卷包生产过程数据采集稳定性探究

张杰 李昱晓

摘 要 烟草行业车间的数据管理是各卷烟厂信息化管理的重要环节。本文对卷包车间ZJ17机型的数采稳定性进行了探究。

关键词 数据采集；异常信息监控；网络异常；系统点检

1 卷包数据采集系统的概述

卷烟厂信息系统的自动化集控系统包括制丝控制系统、卷接包数据采集系统、物流控制系统、动力控制系统4个子系统。其中卷接包数据采集系统是上下层之间用于数据交换的枢纽系统，通过此系统将最底层的控制系统与中心控制系统连接起来，一方面为中心管理部门与一线生产部门建立起协同工作、沟通交流的通道；另一方面为卷烟生产全程的平稳运转，提高车间生产效率和管理水平提供服务和保障。卷接包数据采集系统主要是为卷包车间所服务，有相关部门的负责人进行直接管理，系统的功能在于对卷包车间的各方面数据进行采集、存储、管理、作业进度查询、运行异常或故障报警等，对其他关联系统也具有集成功能[1]。

2 数采架构

2.1 ZJ17数采网络

某卷烟厂现有的PROTOS 70（ZJ17）卷接机组，无论是实施改造过的PROTOS 70卷接机组，还是生产的新机ZJ17卷接机组，其控制系统都是S7 400 PLC控制系统，两种不同的控制系统无论在硬件组态方面还是控制方式方面都一致，因此其数据采集方式完全相同，故硬件设备的安装方式全部统一。

2.2 数采机制

实时数据采集是把底层数据真实有效的采集至数采站，并快速准确的传输到服务器。ZJ17机型采用TCP/IP协议，由从IT80工控机采集，采集频率为2s，获取VE、SE、MAX等部位的数据，并保存到本地的xml文件中，以SOAP协议的方式将采集的数据实时传至服务器。虽然设备千差万别，但其数采技术实现方式都遵循图2所示的流程。

数据采集模块由一对一数据采集程序和数据处理模块组成，不同型号设备的自动化控制器有所区别，由于其设备控制器不同，其数据采集前置设备运行的数据采集软件也不相同。数采前置设备运行采集程序通过其数据接口模块从现场设备的自动化控制层实时获取各种原始数据，再经过数据处理模块加工处理后形成有效的数据记录。这些有效的数据记录不仅可通过本地监控模块、数据查询模块，实现设备运行状态及现场数据的实时监视，还可通过数据通信模块将现场数据传送到数采服务器，形成全面准确的实时数据库和历史数据库[2]。

3 数采稳定性维护

3.1 数采数据异常监控

在实际生产过程中，异常数据产生后，应如何判断其是真实的异常数据还是数采本身出现问题，而判断数据异常的类型是正确处理问题的关键，因此可基于数采数据的关联性模型来实时判断异常原因。通过关联模型，可先预估出关键指标的合理范围，通过该范围与实时数采数据的比对来判断某项关键数据是否正常，若不正常将会进行异常提示。通过此功能，可在1分钟内遍历车间所有机台的关键指标数据是否存在异常，提高了异常发现的速度，也提升了管理效率。

3.2 技术保障

通过异常信息监控可及时发现数采出现的问题，数采出现的问题大致可分为硬件、网络出现问题或人为清空底层数据导致数采异常两种。

（1）网络异常。针对异常监控发现的数据异常，首先判断是人为清空还是网络异常，若出现瞬间数据全部为0，而后短时间内没有恢复，则认为是网络异常。通过异常监控发现网络异常后，开启网络重连工具，并不断在服务器、数采站、IT80工控机三者之间发送命令，执行网络重连。用Ping命令来判断网络本身的状态，即确定物理链路层的状态。同时，用应用程序层的Send和Receive來判断程序/进程是否异常。通过这两种方式的组合，一般能正确得到网络状态。并能在网络发生故障时，准确定位其状态。

当网络、应用程序都正常时，对端操作系统的设置可能会影响上述判断。当对端禁止向其发送Ping命令时，那么Ping的结果将始终不通。因此该方法存在一定的缺陷。

（2）数采程序启动监控。在实际工作中，数采程序虽设置了开机启动，且在正常情况下会与数采站启动，但偶有启动失败的情况，从而导致数采数据丢失，因此采用监控程序启动工具保障程序的正常启动。程序启动监视工具是一个监视程序启动和退出的工具，详细记录进程的活动情况，包括程序的运行时间、运行身份、路径和启动参数。程序运行历史记录会存储进数据库，方便之后查看，同时也能设置为开启自动启动监控，并在后台记录程序运行信息。

3.3 数采系统点检

点检制是按照一定标准、周期对设备规定的部位进行检查，以便早期发现设备的故障隐患，及时加以修理调整，使设备保持其规定功能的设备管理方法。需注意的是，设备点检制不仅是一种检查方式，更是一种制度和管理方法。点检的概念运用在软件系统上可确保系统的正常稳定。基于点检的概念，针对数采系统列出完整的点检规程，并运用六位一体的TPM模式，全员参与，系统管理员重点保障的原则，确保系统稳定运行。①利用网络管理工具检查在线设备的联网情况；②利用点检系统，系统管理员可快速浏览系统的运行情况；③在岗的操作人员及设备维修人员发现系统故障可及时反馈至系统管理员处，并快速解决。

4 结束语

面对日益激烈的市场竞争，我国烟草业的各个企业都开始致力于信息化企业的建设，建立信息化、自动化生产线，为企业提高生产效率、提升产品质量、提高企业综合实力开辟一条有效的途径。

参考文献

[1] 黄亮.卷包车间生产过程数据采集与疾控系统[J].硅谷，2015，（21）： 89-90.

[2] 李学军.卷接包数据采集管理系统的设计[J].电子产品世界，2014， 17（03）：40-41.