除尘风机数据集中监控系统开发与应用

0　引言

国内钢铁企业对除尘设备的集中监控管理，普遍采用成熟的PLC技术与工业以太网技术，利用PLC对单体除尘设备进行数据采集，安装有SCADA监控软件的监控计算机与PLC之间采用以太网进行通讯数据交换。该模式对PLC设备、SCADA监控软件、网络硬件的选型要求高，要求具有统一性和相互兼容性，同时采用独立的网络架构，应用环境具有局限性，尤其是对不同PLC、非PLC控制的除尘控制系统，难以实现集中监控。随着信息化技术的提高，网络传输速率和多协议数据传输技术的发展，大数据应用和物联网技术的成熟，采用多协议并存的数据采集处理技术和分布式计算机系统，对具有区域分散、数量多特点的除尘风机设备实现集中监控成为可能[1]。

当还是孩子的时候，他曾试图用一只旧的禄莱可德（ROLLEICORD）相机拍摄上帝。有人告诉他一位拉比曾见过上帝。威特金拜访了这位拉比，但是没有见到上帝。到哪儿去找上帝呢，他问自己。是如基督教所训示的，在人群之中？那么又在什么人之中呢？难道没有可能，上帝恰恰是通过那些在身体或精神上迥异于主流人群的人来示现自身？实际上，乔-彼得·威特金的创作核心，反映的正是类似这样的哲学思考。

1　除尘风机监控存在的问题

唐钢南区总共有26台二次除尘风机，分布于炼铁、热轧、型钢等区域，涉及原料、烧结、高炉、炼钢、主、辅上料等各生产环节。各除尘风机采用的监控设备种类不同，技术水平不同，主流设备采用PLC控制，PLC型号涉及西门子、罗克韦尔、施耐德等多种类型，还有一部分采用常规显示仪表进行监控。风机分布分散，独立监控，各操作站室距离远，跨度大，巡检路线长，岗位操作人员设置与除尘风机数量不匹配，难以满足除尘风机专人监控的要求。在实际生产中，经常出现因除尘风机故障不能及时发现，影响炼铁、炼钢、烧结生产的现象，同时造成环保不达标问题出现。对除尘环保设备实施有效监控管理维护，实时掌握各风机的运行情况，不仅是提高唐钢环保水平、解决生产矛盾的迫切需求，也是企业作为环境保护责任者责任担当的体现。

2　控制思路

南区除尘风机数据集中监控系统分为RTU(远程控制终端)、拓扑网络传输、数据采集服务器、实时数据库处理服务器、监控应用五部分功能进行开发。RTU功能负责除尘风机的底层硬件数据采集，同时将数据以OPC、MODBUS TCP/IP、RSLINK、S7 TCP/IP等方式将数据传输到数据采集服务器，网络拓扑传输功能负责RTU、数据采集服务器、实时数据库服务器之间的网络硬件传输和安全防火墙，数据采集服务器功能按地理区域划分为不同服务器，负责各区域数据集中采集。实时数据库处理数据服务器功能负责总数据的存储。数据采集服务器和实时数据库处理服务器采用分布式计算机处理模式，提高了系统的实时性和数据处理能[2]。南区除尘风机数据监控系统按五部分进行开发，可充分利用能源及计量监控网络来实现对分散的除尘风机进行集中监控，对风机的状态和参数实现报警、显示、趋势记录等功能。

3　系统设计

3.1　系统总体架构

南区除尘风机数据集中监控系统可分为数据采集模块、数据存储模块和监控模块。数据采集模块主要是针对现场的实际设备情况对风机电流、电压等数据进行集中采集整合，汇聚到各个生产厂的冗余数采服务器；数据存储模块是利用PI实时数据库实现对除尘风机的实时数据的存储；监控模块是在能源管控系统SCADA服务器上搭建监控平台，实现对报警状态和历史数据趋势的展示。数据集中监控系统总体架构见图1。

  

图1　数据集中监控系统总体架构

3.2　数据采集

——从其它PLC采集数据。太极嵌入式工业智能网关数据采集见图3，将网关机连入到PLC的工业网中，PI数据库实时采集PLC数据。TJGW智能网关是一款全新的工业数据采集转发设备，集通讯接口服务器、工控机、工控软件于一体的智能设备。具有以下的基本功能：支持多种通讯链路，如RS-232/422/485、CAN、以太网、GPRS/WCDMA/CDMA2000等；支持工业现场的多种工业设备协议，并以多种工业设备协议向其他系统或设备提供数据分发服务，如OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、DNP3、PLC。

——从Allen-Bradley系统中采集数据。针对Allen-Bradley系统直接在工艺操作的操作站上安装一块网卡，通过系统自带的RSLinx来实现OPC的配置，首先选择Ethernet device以太网通讯方式，在连接的设备中输入PI系统服务器的IP地址，再建立DDE/OPC的Topic通讯关联，就可从AB下位机程序Rslogix5000中读取所需要的变量。

——从DAP2004可鲁网关采集数据。部分风机电机的运行参数是通过PM800电力参数测量仪对电机电流、电压、有功功率、无功功率等数据进行采集，再通过EGX100以太网关连接到可鲁网关上，可鲁网关对数据进行编译后通过网络传输到IO Sever服务器。可鲁网关是基于DAP平台开发的，依托DAP嵌入式实时数据库系统的组态功能和Script编程能力，可有效地满足各种类型数据的转换和算术运算以及逻辑运算处理需求，既是服务器又是客户端，提供处理和传输数据的功能。可鲁网关数据采集见图4。

  

图2　WINCC数据采集系统网络结构

——从Ovation系统采集数据。3 200 m3高炉采用的是Ovation DCS控制系统，包括监控层和管理层两层结构，Ovation开放式的结构提供了多种与PLC的集成方式，可通过双数据链接卡实现与PLC设备的冗余链接，也通过控制器上的以太网口实现与第三方设备相连，还可以用交换机端口直接链接第三方设备。运用第三方OPC软件Kepware通过TCP/IP协议实现数据的采集。

自2017年9月除尘风机数据监控系统投入使用以来，实现了对唐钢南区26台除尘风机运行情况的实时监控，以及对运行异常情况的报警功能，设备的历史运行状态查询追忆。监控系统运行稳定，数据准确，操作便捷，既节约了人力成本，又提高了故障处理效率。除尘风机的集中监控系统模式，为具有能源计量系统的钢铁企业建立物联网监控，提供了一种新的借鉴模式。

——从WINCC系统采集数据。WINCC数据采集系统网络结构见图2。PI接口机使用其中一块网卡连接底层网络，在上面安装接口软件读取本地的WINCC系统数据，通过以太网把数据传送到PI接口机，PI接口机另外一块网卡通过防火墙向PI服务器传送数据，由于PI接口机向PI服务器传送数据使用5450端口，只需要防火墙开放5450 端口即可保证数据传输，也可保证网络安全。

数据集中监控系统采用从以前的数据系统里采集数据，而各子系统有Allen-Bradley、SIEMENS、Ovations、Schneider四种不同类型的PLC系统，因此选择一个所有自动化软件都支持的OPC协议来进行数据采集，OPC结构采用客户机服务器模式。各个OPC客户程序通过OPC标准接口对各OPC服务器管理的设备进行操作,而不需关心服务器的实现细节及设备内部的具体细节。OPC把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。

  

图3　太极嵌入式工业智能网关数据采集

(3) 若Uα,取V=[α],则对任意的(x,z)V∘V,存在L,使得(x,y)V, (y,z)V。由[α]的定义知(x→y)⊗(y→z)≥α,同时(y→z)⊗(z→y)≥α。

3.3　数据监控部分

根据实际生产情况筛选出重要的设备作为重点监控对象，建立集中监控平台，按照钢区、铁区作业区划分，可集中监控除尘风机设备的运行参数，对设备运行状态设置评判条件，设备正常运转时指示灯为绿色，设备停机或故障时指示灯为红色。

数据监控界面利用Vijeo-Citect组态软件建立除尘风机的集中监控界面，完成报警功能、历史趋势追溯功能的开发，并实现不同客户间的分权限管理模式。

以文化身份的重要组成部分语言为例，墨西哥历史上受到欧洲殖民者的入侵，特别是西班牙对其的殖民统治，使得西班牙语取代了墨西哥的民族语言成为墨西哥的官方语言和身份象征。

  

图4　可鲁网关数据采集

4　结语

由此可见，在这个发展阶段，“困境儿童”在政府文献中的定义已经趋向成熟，层次清楚，类型界定也日趋完善。陈鲁南（2012）认为困境儿童概念的外延相对清楚，即包含孤儿（含弃婴）、事实无人抚养儿童、流浪儿童、受暴力侵害儿童、残疾儿童、艾滋病感染儿童、患重病罕见病等儿童群体等。而内含则未有过权威定义。

有资料显示，一定硬度的水能降低金属的毒性及心血管病的发生率，但尽管如此，对于不适应硬水的人群来说，降低水的硬度还是很有必要的。

参考文献：

[1] 张弛.基于S7_1200PLC的钢铁企业空压机集中管控系统[J].电子技术与软件工程,2017(1)：143-144.

[2] 卜少杰，夏伟，谢清泉.TRT机组集中监控改造与应用[J].冶金动力,2013(6):41-43.

[3] 崔大成.智能化管控技术在钢铁企业生产中的运用[J].山东冶金,2013(6):41-43.