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     石鋼公司是大型綜合冶金企業，擁有燒結、煉鐵、電爐煉鋼、轉爐煉鋼、軋鋼、動力、制氧等多個生產環節，每個環節承擔不同的生產分工，具有不同的生產過程，每個過程都有一些相關的過程控制系統。

    由于技術發展的原因，公司過程控制網絡上分布著不同廠商不同種類的自動化控制系統。這些系統都是面向裝置或設備的，形成了“信息孤島”。每個系統只能采集或管理相應裝置或設備在運行過程中產生的部分數據，而且這些數據的采集頻率和存儲時間都受到各個控制系統CPU能力和硬盤容量的限制。就企業整體而言，缺乏一個統一的、完整的、企業級鋼鐵生產過程實時信息平臺，以支持越來越多的數據應用。

    由于生產過程產生的數據有效期短，而且數據量大，傳統的關系數據庫系統不能勝任實時數據的處理與管理需求。因此，我們采用了Wonderware公司的InSQL企業級關系型實時數據庫來為企業信息系統提供統一而完整的企業級鋼鐵生產過程實時信息平臺。實時數據庫向下將負責集成各個不同DCS、PLC系統的實時數據，并且提供長期保存這些歷史數據的功能，向上提供開放的實時數據與歷史數據檢索服務，實現將工業現場控制過程及數據集成到桌面，利用這些數據幫助企業改進生產管理，提高生產效率。同時，建立集成共享的生產過程實時信息平臺，數據的分析與統計結果能夠存儲在實時數據庫或者發布到關系數據庫，并提供開放的二次開發接口提供給ERP及其他應用系統，幫助企業管理層進行準確及時的決策。

項目的功能與特點

實現了將工業現場集成到桌面

    石鋼公司InSQL實時數據庫系統目前已經連接了各個生產廠30多套不同的現場DCS、PLC控制系統，實時采集并記錄著4000余個生產過程數據和能源消耗數據，數據間隔可以達到秒級，并且提供長期保存這些歷史數據的功能。向上提供開放的實時數據與歷史數據發布功能，發布監控畫面100余幅。技術人員和管理人員可以在公司局域網上，或通過VPN在Internet上任何一臺計算機，用授權的帳戶登錄IE來監視工廠實時的生產狀況并進行工藝分析，初步建立了數字化工廠。

建立了集成共享的生產過程實時信息平臺

    InSQL全方位地獲取和儲存工廠數據，并將實時和歷史工廠數據與配置，事件，概貌和生產數據集成起來。通過大量的客戶端應用程序，可以訪問工廠的全部信息，分析、處理和報告工廠的數據。由于具備了MS SQL Server2000的開放性，任何基于SQL、ODBC或OLE DB的應用，都可以方便地從InSQL獲取數據。因此，實時數據庫系統已經成為石鋼公司的一個統一開放、集成共享的鋼鐵生產過程實時信息平臺，在此之上建立的應用系統越來越多。

             

實現異種數據庫和多種控制系統互連

    在數據采集方面，幾乎涵蓋了所有的自動化控制系統，從國外SIEMENS的WinCC、橫河的CS1000\3000、AB的RSView、ABB的Freelance、Citect到國內的力控、浙大中控以及各種后臺為關系型數據庫的小型分散數據采集系統，都已經進入了實時數據庫系統。通過自主開發的OPC Server，建立了InSQL與關系數據庫的連接，將現場數據庫的數據通過OPC方式進入InSQL，進而實現了對MS SQL Server、Access等關系型數據庫的數據采集。同時，開發了對WinCC的OPC Server進行讀寫的程序，借助SIEMENS控制系統的WinCC軟件實現了離散數據的收集。

    在石鋼公司內部，除了各種控制系統以外，還有一些分散的小型數據采集系統，其開發環境不同，采用的軟件和后臺數據庫也不同，有VB、VC、力控、組態王等等。我們通過Visual basic自主開發了針對各種數據庫的OPC Server，將現場數據庫的數據通過OPC方式進入InSQL，進而實現了對MS SQL Server，Access，等關系型數據庫及離散數據的實時采集。

四級網絡結構和網絡安全設計

    第一級為各生產流程的各種自動化控制系統，主要由SIEMENS、ABB、AB、橫河等控制系統、HMI及工業Ethernet、Profibus、L2通訊網絡等構成，主要功能是對各工藝流程參數的采集和控制。

    第二級為遠程IDAS計算機，這一層級的計算機安裝了雙網卡，采用星型網絡拓撲結構，向下與生產過程控制系統的監控站HMI進行數據交換及數據轉存與緩沖存儲，向上通過以太網進入公司局域網，通過各二級站點交換機連接到InSQL數據服務器，實現對所有數據的上傳。IDAS具有“存儲轉發”功能，當IDAS與InSQL通訊失敗時，IDAS會將當前數據保存在本機硬盤，或保存指定的網絡路徑中，通訊恢復后，IDAS再將保存數據傳送到InSQL中，這樣可保證數據的完整性。

    第三級為InSQL數據服務器和Web服務器，InSQL對數據進行壓縮存儲并作為對外接口的數據源，Web是將數據通過IE發布。

    第四級是客戶端應用計算機，安裝IE或Activefactory客戶應用軟件，查詢和瀏覽實時和歷史數據，制作報表，進行各種分析應用。

    由于實時數據庫要與生產現場的自動化系統連接，系統的安全性必須得到可靠的保障。因此在網絡安全方面采取了一些有效的措施。首先通過在IDAS上安裝雙網卡，實現物理隔離，分別設置不同網段，一個IP同IDAS所采集的工業控制系統通訊，一個IP向上通過公司局域網連接到InSQL服務器；其次，由于公司網絡已經完全實現VLAN劃分，可以通過各二級站點交換機的端口設置，將實時數據庫網絡劃分成一個獨立的網段，所有的IDAS與公司管理網隔離開來；第三，InSQL服務器也安裝兩個網卡，一個IP連接IDAS，一個IP與公司管理網絡連接實現WEB發布和數據共享，這樣管理網絡只能夠訪問到InSQL服務器，而InSQL服務器只能夠訪問到IDAS，而不能訪問到現場控制系統的工作站，通過層層隔離保證了網絡的安全。

基于實時信息平臺的應用

煉鋼廠生產過程控制數據管理系統

    系統通過對ERP系統的物資量數據、檢化驗系統的質量數據、實時數據庫的操作和過程控制數據，現場由人工補充錄入的生產組織數據的整合，建立了較為完整的數據平臺，給用戶提供了整個生產過程中的完整電子檔案。其中，從實時數據庫等系統自動采集和導入的過程數據、檢驗數據接近90%，人工錄入的主要是班次、爐號等一些生產組織數據。系統能夠按照合同號、生產訂單號和爐號進行詳細的查詢和分析，還可以通過鋼種、生產日期等關鍵字段進行查詢，及時掌握某一個訂單所采用的工藝路線、整個生產過程投料和產出、每一爐或每一個訂單的工藝參數控制能力、鋼材成分分析和性能分析。系統實現了對生產全部過程數據和控制歷史曲線進行跟蹤，通過爐號貫穿到一起。當出現質量異常后，可以及時追溯出當日工藝過程控制狀況，定量找出影響質量的因素，將相關信息反饋給管理者，及時制定出相應措施，指導生產。

軋鋼生產過程控制數據管理系統

    與“煉鋼生產過程控制數據管理系統”一樣，利用鋼鐵生產過程實時信息平臺，在軋鋼工序將過程控制參數與爐號進行捆綁,將ERP系統數據、實時數據庫控制數據、質量數據庫質量數據等數據相匹配，充分發揮基礎數據的作用，實現軋鋼工藝過程控制數據和質量數據的可追溯性。

    以強化過程因素分析、提高產品質量為目的，針對鋼材性能或成分的缺陷實現按爐號對軋鋼工序加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度等過程工藝控制數據的檢索查詢分析，找出過程控制和操作的原因，解決質量控制問題。

能源調度與統計分析系統

    在鋼鐵生產過程實時信息平臺上自主開發的石鋼公司能源調度與統計分析系統，在收集生產所需各種能源動力量數據基礎上，結合各工序的生產狀況和能源消耗定額及公司能源供應情況，進行數據整合、分析、調度，服務和指導公司生產。

    利用實時數據庫系統組建能源計量網絡具有很多優勢。首先，由于各個控制系統中的能源計量數據（甚至包括三級、四級的計量數據）已經進入了實時數據庫，所以可以把已經存在于系統中的這些數據很方便地集成進來，任意分組顯示，不用編制或修改程序；第二，新增的能源計量檢測點，可以就近直接連到任意一個已經連接到實時數據庫的控制系統中，不用再配前端數據采集設備。第三，能源計量系統既可以按能源介質又可以按工藝系統組成畫面，可以把一個工序需要的各種能源量組成一幅畫面，便于系統監控。這對能源調度是非常靈活的。

              

煉鐵焦比數據平衡輔助分析系統

    2005年自動化部響應公司降低煉鐵成本的要求，理清了焦炭物流管理流程、明確了關鍵控制點，利用SAP的支撐系統和實時數據庫平臺各種數據，自主開發了煉鐵毛焦比數據平衡輔助分析系統，為各級管理者提供準確及時的數據支持，為公司焦炭自動平衡計算，達到日清月結提供了真實的依據。

加熱爐坯料跟蹤系統

    與燕山大學合作，利用鋼鐵生產過程實時信息平臺，建立神經元網絡模型，在新一軋廠650加熱爐開發了坯料跟蹤系統，可以記錄每一支連鑄坯的加熱時間和加熱溫度，便于加熱制度的分析研究。

    石鋼公司的實時數據庫系統充分實現了鋼鐵生產過程實時信息平臺的功能，并在此平臺上開發了大量的應用。實時數據庫系統的應用已經成為石鋼公司信息化建設中不可缺少的基礎設施之一。

    目前石鋼公司已經有了一個統一的技術路線，就是以鋼鐵生產過程實時信息平臺作為各種應用系統的數據源，開發成本分析、設備監控、能源調度等各種分析應用項目，體現了實時數據庫的重要作用。