后查看，同時也能設(shè)置為開啟自動啟動監(jiān)控，并在后臺記錄程序運(yùn)行信息。

3.3 數(shù)采系統(tǒng)點(diǎn)檢

點(diǎn)檢制是按照一定標(biāo)準(zhǔn)、周期對設(shè)備規(guī)定的部位進(jìn)行檢查，以便早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障隱患，及時加以修理調(diào)整，使設(shè)備保持其規(guī)定功能的設(shè)備管理方法。需注意的是，設(shè)備點(diǎn)檢制不僅是一種檢查方式，更是一種制度和管理方法。點(diǎn)檢的概念運(yùn)用在軟件系統(tǒng)上可確保系統(tǒng)的正常穩(wěn)定?；邳c(diǎn)檢的概念，針對數(shù)采系統(tǒng)列出完整的點(diǎn)檢規(guī)程，并運(yùn)用六位一體的TPM模式，全員參與，系統(tǒng)管理員重點(diǎn)保障的原則，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。①利用網(wǎng)絡(luò)管理工具檢查在線設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)情況；②利用點(diǎn)檢系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員可快速瀏覽系統(tǒng)的運(yùn)行情況；③在崗的操作人員及設(shè)備維修人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障可及時反饋至系統(tǒng)管理員處，并快速解決。

4 結(jié)束語

面對日益激烈的市場競爭，我國煙草業(yè)的各個企業(yè)都開始致力于信息化企業(yè)的建設(shè)，建立信息化、自動化生產(chǎn)線，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)綜合實(shí)力開辟一條有效的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃亮.卷包車間生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與疾控系統(tǒng)[J].硅谷，2015，（21）： 89-90.

[2] 李學(xué)軍.卷接包數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子產(chǎn)品世界，2014， 17（03）：40-41.