CN106681287A - 一种采集加热炉dcs数据的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采集加热炉DCS数据的方法及系统，该方法包括以下步骤：1)读取采集点配置信息；2)设定每批采集点的数量N，将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集；3)命令字符串发送与接收；4)解析收到的回复字符串；5)保存采集数据对第4)步解析的数据与第2)步列表按顺序进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值。本发明通过配置，全自动化采集所需要的数据，采集频率高。基于此方法的系统可用运行在Windows和各类Linux平台。且此方法简便易行、适用性高、可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢加热炉领域，尤其涉及一种采集加热炉DCS数据的方法及系统。
背景技术
加热炉大量用于轧钢生产线中，是钢材生产整个流程中不可或缺的工艺之一。
加热炉生产过程中，大量的仪表数据需要记录。包括温度数据和介质消耗数据。当前记录这些数据的方式主要如下：
方式一：操作工手工记录。操作工定期记录温度数据以及介质消耗数据。
方式二：上级系统采用OPC-DA与加热炉DCS通讯，采集数据。
上述加热炉数据采集方式有如下缺点：
方式一会大大增加操作工负担，且记录频率不能太高，无法用于数据分析，基本已经被淘汰。
方式二是当前主流的通讯方式，但是OPC是基于微软的OLE(现在的Active X)、COM(部件对象模型)和DCOM(分布式部件对象模型)技术，要运行在Windows平台上。且一般来说OPC服务器比较昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种采集加热炉DCS数据的方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采集加热炉DCS数据的方法，包括以下步骤：
1)读取采集点配置信息。
读取采集点配置信息，其包括多个采集点的配置信息，其中每个采集点配置信息的配置项包括：采集点编号(必须唯一)、采集点地址、采集点数据类型、采集点说明以及是否启用读取；
2)设定每批采集点的数量N，将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集，
上述拼接命令字符串的方式如下：
一组字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
其中，
G：表示发送申请命令；
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同；
[CR][LF]：是回车换号符，表示终结符；
△：是空格；
<parameter>：是命令参数；
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG：两个字符，固定，表示数据采集；
<num>：数字，表示数据点个数；
<tag1>～<tagn>：表示数据点地址；
3)命令字符串发送与接收，
建立Socket连接，通过TCP连接的Client端口连接DCS的指定端口；
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端；每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复，待收到回复后再发送下一个字符串；将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串；
关闭Socket连接。
4)解析收到的回复字符串，
解析收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号；
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数；
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度的字符串，然后空一位，接着再取20个长度的字符串，直至取得采集点个数的字符串；
这20个长度字符串解析方式如下：
若前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字；
若前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字；
5)保存采集数据
对第4)步解析的数据与第2)步命令字符串按顺序号进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值；将它们保存到数据供其他应用程序使用。数据库中可以额外加入时间，数据说明等字段。
按上述方案，所述步骤2)中如果拼接的命令字符传长度大于或等于684字符，则N自减1，再次读取配置与拼接，直至拼接的命令字符传长度小于684字符。
一种采集加热炉DCS数据的系统，包括：
1)采集点配置信息读取模块，用于读取采集点配置信息，包括多个采集点的配置信息；其中每个采集点配置信息的配置项包括：采集点编号(必须唯一)、采集点地址、采集点数据类型、采集点说明以及是否启用读取；
2)命令字符串拼接模块，用于将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集，其中每批采集点的数量为N；
上述拼接的命令字符串的格式如下：
一组字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
其中，
G：表示发送申请命令；
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同；
[CR][LF]：是回车换号符，表示终结符；
△：是空格；
<parameter>：是命令参数；
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG：两个字符，固定，表示数据采集；
<num>：数字，表示数据点个数；
<tag1>～<tagn>：表示数据点地址；
3)通讯模块，用于命令字符串发送与回复字符串接收；
具体方法如下：
建立Socket连接，通过TCP连接的Client端口连接DCS的指定端口；
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端；每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复，待收到回复后再发送下一个字符串；将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串；
关闭Socket连接；
4)解析模块，用于解析收到的回复字符串；
解析收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号；
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数；
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度的字符串，然后空一位，接着再取20个长度的字符串，直至取得采集点个数的字符串；
这20个长度字符串解析方式如下：
若前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字；
若前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字；
5)保存模块，用于保存采集数据；
对解析模块解析的数据与命令字符串拼接模块中的命令字符串按顺序号进行映射按顺序进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值；将它们保存到数据供其他应用程序使用。数据库中可以额外加入时间，数据说明等字段。
按上述方案，所述命令字符串拼接模块中如果拼接的命令字符传长度大于或等于684字符，则N自减1，再次读取配置与拼接，直至拼接的命令字符传长度小于684字符。
本发明产生的有益效果是：本发明通过配置，全自动化采集所需要的数据，采集频率高。基于此方法的系统可用运行在Windows和各类Linux平台。且此方法简便易行、适用性高、可靠性高，能够用于加热炉数据采集。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种采集加热炉DCS数据的方法及系统，其所述的步骤包括如下：
第一步，读取采集点配置信息。
系统读取采集点配置信息，其包括多个采集点的配置，其中每个采集点的配置项包括：
采集点编号(必须唯一)
采集点地址
采集点数据类型
采集点说明
是否启用读取
配置信息来源于文件，或者数据库，或者其他方式。
第二步，拼接命令字符串
由于DCS系统的限制，对所有采集点分为一批或者多批进行采集，为此需要拼接一组或者多组命令字符串。
拼接一组命令字符串的方式如下：
设定一批采集点数量N＝20
从配置信息中按顺序取出N条状态为启用读取的采集点配置，不足N条则按照剩余实际条数取。
此时对取出的采集点数据进行拼接命令字符串。
如果命令字符传长度大于或等于684字符，则N自减1，再次读取配置与拼接。将会得道一个命令字符串。
上述拼接命令字符串的方式如下：
字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
上述字符串样式中：
G：表示发送申请命令。
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同。
[CR][LF]:是回车换号符，表示终结符。
△:是空格
<parameter>：是命令参数。
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG:两个字符，固定，表示数据采集。
<num>：数字，表示数据点个数。
<tag1>～<tagn>:表示数据点地址。
上述过程循环，将会得到一组或者多组命令字符串。
此时，建立一个列表，列表中项目为被拼接到字符串中的采集点编号，并且按照先后顺序排序。
第三步，数据通讯
建立Socket连接，系统作为TCP连接的Client端口，连接DCS的指定端口。
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端。每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复。待收到回复后再发送下一个字符串。将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串。
关闭Socket连接。
第四步，解析字符串
针对收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号。
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数。
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度，然后空一位，接着再取20个长度，
这20个长度字符串解析方式如下：
前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字。
前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字。
第五步，保存
第四步解析的数据与第二步命令字符串按顺序号进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值。此时将它们保存到数据供其他应用程序使用。数据库中可以额外加入时间，数据说明等字段。
根据上述方法，我们可以编程得到一种采集加热炉DCS数据的系统，包括：
1)采集点配置信息读取模块，用于读取采集点配置信息，包括多个采集点的配置信息；其中每个采集点配置信息的配置项包括：采集点编号(必须唯一)、采集点地址、采集点数据类型、采集点说明以及是否启用读取；
2)命令字符串拼接模块，用于将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集，其中每批采集点的数量为N；
上述拼接的命令字符串的格式如下：
一组字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
其中，
G：表示发送申请命令；
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同；
[CR][LF]：是回车换号符，表示终结符；
△：是空格；
<parameter>：是命令参数；
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG：两个字符，固定，表示数据采集；
<num>：数字，表示数据点个数；
<tag1>～<tagn>：表示数据点地址；
3)通讯模块，用于命令字符串发送与回复字符串接收；
具体方法如下：
建立Socket连接，通过TCP连接的Client端口连接DCS的指定端口；
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端；每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复，待收到回复后再发送下一个字符串；将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串；
关闭Socket连接；
4)解析模块，用于解析收到的回复字符串；
解析收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号；
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数；
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度的字符串，然后空一位，接着再取20个长度的字符串，直至取得采集点个数的字符串；
这20个长度字符串解析方式如下：
若前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字；
若前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字；
5)保存模块，用于保存采集数据；
对解析模块解析的数据与命令字符串拼接模块中的命令字符串按顺序号进行映射按顺序进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值；将它们保存到数据供其他应用程序使用。数据库中可以额外加入时间，数据说明等字段。
上述方法与系统的一个应用实例：
在中国某厂加热炉数据采集系统中，配置文件采用CSV文件，内容如下(中间有省略)：
1,TI_1F101.PV,System.Single,PH段炉温1区炉温,1
2,TI_1F102.PV,System.Single,PH段炉温2区炉温,1
3,TIC1F111.PV,System.Single,NOF段1区炉温,1
…
87,FI_1S001.SUM,System.Single,能源介质蒸汽总管蒸汽累计量,1
88,FI_1A001.SUM,System.Single,能源介质压缩空气总管空气累计量,1
第1列为序号，第2列为采集点，第3列为数据类型，第4列为数据说明，第5列为是否读取(其中1表示读取，0表示不读取)
读取之后，得到88组数据，其中88组数据启用读取。
第二步：拼接命令字符串
取前20组数据，按照如下规则拼接字符串：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
上述字符串样式中：
<seq>：表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同。
[CR][LF]:是回车换号符，表示终结符。
△:是空格
<parameter>：是命令参数。
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG:两个字符，固定，表示数据采集。
<num>：数字，表示数据点个数。
<tag1>～<tagn>:表示数据点地址。
拼接后字符串效果如下：
检测字符串长度，此时小于684，此组字符串拼接完成。
检测下一组，直到拼接完成。
第三步：通讯
建立连接，作为TCP连接的Client端口，连接DCS的指定端口。
将上述一组字符串分别发送给TCP的Server端。每发送一个字符串就在原建立的连接等待回复。待收到回复后再发送下一个字符串。将所有的命令字符串发送完成，会收到一组回复字符串。
第四步：解析
收到的其中一组样例如下：
取第2位到第3位，表示顺序号是35。
从第8位开始，顺序找到第一个空格，在第10位。取第8位到空格所在位置的前一位(第9位)，表示采集点个数是20。
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度，字符串为FLT652.036，
按照如下规则解析：
前三位取值为INT时，后16位去除首位空格后解析为整形数字。
前三位取值为FLT时，后16位去除首位空格后解析为单精度浮点型数字。
可以此时是单精度浮点型数字，值是652.036。
空格后继续取值解析。
第五部：存表
收到的值根据序号对应可得：
1，FLT，652.036，16-06-20 08:10:56:632
2，FLT，764.247，16-06-20 08:10:56:632
…
88，FLT，2757593.91，16-06-20 08:11:32
存入数据库。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种采集加热炉DCS数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)读取采集点配置信息；
读取采集点配置信息，其包括多个采集点的配置信息，其中每个采集点配置信息的配置项包括：采集点编号、采集点地址、采集点数据类型、采集点说明以及是否启用读取；
2)设定每批采集点的数量N，将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集，
上述拼接命令字符串的方式如下：
一组字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
其中，
G：表示发送申请命令；
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同；
[CR][LF]：是回车换号符，表示终结符；
△：是空格；
<parameter>：是命令参数；
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG：两个字符，固定，表示数据采集；
<num>：数字，表示数据点个数；
<tag1>～<tagn>：表示数据点地址；
3)命令字符串发送与接收；
建立Socket连接，通过TCP连接的Client端口连接DCS的指定端口；
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端；每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复，待收到回复后再发送下一个字符串；将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串；
关闭Socket连接；
4)解析收到的回复字符串；
解析收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号；
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数；
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度的字符串，然后空一位，接着再取20个长度的字符串，直至取得采集点个数的字符串；
这20个长度字符串解析方式如下：
若前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字；
若前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字；
5)保存采集数据；
对第4)步解析的数据与第2)步命令字符串按顺序号进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值。
2.根据权利要求1所述的采集加热炉DCS数据的方法，其特征在于，所述步骤2)中如果拼接的命令字符传长度大于或等于684字符，则N自减1，再次读取配置与拼接，直至拼接的命令字符传长度小于684字符。
3.一种采集加热炉DCS数据的系统，其特征在于，包括：
1)采集点配置信息读取模块，用于读取采集点配置信息，包括多个采集点的配置信息；其中每个采集点配置信息的配置项包括：采集点编号、采集点地址、采集点数据类型、采集点说明以及是否启用读取；
2)命令字符串拼接模块，用于将所有采集点分为一批或者多批，拼接一组或者多组命令字符串对分批后的采集点进行采集，其中每批采集点的数量为N；
上述拼接的命令字符串的格式如下：
一组字符串的样式是：
G<seq>△<parameter>[CR][LF]
其中，
G：表示发送申请命令；
<seq>：是一个两位长度的字符串，表示顺序号，从00-99循环，每次拼接字符串必须和上一次不同；
[CR][LF]：是回车换号符，表示终结符；
△：是空格；
<parameter>：是命令参数；
其中命令参数的格式如下：
FG△<num>△<tag1>△<tag2>…△<tagn>
FG：两个字符，固定，表示数据采集；
<num>：数字，表示数据点个数；
<tag1>～<tagn>：表示数据点地址；
3)通讯模块，用于命令字符串发送与回复字符串接收；
具体方法如下：
建立Socket连接，通过TCP连接的Client端口连接DCS的指定端口；
连接建立后，将上述一组或者多组命令字符串分别发送给TCP的Server端；每发送一组字符串就在原建立的连接等待回复，待收到回复后再发送下一个字符串；将所有的命令字符串发送完成，会收到一组或者多组回复字符串；
关闭Socket连接；
4)解析模块，用于解析收到的回复字符串；
解析收到的回复字符串，每组字符串的解析规则如下：
截取第2位到第3位，解析为整形数字，其含义是顺序号；
从第8位开始，顺序找到第一个空格，截取第8位到此空格前一位，解析为整形数字，其含义是采集点个数；
根据采集点的个数，从空格之后的第一位开始取20个长度的字符串，然后空一位，接着再取20个长度的字符串，直至取得采集点个数的字符串；
这20个长度字符串解析方式如下：
若前三位取值为INT时，后16位去除首尾空格后解析为整形数字；
若前三位取值为FLT时，后16位去除首尾空格后解析为单精度浮点型数字；
5)保存模块，用于保存采集数据；
对解析模块解析的数据与命令字符串拼接模块中的命令字符串按顺序号进行映射按顺序进行映射，可得到一组数据，包括采集点编号，采集点数据类型，数据值。
4.根据权利要求3所述的采集加热炉DCS数据的系统，其特征在于，所述命令字符串拼接模块中如果拼接的命令字符传长度大于或等于684字符，则N自减1，再次读取配置与拼接，直至拼接的命令字符传长度小于684字符。
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