一、項目概述
　　天虹紡織在國內華東和越南一共有6大生產基地，當前分布在各地生產運營，由于廠區(qū)的分散性，缺乏有效的信息溝通和綜合的信息處理能力，而且無法上傳有效的現(xiàn)場信息，集團運營中心無法及時正確的獲悉所有生產信息，不能有效分析生產數據和診斷相關設備運行情況，這樣將造成運營中心無法對集團整體的運營進行正確的評估及決策。很難實時掌握生產設備的運行情況，很難對未來的形勢和環(huán)境進行準確的評估，因此，建設一個完善的數據采集與監(jiān)控平臺有助于改善集團化企業(yè)的管理與運營。
　　力控科技數據采集系統(tǒng)針對天虹紡織生產集控管理實際需要，可以成功地將工業(yè)自動化、計算機網絡、無線通訊、地理信息系統(tǒng)等多項先進技術有機結合在一起，實現(xiàn)對全集團的自動化生產運行管理。系統(tǒng)的主要功能是實時采集遠端各紡機設備和生產基地的動力設備的工藝運行參數，實現(xiàn)對設備運行情況進行自動、連續(xù)的監(jiān)視，管理和數據統(tǒng)計，為安全運行提供必要的輔助決策信息。
　　二、系統(tǒng)設計
　　2.1 項目建設目標
　　集團將在上海設立運營中心，建設數據采集與集控平臺。按照預測，系統(tǒng)總采集點數將達到300000個。
　　數所采集系統(tǒng)需要完成對集團所有生產設備的運行數據、能耗數據采集和監(jiān)視管理任務，將整個數據進行處理、分析、存檔并向各基地發(fā)送調度及控制指令。同時實現(xiàn)在線模擬、輸送計劃、故障檢測及定位等任務，同時提供開放式數據接口來與MES系統(tǒng)連接。
　　架構簡約化，數據采集集中化，達到節(jié)點少，維護方便；
　　采集科學數據，利用通信網關的斷線緩存功能，做到采集數據不丟失，接口可靠、穩(wěn)定；
　　數據集中管理，各個廠區(qū)分散數據通過實時/歷史數據庫集中管理，進行統(tǒng)一分析、計算、診斷；
　　完善的日志系統(tǒng)；
　　采集數據的有效性診斷；
　　實現(xiàn)pSpace企業(yè)實時/歷史數據庫的冗余；
　　各生產廠區(qū)生產設備數據參數的采集與存儲；
　　各生產廠區(qū)生產設備數據參數的統(tǒng)計及分析；
　　各生產廠區(qū)生產設備數據參數的歷史歸檔；
　　整個系統(tǒng)具有很好的擴展性，伸縮性。使得后期新增站庫可以低成本無縫接入；
　　本平臺系統(tǒng)架構設計為負載均衡、故障隔離、快速維護。
　　2.2.系統(tǒng)設計原則
　　系統(tǒng)采用成熟、先進技術，符合國際標準，具有前瞻性、高可靠性，支持數據傳輸方面主流廠商的設計和技術。
　　可擴展性
　　根據工程的實際情況進行系統(tǒng)設計時，充分考慮系統(tǒng)增加容量的可擴充性：系統(tǒng)設計采用模塊化星型結構，前端采集設備和管理主機均可擴容；系統(tǒng)主機以及傳輸設備保留充分的設備接口和冗余空間，以備將來擴充。信息中心可與自動化網絡連接，在規(guī)模上便于擴展，在技術上能兼顧可預見的未來技術，便于以后的升級。
　　可靠性
　　可靠性就是要采用成熟和高質量的技術與產品，使系統(tǒng)在外界或內部條件突變時，能經受干擾或沖擊，或在盡量短的時間內恢復正常，確保系統(tǒng)在運行期間不間斷工作。 系統(tǒng)采用的技術與產品應在行業(yè)范圍內處于領先狀態(tài)，這既是保護投資所必須考慮的，同時，當技術發(fā)展時，現(xiàn)有系統(tǒng)又保持一定的連續(xù)性。因而應在設計時考慮技術的前瞻性。所選用系統(tǒng)與設備經過大量工程實際使用驗證的產品。
　　兼容性
　　系統(tǒng)設計時，所采用的技術手段必須遵循業(yè)界標準，提供標準接口，使系統(tǒng)具有較高的靈活性，方便與其它系統(tǒng)互聯(lián)；同時，標準性也為今后的升級或引進新技術提供了保障。能與現(xiàn)有監(jiān)控設備納入建成后的統(tǒng)一系統(tǒng)。
　　方便性
　　系統(tǒng)運行后，其管理（如設備的維護）是可操作的。這些管理、維護工作應盡可能簡單、方便。這要求提供規(guī)范的系統(tǒng)與工程程序，提供智能化的軟件或硬件模塊，將系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性降到最低。
　　開放性
　　設計的現(xiàn)場結構是開放性系統(tǒng)，實現(xiàn)與未來設備的更多互連和操作，且能方便地融于全球信息網絡中。
　　經濟性
　　系統(tǒng)的經濟性是一個必須考慮的重要因素，某些情況下經濟性可以否定一切，在功能與經濟發(fā)生矛盾時，可以采用"技術降效"的辦法來解決，系統(tǒng)集成商將盡力采用實用的技術和設備達到降低整體工程造價的目標，一定要使自己的"產品"具有好的價格、性能比指標。極其重視經濟性指標應該成為智能化建設的一條必須遵循的技術路線來對待。
　　2.3 系統(tǒng)設計重點：
　　中心設備的先進性和穩(wěn)定性是總系統(tǒng)運行的保障
　　前端監(jiān)測設備的先進性、穩(wěn)定性決定了整個系統(tǒng)的關鍵
　　數據傳輸模式的穩(wěn)定性決定了整個系統(tǒng)的效率
　　前端數據采集的接口類型和已建監(jiān)測站的數據接口的兼容性
　　三、系統(tǒng)架構
　　針對天虹紡織集團各個基地的特點，進行針對性部署，在各個基地安裝及配置多臺數據采集通信網關，其中數據采集通信網關通過以太網或串口等通訊方式將各個生產線的硬件設備（如PLC，板卡，儀表等）采集到數據采集通信網關，數據采集通信網關通過網口將數據通過集團VPN專網將數據包傳送到遠端運營中心的通信服務器，通信服務器獲得數據包后，將數據實時發(fā)送到數據庫服務器，由實時數據庫對數據進行歸檔存儲。應用服務器將匯集到中心數據進行二次加工及計算，回寫數據存儲區(qū)保存起來。
　　數據采集通信網關具有斷線緩存功能，當于中心網絡斷開后會自動進行數據緩存，等網絡恢復后自動將緩存數據傳至中心服務器，保證數據的連續(xù)性。中心實時數據庫設計點數30萬點，布置2臺實時數據庫服務器（1套磁盤陣列）、2臺通訊服務器（普通服務器）、2臺應用服務器。采用冗余結構保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　4.1實時通訊部分
　　運營中心前端采用兩臺通訊服務器來接收遠程傳輸過來的數據，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，特設置了一對冗余的服務器來完成實時數據處理的任務，無論哪一臺服務器出現(xiàn)故障，另外一臺服務器都可以在很短的時間內切換到工作狀態(tài)。
　　4.2數據存儲部分
　　數據存儲部分由兩部分組成，數據實時處理及數據存儲。主要實現(xiàn)將實時通訊服務器上從各個基地采集的數據長期的，永久的保存起來。
　　數據集中服務器采用2臺高性能服務器，具有很高的性能和穩(wěn)定性，用來滿足系統(tǒng)長時間運行的需求及用于處理各個生產控制系統(tǒng)集中后的海量數據，再利用pSpace的二級壓縮算法，將數據存儲到存儲設備上。
　　4.3應用展示部分
　　應用服務器負責實時監(jiān)控并設備集團所有生產設備的運行情況和參數的設定。運營中心操作人員可以直接直觀的看到現(xiàn)場所有機臺的運行情況，并可以進行參數的設定、自動生成報表及故障查詢等。
　　四、系統(tǒng)功能
　　4.1　數據集中匯總
　　天虹的現(xiàn)狀是各基地生產線由多個不同系統(tǒng)設備提供商采用不同種類廠家的自動化設備進行控制，導致設備種類多、通信協(xié)議繁雜，這是整個集團的信息化工作開展最大的障礙，數據是信息化的根本，數據采集的不穩(wěn)定不準確就導致后面的各個信息化系統(tǒng)都無法發(fā)揮各自的功能。
　　力控華康工業(yè)通信網關pFieldComm全系列采用高性能嵌入式計算平臺，內嵌通信采集規(guī)約庫和轉發(fā)規(guī)約庫?？梢詫崿F(xiàn)采集多個不同子系統(tǒng)的數據，進行數據集中匯總、分類和預處理，并對多個上級調度等平臺系統(tǒng)進行數據轉發(fā)。本系統(tǒng)利用數據采集通信網關pFieldComm，對天虹集團內各個分散廠區(qū)內的PLC系統(tǒng)、相關設備和儀表進行數據采集，通過協(xié)議轉換后打包發(fā)給數據中心實時/歷史服務器上，同時也接受中心數據庫系統(tǒng)下發(fā)的命令和數據。

　　4.２　數據安全性
　　為了防范黑客及惡意代碼等底層生產網絡的攻擊侵害及由此引發(fā)的生產事故，保障生產系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要建立生產系統(tǒng)安全防護體系，系統(tǒng)安全防護工作應當堅持安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證的原則，保障底層生產系統(tǒng)的安全。系統(tǒng)對數據采集終端的接入作了嚴格的身份認證，杜絕系統(tǒng)安全隱患。另外在數據傳輸和處理過程中采用校驗和加密算法保證數據的準確性和安全性。
　　4.3　在線監(jiān)測
　　全面監(jiān)測功能，在一臺電腦上便可瀏覽所有裝置的設備運行狀況、生產數據信息等。

　　4.４　實時報警
　　當數據采集通信網關發(fā)生故障，通信通信網關無法與其建立數據傳輸鏈路時；或者在線監(jiān)測儀表發(fā)生故障時，自動引發(fā)故障報警。其中故障報警分為以下幾種類型：
　　網絡故障：通信通信網關和紡機設備無法建立數據傳輸鏈路。
　　嚴重數據錯誤：數據異常，不能通過系統(tǒng)的合法性校驗。
　　在線監(jiān)測設備故障：安裝在現(xiàn)場的在線監(jiān)測設備發(fā)生故障，監(jiān)測數據輸出異?；蛑袛?。
　　故障報警功能使工作人員坐在電腦前即可掌握各個監(jiān)測點的設備運行情況，避免了因為各種故障導致監(jiān)測數據大量缺失的現(xiàn)象。
　　報警方式設置：可對超標報警、故障報警的報警方式進行設置。
　　發(fā)光報警：報警監(jiān)測點的圖標紅、綠交替閃爍。
　　聲音報警：可以為不同監(jiān)測點分別設定報警聲音。
　　短信報警：將報警的詳細信息通過短信發(fā)送給相關管理人員。
　　4.５ 統(tǒng)計分析管理
　　系統(tǒng)智能分析公司生產運作情況，自動生成報表，供管理分析使用，對公司的整體運營情況做到了如指掌，給決策者提供有力的數據支持。
　　以圖標、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現(xiàn)各監(jiān)測點設備的運行狀況等信息，以及發(fā)展趨勢與動態(tài)。
　　五、項目總結
　　系統(tǒng)投運后遠程各生產基地紡紗設備數據、現(xiàn)場工藝數據等與控制中心數據庫平臺通訊，并且通過科學的優(yōu)化設計能夠穩(wěn)定高效將數據傳輸至集團運營中心，與MES系統(tǒng)無縫集成。整套系統(tǒng)通過先進的軟、硬件技術和控制理論，提高了工作效率，使得運維人員能迅速快捷的了解設備的實時運轉狀況，提高了突發(fā)故障的排查速度，加快了紡織兩化融合的進度。