馬愛(ài)國(guó) 鄒廣坤 陳玲 劉艾明

1中材建設(shè)有限公司（100176）2天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（300400）

MIS系統(tǒng)在水泥行業(yè)的應(yīng)用

馬愛(ài)國(guó)1鄒廣坤1陳玲2劉艾明1

1中材建設(shè)有限公司（100176）2天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（300400）

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)著水泥廠自動(dòng)化水平的提高，世界各大水泥廠正在越來(lái)越迫切地追求完備的信息管理系統(tǒng)。針對(duì)這一需求，這里介紹了MIS系統(tǒng)服務(wù)器的軟硬件平臺(tái)、MIS系統(tǒng)與外界的通訊與網(wǎng)絡(luò)連接，應(yīng)用西門子SIMATIC IT Historian以及Reporting Framework軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥廠自動(dòng)化系統(tǒng)的信息管理。

MIS系統(tǒng)；SIMATIC IT Historian；SIMATIC IT Reporting Framework

0 引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)迅猛發(fā)展極大地推動(dòng)了各工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，與此同時(shí)，自動(dòng)化水平的提高必然涉及到更多的信息交換，這對(duì)信息管理的先進(jìn)程度提出了更高的要求。于是能否建立起一個(gè)完善的MIS（Management Information System）系統(tǒng)，進(jìn)而提高信息管理效率，成為各工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)階段面臨的重要問(wèn)題。

對(duì)于水泥廠而言，信息化的建設(shè)程度，直接決定著水泥廠在行業(yè)中是否擁有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段，由于各方面的原因，大部分水泥廠的信息管理系統(tǒng)沒(méi)有足夠的靈活性和開(kāi)放性，并不能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的需求。因此，搭建一個(gè)完善的信息管理平臺(tái)是越來(lái)越多的水泥廠迫切需要解決的問(wèn)題。

1 MIS系統(tǒng)服務(wù)器的搭建

從全廠的角度分析，MIS系統(tǒng)服務(wù)器是自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的一部分，同其他服務(wù)器一樣，要實(shí)現(xiàn)MIS系統(tǒng)服務(wù)器的正常工作，需從計(jì)算機(jī)的硬件、軟件、通訊網(wǎng)絡(luò)等方面一一進(jìn)行配置。

1.1 MIS系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中的物理裝置，這些不同的物理裝置相互組裝配合，形成計(jì)算機(jī)的有機(jī)整體，為計(jì)算機(jī)軟件的良好運(yùn)行提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的硬件裝置一般包括中央處理器，即CPU、計(jì)算機(jī)內(nèi)存、計(jì)算機(jī)硬盤、顯卡等。在這里所設(shè)計(jì)的MIS系統(tǒng)中對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的最小配置有如下要求:

1）CPU:Intel處理器，主頻為2.8 GHz,主板總線頻率1 333 MHz。2）內(nèi)存:RAM 4GB，DDR3。3）硬盤: 300GB。4）顯示器分辨率:最少1024×768。5）電源:冗余備份。

1.2 MIS系統(tǒng)的軟件基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)不同于硬件系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)和程序。計(jì)算機(jī)的軟件包括系統(tǒng)軟件和操作軟件兩類。系統(tǒng)軟件用來(lái)維護(hù)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)平臺(tái)，從而擴(kuò)展計(jì)算機(jī)硬件的功能，為工作人員提供更穩(wěn)定的開(kāi)發(fā)環(huán)境。應(yīng)用軟件則是針對(duì)用戶的需求，一般分為專用軟件和通用軟件。

MIS系統(tǒng)服務(wù)器采用Windows Server 2008 R2 SP1 64位的標(biāo)準(zhǔn)版本的英文操作系統(tǒng)。所需安裝的軟件及軟件安裝順序?yàn)?

1）SIMATIC IT SQL Server for SIMATIC IT（項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)）。

2）Microsoft virtual studio 2008（用于制作生產(chǎn)報(bào)表）。

3）SIMATIC IT 6.5 SP3 Historian Stnd.Foundation，這包括SIMATIC IT Production Suite V 6.5 SP3以及SIMATIC IT V 6.5 SP3。

4）SIMATIC IT Reporting Framework 1.0 SP1 (用于制作報(bào)表)，包括Reporting Framework V1.0 SP1。

5）SIMATIC IT 2000 Credits（配置License）。

1.3 MIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及通訊

在此原料磨生產(chǎn)線中，底層的儀表、變頻器、Simocode電機(jī)控制單元等設(shè)備將其本身的信號(hào)通過(guò)DP電纜、光纖傳輸?shù)皆夏LC中，PLC讀取底層的設(shè)備信息并能夠?qū)⑦@些信息通過(guò)工業(yè)交換機(jī)傳輸?shù)絇lant Bus一級(jí)的工程師站和服務(wù)器，然后通過(guò)各自的通訊協(xié)議傳輸?shù)絋erminal Bus一級(jí)的操作員站和MIS服務(wù)器如圖1所示。

在這里所涉及的原料磨生產(chǎn)線系統(tǒng)中，選擇OPC通訊作為MIS系統(tǒng)的通訊支持。因此，需要在工程師站上配置Open PCS7站。在PCS7 V7.0版本之后，Open PCS7可以作為一個(gè)單獨(dú)的站和外部程序進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交換。Open PCS7連接于終端總線上，具有數(shù)據(jù)來(lái)源多樣化的特點(diǎn)。Open PCS7的組態(tài)步驟如下:

1）硬件組態(tài)需要在在工程師站的硬件組態(tài)視圖中完成。選”Insert＞Preconfigured Station＞SIMATIC PC Station”完成之后打開(kāi)Open PCS7站的硬件組態(tài)，組態(tài)硬件中該站插入SPOSA Application，如圖2所示。

圖1 MIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 Open PCS7站的硬件配置

2）分配服務(wù)器的數(shù)據(jù)包。選擇Open PCS7站，在右鍵的快捷菜單中，選擇Assign OS Server，給Open PCS7站分配一個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源。

3）下載。在安裝Open PCS7程序包的過(guò)程中，安裝程序會(huì)自動(dòng)共享一個(gè)名為“Automation projects”的文件夾，這個(gè)文件夾在工作過(guò)程中會(huì)受到Open PCS7程序的監(jiān)控，因此，必須將系統(tǒng)的配置下載到這個(gè)文件夾當(dāng)中。

2 MIS系統(tǒng)在水泥廠的應(yīng)用

2.1 水泥生產(chǎn)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取

完成了MIS服務(wù)器與數(shù)據(jù)來(lái)源服務(wù)器之間的通訊連接之后，還需要配置RTDS（Real Time Date Server）與OPC服務(wù)器之間的連接通道。在SIMATIC IT Management Console中通過(guò)配置OPClient和SIMATIC接口，MIS服務(wù)器就能讀取到系統(tǒng)中相關(guān)的Tag變量，進(jìn)而能夠讀到生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，接口配置是整個(gè)數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中非常關(guān)鍵的一步，它決定著MIS系統(tǒng)能否順利讀取到系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

通過(guò)SIMATIC IT Historian軟件中的HDD（Historian date Display）插件，能夠?qū)崟r(shí)讀取生產(chǎn)線數(shù)據(jù)并能生成相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)曲線，直觀地表現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律和走勢(shì)。同時(shí)，通過(guò)溢出值的設(shè)置，系統(tǒng)能夠自動(dòng)判別當(dāng)前數(shù)據(jù)的好壞狀態(tài)，并能對(duì)不符合系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)記，如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)線某電機(jī)的實(shí)時(shí)功率監(jiān)控

2.2 制作生產(chǎn)報(bào)表

SIMATIC IT Reporting Framework是西門子開(kāi)發(fā)的一款針對(duì)制作報(bào)表的軟件。它基于Microsoft數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的管理，能夠制作報(bào)表，還能進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，在一定程度上擴(kuò)展了SIMATIC IT產(chǎn)品套件的功能，提供了一系列創(chuàng)建報(bào)表的方法。使用Reporting Framework組件，工作人員可以根據(jù)客戶的具體需求進(jìn)行靈活的系統(tǒng)配置，比如生產(chǎn)報(bào)表的執(zhí)行時(shí)間周期，周期內(nèi)數(shù)據(jù)的更新時(shí)間等。

SIMATIC IT Reporting Framework包含了一些列ETL（Extraction-Transformation-Loading）壓縮包，即數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和加載。ETL是數(shù)據(jù)庫(kù)中商業(yè)智能模板（Business Intelligence）的核心，能夠按照事先預(yù)定好的規(guī)則集成數(shù)據(jù)并有效提高數(shù)據(jù)的價(jià)值，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源向目標(biāo)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的轉(zhuǎn)化。ETL主要分為初始加載和增值加載兩種加載方式。

在制作生產(chǎn)報(bào)表的過(guò)程中，首先在Reporting Framework中執(zhí)行相應(yīng)的命令，比如報(bào)表生成的時(shí)間周期等，如圖4所示。然后用數(shù)據(jù)庫(kù)中的商業(yè)智能模板（Business Intelligence）制作報(bào)表。在ETL執(zhí)行命令的過(guò)程中，執(zhí)行結(jié)果會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)到相應(yīng)的MDS數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便于制作報(bào)表時(shí)讀取數(shù)據(jù)。

圖4 Reporting Framework執(zhí)行命令

圖5是應(yīng)用Microsoft virtual studio中的商業(yè)智能模板設(shè)計(jì)生產(chǎn)報(bào)表。商業(yè)智能模板提供了功能豐富的報(bào)表制作素材，能夠根據(jù)客戶的要求有選擇地過(guò)濾所需要的數(shù)據(jù)，比如生成一個(gè)報(bào)表時(shí)間周期內(nèi)某一變量的最大值、最小值或者平均值等。

圖5 報(bào)表設(shè)計(jì)界面

在Microsoft virtual studio中完成報(bào)表的設(shè)計(jì)之后，便能得到生產(chǎn)報(bào)表，如圖6所示。

圖6 生成報(bào)表

3 結(jié)語(yǔ)

配備一個(gè)完備的MIS系統(tǒng)是現(xiàn)階段水泥廠越來(lái)越重視的一部分，也是未來(lái)水泥廠信息管理的發(fā)展趨勢(shì)。眾所周知，擁有高效的信息管理系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的集中管理和狀態(tài)監(jiān)控，還能對(duì)水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)情況進(jìn)行近乎透明的觀察，極大地提高了水泥生產(chǎn)線的信息管理效率，節(jié)約了人力資源,使得信息管理的可靠性也得到了大幅度提升。同時(shí)，信息管理系統(tǒng)向水泥企業(yè)提供了非常豐富的用于生產(chǎn)決策的數(shù)據(jù)資源，便于生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整。通過(guò)實(shí)際操作，這里搭建的MIS系統(tǒng)具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可以進(jìn)行更加深入的研究以達(dá)到建立更加完善的信息管理系統(tǒng)的目的。

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[2]吳慶星,葉思敏.基于分布式多層結(jié)構(gòu)的水泥廠MIS系統(tǒng)[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào),2002,11.

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