我国烟草工业企业经过多年持续的技术改造和设备引进，在基础自动化和过程自动化方面普遍采用了以PLC，FCS和IPC为代表的自动化技术。在管理自动化方面，已初步建立了以企业资源计划系统（MRPII，ERP）为核心的管理信息系统。EPB中虽有生产控制模块，但由于得不到制造过程实时信息的支持，并不能帮助和指导分析生产瓶颈，改进和控制产品质量，以及对具体的产品生产进行排产。各大烟草工业企业已充分认识到存在的问题，面向制造执行层的MES（制造执行系统）软件的开发与应用已提上日程。实施MES，实现企业内制造系统和管理系统之间的信息无缝双向流动，符合管控一体化。数据采集系统是现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带，建立和完善自动数据采集系统已成为烟草工业企业信息化建设的重点。

　　本文以上海卷烟厂为例，介绍数据采集系统在烟草行业的实施情况，对系统实施过程中可能出现的有关问题进行探讨。

　　一、烟草工业企业数据采集系统的特点

　　烟草工业企业的制丝设备控制系统属于过程控制系统，卷包设备控制系统属于运动控制系统。

　　近年来，制丝设备的控制系统普遍采用了现场总线技术，形成分散控制、集中管理和监控的管控一体化模式。制丝流水线上没有现场操作站，操作人员在控制室利用上位机进行集中监控。

　　随着现场总线和CNC控制技术的发展，一些最新引进的卷包设备采用IPC的SOFT-PLC技术替代了PLC控制，现场操作站采用标准计算机。卷包设备本身自动化程度较高，控制系统复杂，每台设备都有单独的控制系统和本地操作站。但由于卷包设备供应厂商较多，很多设备采用专用控制器，技术不开放，数据采集接口复杂，是烟草工业企业中信息化集成的难点。在新一代卷包设备中，各家设备供应商意识到数据采集的重要性，都提供标准的数据采集接口，因此，实施卷包数据采集系统变得相对容易。

　　如果能够实现数据采集替代人工数据录人，及时、准确获得生产现场产品质量情况，对质量控制十分有益。一般的检测仪器配有串口用于输出测试数据，只要仪器厂商提供通信协议，实施烟草检测仪器的数据采集系统比较简单。

　　许多烟草工业企业建立了动能监控中心，但在没有更进一步应用（如先进控制技术在锅炉上的应用，动能设备的集中控制）的情况下，动能设备的数据采集没有很大意义。

　　二、系统实例

　　上海卷烟厂数据采集与监控系统由三个分系统组成：生产数据采集分系统、烟草检测仪器数据采集分系统和动力能源数据采集分系统。每个分系统自成体系，有各自的厂级监控中心。各数据采集分系统的结构相似，只是复杂程度有所不同。

　　生产数据采集分系统由制丝车间、卷包车间和膨丝车间等三个子系统组成。每个子系统以车间为单位分别建设，都建有车间级监控中心，并建有厂级生产监控中心。物流数据采集分散在各车间生产数据子系统中，不作为单独的分系统存在。现以生产数据采集分系统中最复杂的卷包子系统为例介绍系统结构。

　　1.系统结构

　　卷包子系统的硬件架构分为四个层次，即现场层、车间监控层、厂级监控层和Intranet层。考虑到现有卷包设备种类繁多、各种数据库系统异构情况突出、数据比较分散等实际状况，采用分布式数据库模式，软硬件分步集成，实现了现场数据采集，车间、厂级二级监控与数据集成功能。

　　现场层的各种设备采用不同的控制系统进行生产控制、实时数据采集和数据传送。不同厂家的控制器不尽相同，提供的数据接口也不一样，采取一台上位机采集同一厂家多台设备的生产数据。

　　车间监控层由多台PC组成，功能有：（1）提供车间级集中监控界面；（2）采集现场层的数据，存人本地数据库；（3）为上一级监控系统提供数据接口。在车间监控层，用于数据采集的计算机称为监控机（上位机）。根据现场层提供的数据采集接口技术的开放程度，监控机建设有两种方案：（1）在通用监控软件基础上做二次开发；（2）由设备供应商提供监控系统。

　　厂级监控层由数据库服务器、监视计算机组成。监视计算机从车间监控层上位机采集数据完成监视功能，并向厂级数据库服务器提供数据。每台厂级数据服务器中有历史和准实时两个数据库，准实时数据库以数据更新形式提供当前生产状况的准实时数据，历史数据库保存生产历史数据。所有厂级数据库服务器组成一个分布式数据库，向数据仓库提供数据，同时作为后台数据库以备WebServer调用。

　　Intranet层由WEB服务器、数据仓库和其他管理系统构成。WEB服务器负责接收全厂范围内授权用户的数据访问请求，然后向数据库服务器发出数据请求，得到响应后，传送数据至用户所在计算机。数据仓库作为生产子系统的后台数据仓库，定时保存各数据采集服务器内历史数据。

　　2.系统数据流说明

　　各个数据采集子系统都将数据分为实时数据和历史数据分别传送到上一层。

　　实时数据流采用数据刷新方式，实时数据经车间监控机、厂级监视计算机到达数据服务器的准实时数据库，为其他系统提供准实时的数据服务。

　　历史数据流的处理较特殊，数据库服务器的历史数据库的数据来源于车间监控层的历史数据库。厂级监视计算机不参与历史数据流处理，它只起实时数据显示和历史数据中转作用。这种历史数据处理流程基于以下两方面原因，一是历史数据用于数据分析、挖掘，需要更高的可靠性，由于数据在上升时，其可靠性是下降的，为了达到高冗余、高可靠度的目的，数据服务器的历史数据可直接从车间级监控机的历史数据库中恢复；二是由于数据上升时，实时性下降，服务器采用关系数据库得不到与时间密切相关的过程数据，而这些过程数据多是制丝温度、水分等一些十分重要的工艺状态数据，因此必须在班末（批次末）从车间机监控机上的历史数据库中导人。

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