試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決方案

發(fā)布于：2022-11-09 來源：大禹匯智

一、方案概述

本項目采用DMS-SCADA系統(tǒng)平臺，基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了32臺試驗設(shè)備的集中的自動化實時采集，并對其中24臺設(shè)備實現(xiàn)了遠程安全控制。試驗現(xiàn)場配置輔助PC，試驗人員通過輔助PC可以直接從TDM中獲取試驗任務(wù)。并部署了75寸電視，可以實時的顯示設(shè)備的運行狀態(tài)、實時采集曲線等。通過這些硬件設(shè)備的部署，初步實現(xiàn)了試驗自動化，大幅度減少人力成本，并為未來試驗業(yè)務(wù)的自動化和智能化發(fā)展打下基礎(chǔ)。

二、項目網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

該項目實施過程中包含了組建試驗局域網(wǎng)工作。該網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)信息化部大樓三層機房和二層機房的組網(wǎng)、服務(wù)器配置、大屏監(jiān)控設(shè)備部署等工作。三臺服務(wù)器及一臺核心交換機放置在信息化部大樓三層機房，核心交換機通過單模光纜連接到質(zhì)量部大樓二層機房的接入層交換機，接入層交換機的網(wǎng)口一部分連接到PC機(1臺PC機連接75寸大屏)及PLC，接入層交換機的網(wǎng)口一部分經(jīng)光電設(shè)備轉(zhuǎn)換為光口，通過多模光纜連接到每臺設(shè)備處（共計32臺設(shè)備）的光口交換機，光口交換機網(wǎng)口提供給當前設(shè)備。

三、項目主要特點總結(jié)

1、環(huán)境試驗設(shè)備改造

本項目的主要實施工作之一就是實現(xiàn)試驗室各種環(huán)境試驗設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)改造，主要包括高低溫試驗箱、高溫振動綜合設(shè)備、三綜合試驗系統(tǒng)、電動振動臺、高溫振動模擬工作壽命試驗系統(tǒng)、快速溫變—三軸六自由度振動綜合試驗系統(tǒng)、溫度-濕度-高度三綜合試驗箱、高溫烘箱、高低溫濕熱試驗箱、高度低氣壓試驗箱、溫度沖擊試驗箱等各類環(huán)境試驗設(shè)備。

為了滿足集中采集與可視化顯示的需求、設(shè)備權(quán)限管理及集中停機需求、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化需求，對32臺設(shè)備進行了改造。我們在每臺設(shè)備處設(shè)置了光口交換機，光口連接接入層交換機的光電設(shè)備，接入局域網(wǎng)，網(wǎng)口提供給當前設(shè)備。同時對32臺設(shè)備按照需求分成了三類。對一類設(shè)備僅進行實時溫度的采集，以及設(shè)備權(quán)限管理及集中停機。對二類設(shè)備進行文件及狀態(tài)的采集，對三類設(shè)備進行集中采集和設(shè)備權(quán)限管理及集中停機。除了二類設(shè)備外的24臺設(shè)備，若試驗中出現(xiàn)中途開試驗箱門的情況，控制室終端應(yīng)有自動報警功能，管理人員按需中斷設(shè)備的運行。

一類設(shè)備。根據(jù)溫箱的溫度范圍選擇傳感器，傳感器接入信號隔離器，信號隔離器具有串口modbus-RTU的通訊功能，再通過串口服務(wù)器將串口modbus-RTU通訊轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口modbus-TCP通訊，網(wǎng)口接入當前設(shè)備的光口交換機，進而接入局域網(wǎng)，把實時溫度數(shù)據(jù)讀到采集服務(wù)器上，再通過系統(tǒng)進行展示，同時進行數(shù)據(jù)存儲，而且通過增加PLC實現(xiàn)設(shè)備權(quán)限管理及集中停機。

二類設(shè)備。對于工控機有備用網(wǎng)口的情況，網(wǎng)口直接接入當前設(shè)備的光口交換機，對于工控機網(wǎng)口占用的情況，甲方聯(lián)系設(shè)備供應(yīng)商修改IP地址后，把設(shè)備接入當前設(shè)備的光口交換機，對于工控機無網(wǎng)口的情況，增加USB轉(zhuǎn)網(wǎng)口轉(zhuǎn)換器，把設(shè)備接入當前設(shè)備的光口交換機。

軟件方面，通過在本地工控機上運行TDM網(wǎng)頁的“上傳截圖”按鈕，對試驗結(jié)果界面手動截的圖進行上傳。

三類設(shè)備。設(shè)備供應(yīng)商修改控制系統(tǒng)IP地址后，把設(shè)備接入當前設(shè)備的光口交換機，網(wǎng)口接入當前設(shè)備的光口交換機，進而接入局域網(wǎng)，把數(shù)據(jù)采集到采集服務(wù)器上，再通過系統(tǒng)進行集中采集展示，同時進行數(shù)據(jù)存儲，而且通過增加PLC實現(xiàn)設(shè)備權(quán)限管理及集中停機。

為了滿足設(shè)備權(quán)限管理及集中停機需求，溫箱類24臺設(shè)備聯(lián)網(wǎng)改造技術(shù)方案：

硬件部分：統(tǒng)一增加一臺PLC放到質(zhì)量部大樓二層機房，PLC的網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接到接入交換機的網(wǎng)口。其中一類設(shè)備的3臺設(shè)備及三類設(shè)備的4臺ACS設(shè)備的開試驗箱門信號進入PLC的輸入模塊；對于每臺溫箱類設(shè)備，由PLC的輸出模塊引來兩組信號，一組信號控制設(shè)備切電，一組信號控制現(xiàn)場控制面板啟動授權(quán)；所有24臺溫箱類設(shè)備都需要從PLC的輸出模塊引來兩組信號。

軟件部分：PLC接入局域網(wǎng)，把數(shù)據(jù)采集到采集服務(wù)器上，再通過系統(tǒng)進行開試驗箱門信號的讀取以及進行設(shè)備切電與現(xiàn)場控制面板啟動授權(quán)的控制，

2、數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集界面包含兩部分功能，一部分是總體監(jiān)控界面，該界面可以看到所有設(shè)備的采集信息，采集的信息包含設(shè)備運行狀態(tài)、告警信息、任務(wù)進度等信息。另一部分是詳細監(jiān)控界面，該界面是針對單獨的設(shè)備進行采集的，采集的信息包含設(shè)備資產(chǎn)編號、設(shè)備名稱、溫度、濕度、氣壓參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備當前時間等信息，該界面報警復(fù)位和切點兩個功能按鈕。

3、任務(wù)管理

系統(tǒng)具備任務(wù)管理功能，能將從MES獲取主任務(wù)分解成子任務(wù)，并對子任務(wù)設(shè)置開始與結(jié)束時間。系統(tǒng)也支持用戶在系統(tǒng)內(nèi)自定義建立任務(wù)信息。任務(wù)的分解依據(jù)試驗設(shè)備分解，分解后的子任務(wù)可以對設(shè)備參數(shù)進行設(shè)置，通過拼箱啟動就可以實現(xiàn)對不同任務(wù)下的相同設(shè)備進行遠程拼箱啟動?，F(xiàn)場試驗設(shè)備接收到任務(wù)信息以及下發(fā)的參數(shù)后就會依次進行試驗。

4、數(shù)據(jù)管理

系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)管理功能對采集數(shù)據(jù)進行存儲管理。系統(tǒng)具備動態(tài)建庫功能，允許用戶動態(tài)的修改數(shù)據(jù)庫模型，以滿足各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲。存儲的數(shù)據(jù)以列表和圖形化的數(shù)據(jù)分類組織導(dǎo)航樹進行展現(xiàn)。用戶可以選取相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)曲線繪制以及報告的生成。曲線繪制圖和生成的報告均支持在線預(yù)覽和下載打印功能。

四、 項目總結(jié)

本項目是大禹匯智基于DMS-SCADA系統(tǒng)平臺實施的項目之一，該項目的實施實現(xiàn)了32臺試驗設(shè)備的改造聯(lián)網(wǎng)，為用戶提供了統(tǒng)一的業(yè)務(wù)受理界面，使得操作員可以在同一界面上完成用戶對業(yè)務(wù)的服務(wù)要求，既簡化了操作員的操作也給用戶帶來了方便。而且系統(tǒng)的成功實施改變了統(tǒng)的完全人工手動操作、數(shù)據(jù)記錄、人工現(xiàn)場巡視設(shè)備的工作模式，實現(xiàn)了遠程參數(shù)下發(fā)和數(shù)據(jù)自動采集，加快了試驗進度，縮短了試驗周期，提高了產(chǎn)品的研制質(zhì)量。為企業(yè)大幅度降低了試驗費用和研制成本。