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2024年4月16日发(作者：asp网站源码域名授权破解)
数据库技术
Database
Technology
电子技术与软件工程
Electronic
Technology
&
Software
Engineering
制丝线数据采集系统的设计与实现
李刚张常记唐茂滔刘尧田勇
(
四川中烟工业有限责任公司什祁卷烟厂
四川省什祁市
618400
)
摘
要
：
本文从实际项目出发
，讲述如何通过信息化技术采集过程数据
，
并在此基础之上通过
ASP.
NET
技术开发一套基于
B/S
架构的
工艺分析系统
。
关键词
：
过程数据；
采集系统
；系统的设计与实现
工厂制丝自动化生产线从
2004
年投入运行
，
距今已有十多年
，
因受当初信息技术的限制和工艺分析的浅显需求
，
该自动化系统并
质豪管理
消耗管理
成本管理
设备管理
未提供工艺统计分析和开放的过程数据
，造成工艺分析工作仍然是
基于传统的作业流程
，
并进行简单统计分析
。
但随着工艺要求越来越高
，
工艺分析也变得越发复杂
，
对数据
的需求也越来越大
，
传统的作业流程让工艺人员的工作负担越来越
大
。
基于这个考虑
，
工厂立项研究自动数据采集技术，
并以此为基
础建立自动数据采集分析系统
。
厂级以
1
整体系统构建
系统结构图见图
1
，
OPC
数采服务器实时从
PLC
读取
I/O
数
据
，
并将这些数据以约定的频率发送给
SQLSERVER
数据库
。
SQLSERVER
数据库主要功能是保存数据
，
并和
Web
服务器一起共
同提供网页式的数据查看分析功能
，
技术实现过程如下
：
1.
1
建立
SQL
数据库
利用工厂机房已有
SQLSERVER
数据库服务器建立制丝数据采
集数据库
，
根据工艺提出的工艺点指标采集目录
，
以工艺段为基础
建立数据库表
。
考虑到要根据牌号
，
批次等来查询的需求
，
应在表
中存储牌号
，
批次等供条件查询
。
这类表包括
：润叶回潮段采集表
、
叶片加料段采集表
、
烘丝干燥段采集表
、
在线干燥段采集表
、
混丝
掺配段釆集表
、
烟丝加香段采集表
、
梗处理段采集表
、
切梗加料段
据库
，
釆用定时器控制着具体工艺段的数据写入的触发
，
并且是分
时隔触发的
。
1.
3
建立
WEB
访问平台
考虑到终端用户较多和后期的运行维护
，
访问平台更适宜于
采集表、
梗丝干燥加香段采集表
。
为保存统计结果和维护数据
，
在
SQLSERVER
数据库中设计牌
号表
、
工序表
、
统计表
。
这类表包括
：
叶线配方表
、
梗线配方表
、
叶线工序指标表
、
梗线工序指标表
、
叶线批次统计表
、
梗线批次统
B/S
架构
。
本项目运用当前流行的
动态服务器画面技术
，
以
MICROSOFT
VISUAL
STUDIO
(以下简称
VS)
为开发平台开
发了
WEB
访问平台
。
在
VS
中新建了网站类型的项目后
，
作为一个以访问数据库为
核心业务的平台
，
首先要配置数据库联接
。默认根目录中有自动创
建的文件
,
它用来储存
Web
应用程序的配置信息
，
所有
的子目录都继承它的配置设置
，
数据库联接配置如下
：
计表
、
重量消耗表
、
生产时间统计表。
1.2
建立
0PC
数采服务器
OPC
全称是基于过程数据的对象连接与嵌入技术
，
它的出现为
基于
WINDOWS
架构的程序和现场过程控制系统建立了桥梁
。
通
过
OPC,
我们可以把现场过程控制的数据读到基于
WINDOWS
的
电脑中
，
这为实现数据采集提供了基础
。
1.2.1
配置
OPC
站点
通过上面的结构图我们知道
，
OPC
数采服务器既要读工业网的
数据
，
还要将数据传送到机房核心网中
，
方案中通过
OPC
数采服
务器配置两张以太网卡来实现数据链路的连通
。
各自动化产品公司提供了一整套配置
OPC
数采服务器的方法
，
其中最重要的一步就是通过网络组态软件设置工业网数据传输链
路
，
使数据可以从各
PLC
传送到
OPC
数釆服务器
。
1.2.2
数据采集
在
OPC
站点的基础上
，
采用具备强大数据库功能组件的开发
程序
DELPHI
和
ADO
技术开发远程数据库写入程序
，
完成数据采
集功能
。
基本的程序思想是
：
首先判断段任务是否执行
，
若执行则触发
定时器执行
，
依次将通过
OPC
读出的过程数据写入到数据库中
。
为了分担数据库的瞬时工作压力
，
采用分时写入将数据写入数
key= H Dsn" value=*'server= 1 0.164.6 & 22;database=wysj;uid=s a;pwd=abc"/> = 10.1 64.68.22;InitialCatalog=zs;PersistSecurityInfb=True;UserID=sa;P assword=xyz , 'providerName="ent , 7> 在 VS 项目的 App_code 中 ，对于作为应用程序一部分的数据 库重复操作的执行语句 ， 可以在 App_code 中定义成组件 ， 如下 ： Public class SqlDatabase { private SqlConnection Cn; private SqlCommand Cm; public string RetumSQL(string Sql) { string Retumstring= ""; Try { Open(); Cm=new SqlCommand(Sql,Cn); Retumstring=eScalar().ToString();} Catch {} Close(); Return Retumstring; } 158 电子技术与软件工程 数据库技术 Electronic Technology & Software Engineer!ng Database Tech no logy 表 1: 制叶工序的权重分配表 工序点 工序点权重 工序指标 工序指标权重 工序指标合格率 松散润叶 0.30 热风温度 ( °C) 0.30 A 热风温度 ( °C) 0.20 B 加料润叶 0.70 物料流量 ( kg/h) 0.20 C 加料精度 (％) 0.30 D … … 〃写入其他工艺指标数据 只要在子程序中声明是 sqlDatabase 类 ， 即可在子程序中使用 }} 已定义好的组件 。 比如查询叶片工艺 1 段的总记录数 ，只需简单的 EXCEL 模板编辑的有公式 ， 在写入数据以后会自动判定各工 询 QL( * select count(*) from zsl ' ) 即可得到结果 。 艺点的合格率 ， 进行扣分 ， 然后统计扣分项 ， 得出批次判定结果 。 2 开发统计分析功能 西格玛水平的评价方式有所不同 ， 整批次西格玛水平高低是由 在完成 web 平台建立以后 ， 针对工艺的实际需求 ， 开发具体统 各工序的合格率和各工序对产品质量重要性共同决定的 ， 我们通过 计分析功能 。 权重值来量化工序对产品质量的重要性 。 如制叶工序 ， 其权重分配 2. 1 见表 1 。 基础数据维护 需要注意的是， 用于过程能力计算的工序指标合格率是基于区 上文已经提到在工艺段任务开始后数据库即开始采集数据 ， 但 间概率计算得出的 ， 其公式为 ： 是在某些时候 ， 数据是无效的 ， 比如 ： 料头 、 料尾 、 断料 ； 对于水 分， 温度等 ， 在未达到稳定状态时 ， 数据也是无效的 。 对于这些数 A .. = ¢( ------ USL — . LSL — p a )- ------ o ) 据的剔除 ， 是通过定义有效数据值的延时来解决： 在料头时 ， 大于 卩为平均值 ， o 为标准偏差 ， ①为正态累积分布函数 有效值 ， 延时三分钟 ， 在料尾时 ， 小于有效值 ， 后退三分钟 。 NORMSDISTo 规格线是工艺用来判定数据是否合格的范围 ， 数据处于这个范 制叶工序的合格率如下， 权重分作为合格率的指数来计算 ： 围内的即为合格的数据 ， 再与有效数据相除 ， 即是该工艺指标的合 Y 1= a 030 x B 0 '20 x C 020 x D 030 ........... 格率 。 同理 ， 得出制丝工序的合格率 Y2, 整个叶线的合格率为 ： 在数据库中建立配方表用于管理规格线和数据剔除线 ， 并在 Y = 7YlxY2 WEB 页面上显示 , 并提供管理员编辑修改功能 。 用标准正态累积分布函数的反函数 NORMSINV, 既可得出西 2. 2 批次分析 格玛水平 。 批次分析功能包括查询和计算提供各工序点的平均值 、 合格率 、 以上公式均在 EXCEL 模板中实现 ， 采用相同的方法写入基础 标偏 ， 并以此为基础数据 ， 导出到 EXCEL 表用于判定整批次是否 数据后 ，自动生成评价结果 。 合格和整批次的过程加工能力是否达到要求 。 2. 3 其他统计分析功能 基本的程序思想是 ： 针对不同的源数据表中 ， 根据查询条件(如 项目组在 WEB 平台上还开发了多种查询统计分析功能 ， 如提 批次 、 牌号 、 生产时间) ， 用 select max/min(*) 语句查询最大值和 供多种查询方式源数据查看和导出 ， 全线秤累计量的统计和查看 ， 最小值 ； 用 select avg(*) 语句查询平均值 ； 用 select stdev(*) 语句查 生产时间的统计等等 。 相对于批次分析来说 ， 技术上的实现相对容 询标准偏差 ； 用 select sum( 规格线范围内的个数 )/select sum( 有效 易 ， 不在本文阐述 。 数据的个数)来计算合格率 。 由于计算程序复杂 ， 又存在着大量的数据库操作 ， 造成计算缓 3 总结 慢 ， 因此将结果数据存储在数据库中 ， 避免二次查询时造成系统资 本文阐述总结了一套在老旧自动化系统上实现数据采集的方 源的浪费 。 法 ， 对于投资有限 、 又有急迫实现数据信息化运用的需求的改造项 为了实现工艺上批次合格判定和过程能力评价的信息化 ， 我们 目具有较大的借鉴意义 。 建立了叶线检验表和西格玛水平表 ， 通过批次工艺数据的写入 ， 自 动生成判定结果和评价结果 。 参考文献 程序实现上 ， 即按要求把程序计算得出的工艺结果写入表格规 [1] 陆会明.控制装置标准化通信 一 OPC 服务器开发设计与应用 [M]. 定的格子中 。 对于一张己有数据的 EXCEL 表 ， 首先要判断该批次 北京： 机械工业出版社 ,2010. 是否存在 ， 系统通过循环语句 ，从 Excel 表的第一排数据开始 ， 用 [2] 马林 ， 何桢 . 六西格玛管理 [M], 北京 ： 中国人民大学出版 批次与即将写入的批次做对比 ， 没有该批次即写入 ， 程序思路如下 ： 社 ， 2014. for(inti = 2;i< 10000; i 卄) 〃循环从第 2 排开始 ， 因为 [3] 沈士根 ， 汪承炭， 许小东 .Web 程序设计一 ASP. NET 实用网站开 第 1 排为表头 发 [M]. 北京 ：清华大学出版社 ,2014. { if(xph=ph) 〃对比所选批次是否与 EXCEL 单元格中相同 ， [4] 国家烟草专卖局卷烟工艺规范 [M]. 北京 ： 中国轻工业出版 相同则跳出循环 ； 不同则继续循环对比 社 , 2016. {break;} [5] 廖常初 . S7-300/400 PLC 应用技术 [M]. 北京 ： 机械工业出版 if(ph= ” ” ) 〃如果一直没有对比到相同的 ， 循环到了最后 1 社 ,2016. 排 ， 写入数据 { 作者简介 m_[i, 1] =u;// 第一列写入生产时间 (u) 李刚 ( 1980-), 男 ， 大学本科学历 。四川中烟工业有限责任公司什 m_[i, 2] =v;// 第二列写入牌号 (v) 祁卷烟厂维修电工高级技师 ， 工程师 。 长期从事制丝工序网络管理 、 m_[i, 3] =w; // 第三列写入批次 (w) 维护和技术改造工作 。 159
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