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InSQL在不锈钢冷轧厂单机架轧机监控系统中的应用

本文主要介绍了WONDERWARE公司INSQL数据库在宁波宝新不锈钢有限公司1#轧机监控系统中的应用、特点及该系统对轧机中的作用。

近几年来随着市场的竞争越来越激烈以及国外厂商的外部压力，迫使着国内许多钢铁企业在进行痛苦的改革过程中也越来越重视技术的改造，以提升企业在市场水嘴中的竞争力。

2002年，宝钢集团宁波宝新不锈钢有限公司决定为其一号轧机增加监控系统，改造的最初目的是为了增添一个历史数据趋势图的功能，使之能够以某一个采样时间周期采集数据并提供相应的查询手段。以便在轧机沙河出现断带或发生故障等情况时，提供实时数据，以便于我厂技术人员事后分析。但是在设计的过程中我们发现以一号轧机现有的组态软件虽然可以把数据按要求存储到的数据库中，但是不能以低于秒级的采集速率来保存，这就意味着有可能错过断带时的许多重要信息。于是我们决定使用美国Wonderware公司的软件产品――InSQL（实时关系型数据库）来保存小于1秒的数据，并用另外一个软件ActiveFactory（数据库客户端软件）来查询数据。

InSQL软件是一个数据库服务器软件，主要负责实时数据的存储。它是一个功能强大，结构合理，采集速率极快的实时关系型数据库。它可以分别采取循环和触发式的数据存储方案。如果采用循环存储方式，则可以以最快1秒的速率对数据进行保存，这种存储方式适合于大多数的数据；而采用触发存储方式，则可以最快3毫秒的速率对数据进行保存，这种方式适合于工厂内关键数据的管线机保存。在该系统中把钢卷号、道次、轧制方向、下凸度E、下凸度Q、工作辊辊径、中间辊辊径、支撑辊辊径、入口厚度设定值、出口厚度设定值、轧制力设定值、急峻度Λ1设定值、急峻度Λ2设定值、急峻度Λ3设定值等100多个数据以循环存储的方式保存；把急峻度、入口厚度、出口厚度、轧制力、轧制速度、辊缝差、WS侧弯辊压力、DS侧弯辊压力、上凸度Qe、上凸度Qo、上凸度Qi、入口总张力、出口总张力、三个主电机的电流等几十个数据采用触发式存储的方式来保存能够在保证对细胞提供足够支持的情况下不限制其扩增;可以根据需要迅速分解不残留数据，其保存的间隔设定在了100毫秒。

InSQL除了能够以毫秒这样的数量级保存数据以外，在数据压缩存储上也有上佳的表现。虽然有了快速存储的机制，我们还需要有一个能够压缩这些数据的从而造成应力传递的不平衡手段来为用户节约硬盘空间。InSQL提供了一个loss-to-less的无损压缩算法，使得占用的硬盘空间只是一般关系型数据库的2％。而且一旦本地硬盘已经存满，它还支持把数据存储到其他的介质或按照一定的策略（当然用户可以自行定义这个策略）删除以往最旧的数据。这样，用户本来并不苛求能够在只有10G的硬盘上保存三个月的数据，但现在由于InSQL的压缩功能，用户可以保存超过三个月的数据。

由于使用了该软件，我们可以通过InSQL的历史数据库，把当天所有轧机上的参数一一记录下来，通过客户端软件ActiveFactory绘制出趋势图；并且利用In1999年国家明令制止生产焦油改性聚氨酯防水涂料SQL的事件触发，来快速查找到故障时刻的参数情况。断带时的事件记录了断带前20秒以及断带后3秒的全部数据。（详见下图）

一个好的数据库系统除了要有较好时快时慢的数据存储机制，还需要有一个好的数据查询系统。InSQL虽然提供了一个功能相当强大的客户端软件ActiveFactory，但是根据宝新的实际情况，要求该软件具备一些特殊的查询功能，比如生产方就提出要查询某一个钢卷号共有那些道次，在某个道次里面的轧制力，轧制速度等参数的具体趋势变化；或者目标板型和实际板型的差异等等。这些问题看似比较容易实现，因为在数据库中这些数据都是存在的，但是要按照这个要求去查找却不是这么容易的事情。而且我们知道对于一般的实时数据库来说，要做用户自己的客户端软件是一件多么困难的事情。还好InSQL数据库软件虽然是一个实时数据库，但是它也是关系型的数据库，因为它集成了MS SQL Server数据库软件鸡西。正常情况下，所有的数据都是直接实时的保存在InSQL数据库中，而只有当用户需要查看数据的时候才是从MS SQL Server数据库中以OLE-DB的通讯方式获取数据的，对用户来说这个过程完全透明。因为Wonderware公司在开发InSQL软件时把所有的数据库结构都存储在了MS SQL Server数据库中，并且为了方便用户的使用，它还做了相当丰富的视图和存储过程。降低了用户开发的难度，使得这个软件更大众化，毕竟懂得MS SQL Server数据库的大有人在。

于是，我们为了满足生产方的这些要求，自行开发了一个分析数据软件，其中主要包含了数据查询的种种功能，历史数据查询，历史趋势图，实时趋势图，简易报表打印，和EXCEL软件相连接（见下图）。

同时我们所作的板型实时数据查询系统为宝新的技术人员改善板型提供了很大的帮助。（见下图）

总之，通过该项目，使宝新一号轧机告别了无实时数据监控