卷包生產過程數據采集穩定性探究

張杰 李昱曉

摘 要 煙草行業車間的數據管理是各卷煙廠信息化管理的重要環節。本文對卷包車間ZJ17機型的數采穩定性進行了探究。

關鍵詞 數據采集；異常信息監控；網絡異常；系統點檢

1 卷包數據采集系統的概述

卷煙廠信息系統的自動化集控系統包括制絲控制系統、卷接包數據采集系統、物流控制系統、動力控制系統4個子系統。其中卷接包數據采集系統是上下層之間用于數據交換的樞紐系統，通過此系統將最底層的控制系統與中心控制系統連接起來，一方面為中心管理部門與一線生產部門建立起協同工作、溝通交流的通道；另一方面為卷煙生產全程的平穩運轉，提高車間生產效率和管理水平提供服務和保障。卷接包數據采集系統主要是為卷包車間所服務，有相關部門的負責人進行直接管理，系統的功能在于對卷包車間的各方面數據進行采集、存儲、管理、作業進度查詢、運行異常或故障報警等，對其他關聯系統也具有集成功能[1]。

2 數采架構

2.1 ZJ17數采網絡

某卷煙廠現有的PROTOS 70（ZJ17）卷接機組，無論是實施改造過的PROTOS 70卷接機組，還是生產的新機ZJ17卷接機組，其控制系統都是S7 400 PLC控制系統，兩種不同的控制系統無論在硬件組態方面還是控制方式方面都一致，因此其數據采集方式完全相同，故硬件設備的安裝方式全部統一。

2.2 數采機制

實時數據采集是把底層數據真實有效的采集至數采站，并快速準確的傳輸到服務器。ZJ17機型采用TCP/IP協議，由從IT80工控機采集，采集頻率為2s，獲取VE、SE、MAX等部位的數據，并保存到本地的xml文件中，以SOAP協議的方式將采集的數據實時傳至服務器。雖然設備千差萬別，但其數采技術實現方式都遵循圖2所示的流程。

數據采集模塊由一對一數據采集程序和數據處理模塊組成，不同型號設備的自動化控制器有所區別，由于其設備控制器不同，其數據采集前置設備運行的數據采集軟件也不相同。數采前置設備運行采集程序通過其數據接口模塊從現場設備的自動化控制層實時獲取各種原始數據，再經過數據處理模塊加工處理后形成有效的數據記錄。這些有效的數據記錄不僅可通過本地監控模塊、數據查詢模塊，實現設備運行狀態及現場數據的實時監視，還可通過數據通信模塊將現場數據傳送到數采服務器，形成全面準確的實時數據庫和歷史數據庫[2]。

3 數采穩定性維護

3.1 數采數據異常監控

在實際生產過程中，異常數據產生后，應如何判斷其是真實的異常數據還是數采本身出現問題，而判斷數據異常的類型是正確處理問題的關鍵，因此可基于數采數據的關聯性模型來實時判斷異常原因。通過關聯模型，可先預估出關鍵指標的合理范圍，通過該范圍與實時數采數據的比對來判斷某項關鍵數據是否正常，若不正常將會進行異常提示。通過此功能，可在1分鐘內遍歷車間所有機臺的關鍵指標數據是否存在異常，提高了異常發現的速度，也提升了管理效率。

3.2 技術保障

通過異常信息監控可及時發現數采出現的問題，數采出現的問題大致可分為硬件、網絡出現問題或人為清空底層數據導致數采異常兩種。

（1）網絡異常。針對異常監控發現的數據異常，首先判斷是人為清空還是網絡異常，若出現瞬間數據全部為0，而后短時間內沒有恢復，則認為是網絡異常。通過異常監控發現網絡異常后，開啟網絡重連工具，并不斷在服務器、數采站、IT80工控機三者之間發送命令，執行網絡重連。用Ping命令來判斷網絡本身的狀態，即確定物理鏈路層的狀態。同時，用應用程序層的Send和Receive來判斷程序/進程是否異常。通過這兩種方式的組合，一般能正確得到網絡狀態。并能在網絡發生故障時，準確定位其狀態。

當網絡、應用程序都正常時，對端操作系統的設置可能會影響上述判斷。當對端禁止向其發送Ping命令時，那么Ping的結果將始終不通。因此該方法存在一定的缺陷。

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

3.3 數采系統點檢

點檢制是按照一定標準、周期對設備規定的部位進行檢查，以便早期發現設備的故障隱患，及時加以修理調整，使設備保持其規定功能的設備管理方法。需注意的是，設備點檢制不僅是一種檢查方式，更是一種制度和管理方法。點檢的概念運用在軟件系統上可確保系統的正常穩定。基于點檢的概念，針對數采系統列出完整的點檢規程，并運用六位一體的TPM模式，全員參與，系統管理員重點保障的原則，確保系統穩定運行。①利用網絡管理工具檢查在線設備的聯網情況；②利用點檢系統，系統管理員可快速瀏覽系統的運行情況；③在崗的操作人員及設備維修人員發現系統故障可及時反饋至系統管理員處，并快速解決。

4 結束語

面對日益激烈的市場競爭，我國煙草業的各個企業都開始致力于信息化企業的建設，建立信息化、自動化生產線，為企業提高生產效率、提升產品質量、提高企業綜合實力開辟一條有效的途徑。

參考文獻

[1] 黃亮.卷包車間生產過程數據采集與疾控系統[J].硅谷，2015，（21）： 89-90.

[2] 李學軍.卷接包數據采集管理系統的設計[J].電子產品世界，2014， 17（03）：40-41.