PCCP管生產過程關鍵環節監控系統技術研究

李保華

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

PCCP管生產過程關鍵環節監控系統技術研究

李保華

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

結合大型P C C P管生產實踐，充分的運用了現代通信傳輸技術、自控技術和信息技術，開發了一套關鍵生產過程監控系統，實現了對管廠的水壓試驗、蒸養、纏絲、噴漿、拌和五大關鍵生產環節電氣控制系統的生產運行數據和視頻數據進行遠程采集、記錄、分析和報警。系統在管廠的實際生產過程中取得了良好的應用效果。

P C C P；關鍵生產過程；監控；軟件開發

1 研究背景

遼寧省某輸水工程管線段以P C C P管為主，其中P C C P管累積長度近1000km（2～4管同槽鋪設）。根據用管需求全線需生產各類P C C P管及管件20余萬根，共建設P C C P管廠7座。為保障管材生產的質量，課題啟動了P C C P管關鍵生產過程監控系統的試點研發與推廣建設工作。實現了在不影響管廠正常生產的情況下，對P C C P管生產的水壓試驗、蒸養、纏絲、噴漿、拌和五大關鍵生產環節進行數據遠程收集、數據庫記錄、運行狀態分析和報警。系統具有快捷、方便、高效、可追溯的特點，對提高P C C P管生產過程質量控制的水平效果顯著。

2 系統設計

P C C P管廠關鍵生產過程監控系統的關鍵技術成果包括P C C P管生產設備專業接口開發、系統通信專網構建、監控中心集成和專業軟件系統研發四部分。通過上述成果的應用，實現在不影響管廠原有生產模式的條件下，對管廠水壓試驗、蒸養、纏絲、噴漿、拌和五大關鍵生產環節過程的全程記錄和專業分析，系統的功能和數據流程如圖1所示。

3 技術研發成果

為實現系統的設計目標，需要重點解決的問題包括：設備及數據接口開發、系統通信專網構建、監控中心集成和專業軟件研發，主要研究成果如下：

圖1 系統的功能及數據流程設計成果圖

3.1 設備接口開發

系統監控的P C C P管主要生產設備包括：水壓試驗機、蒸養系統設備、纏絲設備、拌合設備和噴漿系統設備，各設備的接口形式主要有如下幾類：

（1）需加裝傳感采集設備列

如水壓監控設備，傳統P C C P管廠的水壓設備均采用現場人工監視壓力表方式進行操作。為實現監控目的，本研究對水壓試驗系統進行了自動化監測改造，通過在壓力表前加裝三通并安裝壓力傳感器的方式實現。打壓系統的壓力傳感器引入打壓系統旁設置的采集控制柜，采集控制柜內設置電源、采集模塊、通信轉換模塊和一體式工控機，工控機中開發采集控制軟件，實現打壓實驗系統監測的人工管理、采集、存儲，系統采用V B 6.0開發，數據庫采用SQ LSe r v e r，工控機接入無線專網與監控中心通信實現數據上報。

采用的協議轉換流程和實現的現場應用效果如圖2、圖3。

圖2 協議轉換示意圖

圖3 水壓采集一體化工作站現場操作場面

（2）原生產系統中已采用自動化監控的接口

針對P C C P管廠原生產系統中已經具有自動化監控系統的設備，如蒸養、拌和、纏絲、噴漿生產均采用現場計算機控制，本研究采用數據庫接口的方式實現數據上報，利用數據庫接口直接讀取未經設備管理系統處理的原始采集庫，實際廠家采用的數據庫基本為A c c e s s 2000和SQ Ls e r v e r 2000系統，現場監控計算機由廠家提供，設備廠家提供數據庫接口密碼和數據字典，只需通過網線入到管廠內的無線專網，并開發接口軟件；利用開發的監測數據上報程序，現場操作人員需人工操作完成數據上報工作。系統開發成果如圖4。

圖4 數據上報系統開發成果

3.2 系統通信專網構建

建立通訊專網最佳的方式光纜，但考慮到由于P C C P管廠生產需要大型龍門吊等設備在廠內運行，不允許在廠內高空走線，必須采用地埋方式，因此將涉及大量地面開挖問題。另外P C C P管廠進入生產期后廠內重型運輸車輛較多，地埋光纜受損隱患大，且恢復難度較大。因此本系統采用無線覆蓋組網方式，僅需在廠內選擇適當位置架設中心發射設備形成w i f i局域網絡，施工和調試方便，易于管理和維護。本次無線組網采用的是2.4G/4.8G的電信級設備，系統設備的安裝調試完全由項目組自行完成。通信系統由1臺中心發射設備（簡稱A p，見圖5）、若干臺遠端接入設備（簡稱C P E型號）和防雷模塊組成，所有設備利用網線供電，該套設備信號覆蓋范圍為半徑5km，傳輸帶寬可達54M，經現場應用驗證通信較為穩定，達到預期效果。

圖5 中心A P設備安裝效果圖

3.3 監控中心集成成果

監控中心負責與現場各設備進行通訊、接收采集成果和數據存儲、分析管理，中心設置采集計算機1臺（工控機）、顯示器2臺采用“1機雙屏”設置、交換機1臺、防雷保護設備1套，并定制開發系統監控管理軟件1套、數據轉換服務軟件1套，采用U P S電源供電，防止因臨時短暫性停電對設備的損害。

監控中心顯示界面如圖6所示。

圖6 監控中心顯示界面

3.4 專業軟件系統研發成果

整體系統監控軟件在監控中心的系統應用服務器上運行，系統采用C/S模式開發，開發工具V B 6.0，圖形控件采用T c ha r t 8.0，所有數據采用數據庫進行存儲，數據庫采用SQ LSE R V E R系統。

（1）系統的主要功能如下：

①P C C P管件基本設計參數導入與管理；

②監控現場采集和工作人員錄入的生產信息的接收與處理；

③生產監控參數的存儲、查詢、分析、報警功能；

④根據要求設定綜合報警參數；

⑤監測數據追溯表支持；⑥分析成果上報功能。系統運行成果見圖7。

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1672-2469（2015）06-0051-02

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.017

李保華（1966年—），男，高級工程師。