钢铁企业PI实时数据库的应用

部伟利

摘要：为了打造国内领先、国际一流的钢铁企业，实施信息化势在必行，处于信息化一、二级和三级系统之间的PI实时数据库系统，更加侧重于对底层重要参数和生产实绩数据的实时采集、跟踪，将其存储于统一的数据仓库中，供管理和技术人员监控、指挥生产，并为决策层提供准确的数据依据和支撑。

关键词：PI实时数据库；信息化；PI应用；PI接口

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）07-0122-02

1 引言

在科技、信息化高度发达的当今世界，企业要想在市场竞争中立于不败之地，就必须提高自身的市场竞争能力和整体管理水平，而实施信息化就是一个最好的选择。钢铁企业实施信息化，普遍采用以SAP为核心的五层架构模式。本文所讲述的PI实时数据库系统就是一个处于二级系统和三级系统之间的独立系统，它将一、二级系统采集到的生产数据实时、准确地传送到各个三级系统当中，为上级提供准确的数据保障与支撑。

2 PI实时数据库系统

Plant Information System 简称PI实时数据库系统，是由美国OSI Software公司开发一款基于C/S结构，集实时采集生产现场的数据与设备参数、监控画面、存储数据等诸多功能于一体的系统。如图1所示。

3 PI在钢铁企业中的应用

3.1 整体实施方案

PI接口机通过API、OPC等接口程序，从一、二级PLC、DCS工程师站上采集底层实时数据，输送到双机服务器，经运算处理至三级系统，此过程仅是单向操作，即只上传并不允许三级系统将回写数据进PI系统。

3.2 PI接口机与底层控制系统的接口

PI接口机主要是采集炼焦、炼铁、钢轧和动力能源中各条主要生产线上的生产过程参数和设备运行状态数据。

首先从一级控制系统直接取数来说，它可以分为以下几种情况：

①一级控制系统使用的是西门子的WINCC或者是AB的RSLinx，由于二者都有OPC Server模块，所以PI与他们的接口可以采用在接口机上直接安装PI-API和PI-OPC软件，并且安装双网卡的形式来实施；

②一级控制系统使用的是WonderWear公司的InTouch，则在PI接口机上除了要安装PI-API以外，还要安装PI-WonderWear InTouch接口，此接口包括了为连接InTouch系统而定制的OSI通用接口，它通过InTouch数据库外部连接软件开发包IDEA SDK在InTouch数据库与PI归档文件之间传输数据，它运行在微软的NT系统之上，支持PI与InTouch之间的双向输入输出；

③一级控制系统使用组态王软件，则在PI接口机上除了要安装PI-API以外，还要安装一个二次开发的UDP收包程序，从工作站上收到报文分析后寫入PI服务器中；

其次说从二级系统的SQL Server数据库中取数，PI接口机需要安装PI-API、SQL Server 2000客户端和一个为此数据库编写的接口软件，并配置参数，此接口直接从外部数据库中取得数据。

PI接口机均采用双网卡，一块用于从底层系统采集数据，一块通过防火墙的5450端口将数据传送到PI服务器中。

3.3 PI-OPC软件接口

OPC是为了连接数据源（OPC服务器）和 数据的使用者（OPC应用程序）之间的软件接口标准，其数据源可以是PLC、DCS等，直接面向最底层一、二级系统，由于现在几乎所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统都具有OPC接口，所以它的使用及其广泛。PI接口软件不光采集数据，还具有容错功能，保障在断网或故障情况下，数据不丢失。

3.4 PI与三级MES、DSS接口

PI与三级系统中的MES、DSS系统存在关系密切的接口，为其提供及时、准确的实时数据与主要过程参数数据。

PI到MES的接口：PI系统给MES系统提供的主要是钢轧区的实时数据，并依据炉次传送每一炉的累计值或实时值，当一炉开始时，PI传送给MES系统当前炉次的实时数据和开始信号，当一炉完成时，PI传送给MES系统当前炉次的累计值和完毕信号。

PI到DSS的接口：PI系统给DSS系统提供的主要是炼焦、炼铁的实时数据，并提供这些实时数据的平均值和累计值。当传送实时数据时，10分钟传送一次；当传送平均值或累计值时，一天一次，可规定为每日凌晨传送数据，用于产生各种报表。

4 结语

PI系统的上线运行，使企业通过分析过程历史数据优化生产工艺，提高生产效益，为生产管理者提供决策依据，使企业范围内的数据实现共享，减少手工录入错误，提升企业形象。endprint