某矿数据共享系统解决方案
一、背景
如今信息化迅猛发展，数据作业企业决策的重要依据，根据客户需求将其上报，以及时性、准确性及完整性直接关系到企业运营效率和上层实时监测掌握布局，上报到集团公司和动能分公司是十分重要的。数据上报软件管控系统作业企业信息化管理的关键工具，承载着收集、整理、传输各类业务数据的重要职责。
某矿项目中监测及视频系统共分为DCS系统、电力监控系统、视频监控、尾矿在线安全监测共四个系统上传至集团总调度室和动能分公司。本解决方案，以解决传统上报方式中存在的效率低下、易出错、难以统一管理等问题，助力企业实现数据上报的自动化、智能化，提升企业整体的数据管理水平。
二、调研结果
2.1、现场情况分析
目前厂区内DCS系统、电力监控系统、地址监测系统以及视频监控系统均为独立运行系统，厂内存在信息孤岛。
集团公司：
集团公司调度室没有相关DCS系统、电力监控、视频信息及地质监测数据撑握和显示。根据集团公室要求，须对DCS系统、电力监控、视频信息及地质监测数据回传到集团公司调度室，并在调度大屏上显示。
上传内容：
①DCS:厂区输送泵站、低点事故池、坝肩稀释泵站、渗水泵站、浮船泵站DCS系统所显示所有内容。
②电力监控：库区管理站变电站35KV和10KV及其相应对应高压柜内视频内容。
③所有视频信息和地质监测数据。达到可显示目的。
调度室现场查看，需增加一台电脑设备，访问显示DCS系统、电力监控、视频信息及地质监测数据，并且可以投放到调度大屏上显示。
动能分公司：
目前动能分公司没有园子沟尾矿库35KV变电站、渗水泵站、浮船泵站三个站的运行数据和状态，不能及时掌握供水、供电运行情况，不利于供水系统的调整。根据动能分公司要求，将园子沟尾矿库35KV变电站、渗水泵站、浮船泵站三个站的运行数据和状态回传动能分公司主控室，达到可操作、可显示要求，并且可以投放到大屏上显示。
上传内容：
DCS系统：
①浮船泵站5台泵和渗水泵站3台泵的运行情况、远程控制水泵、真空泵、各个出入口阀门等设备；
②浮船给水流量数据的远传；
③坝肩至搅拌槽流量计的远传。
电力系统：
园子沟尾矿库35KV和10KV变电站内所有已经上传至输送泵站所有的遥测、遥信、遥控量、电表数据、柜内视频信息以及相应软件。
视频系统：
①浮船：坝上云台及船内摄像信息；
②渗水泵站渗水池、泵站、配电室等所有视频信息；
③园子沟尾矿库35KV变电站内所有配电室、变压器等所有视频信息。
主控室现场查看，需要增加2台机框增加主控台桌5组两联和10把座椅。
渗水泵站：
渗水泵站运行数据未上传至库区管理站，因此需增加光纤转换器、交换机及光纤铺设，实现渗水泵站运行数据接入渗水泵站值班室相关设备，并上传至库区管理站。
浮船泵站：
浮船泵站应厂区要求，为防止发生纠纷，不能使用原有PLC进行对接采集数据，需另外配置IO一套硬件与其接口对接。根据厂区现有浮船泵站PLC采用1200系列，新增建设PLC一套硬件、PLC系统数据采集、交换机和光纤铺设，实现浮船泵站运行数据接入浮船泵站企班室相关设备，并上传至库区管理站。
2.2、现场数据走向示意图
现场调研数据走向，目前根据现场数据走向绘制厂区输入泵站、库区管理站、及浮船泵站、坝肩稀释泵站、变电站数据走向示意图。
编辑
现场数据走向示意图
三、需求分析
3.1、数据采集
支持从DCS系统、电力监控系统、视频监控、尾矿在线安全监测等多个业务系统、不同数据源中自动采集数据，减少人工干预，提高数据采集的效率和准确性。
3.2、数据校验
对采集到的数据进行有效性校验，确保数据的完整性和一致性，避免错误数据对企业决策产生负面影响。
3.3、数据整合
将来自不同来源的数据进行整合，形成统一的数据视图，便于企业进行综合分析和决策。
3.4、数据上报
提供灵活的数据上报方式，包括定时上报和实时上报，满足不同业务场景的需求。
3.5、数据安全
确保数据在传输和存储过程中的安全性，防止数据泄露和篡改，保障企业信息安全。
3.6、需求分析设计总图
根据上述需求分析，设计总图如下
编辑需求分析设计总图
3.7、光纤数据走向示意图
浮船泵站--->浮船泵站值班室--->光纤和相关应硬搭建建设
渗水泵站--->渗水泵站值班室--->光纤和相关应硬搭建建设
动能分公司--->集团公司办公楼调度室--->光纤和相关应硬搭建建设
编辑光纤搭建示意图
完成动能分公司至集团公司办公楼调度室、动能分公司主控室的光纤及相关硬件搭建建设，确保数据传输的稳定性和速度。
3.8、最终数据走向示意图
注：红线表示新增数据走向光纤搭建
黑线表示现有数据走向光纤
编辑最终实现示意图
四、设计原则
4.1、先进性原则
近年来信息技术飞速发展，用户在构建信息系统时有了很大的选择余地，但也使用户在构建系统时绞尽脑汁地在技术的先进性与成熟性之间寻求平衡。先进而不成熟的技术不敢用，而太成熟的技术又意味着过时和淘汰。采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要，从目前国内发展来看，系统总体设计的先进性原则主要体现在以下几个方面：
（1） 采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构；
（2） 采用的计算机技术应当是先进的，如双机热备份技术、双机互为备份技术、共享阵列盘技术、容错技术等集成技术、多媒体技术；
（3） 采用先进的网络技术，如网络交换技术、网管技术，通过智能化的网络设备及网管软件实现对计算机网络系统的有效管理与控制； 实时监控网络运行情况 , 及时排除网络故障，及时调整和平衡网上信息流量；
（4） 采用先进的现代管理技术，以保证系统的科学性。
（5） 软件的投资考虑到今后的发展，不能使用落后的产品与技术，避免投资的浪费；在系统软件选型、开发技术上，达到国内外行业先进水平。
4.2、实用性原则
实用性就是能够最大限度地满足实际工作要求，是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能，它是系统对用户最基本的承诺，所以，从实际应用的角度来看，这个性能更加重要，为了提高系统的实用性，应该考虑如下几个方面：
系统总体设计要充分考虑用户当前各业务层次、各环节管理中数据处理的便利性和可行性，把满足用户业务管理做为第一要素进行考虑。
采取总体设计、分步实施的技术方案，在总体设计的前提下，系统实施中可首先进行业务处理层及管理中的低层管理，稳步向中高层管理及全面自动化过渡，这样做可以使系统始终与用户的实际需求紧密连在一起，不但增加了系统的实用性，而且可使系统建设保持很好的连贯性；
全部人机操作设计均应充分考虑不同用户的实际需要；
用户接口及界面设计将充分考虑人体结构特征及视觉特征进行 优化设计；界面尽可能美观大方，操作简便实用。
4.3、安全性原则
系统应能提供有效的安全保密机制，保证各单位之间的信息能够安全发送与接收。系统应提供口令验证、加密、权限控制、电子签名等安全机制。
系统需提供完善坚实权限管理手段,具有良好的安全保密机制。需选择良好的服务器操作系统平台及数据库，使系统处于C2安全级基础之上；采用操作权限控制、用户钥匙、密码控制、系统日志监督、数据更新严格凭证等多种手段。网上设计采用三层结构设计，所有对数据库的访问操作行为全部封装；网站管理分权限控制、数据传输严密加密实现。
4.4、可靠性原则
系统在设计上要充分考虑提供安全可靠的技术和管理方式，通过增加设计，提高质量和控制业务流程等多种手段加以保障。系统必须要保证其工作的高可靠性和高稳定性，保证常年的7 X 24不间断运行。一个中大型计算机系统每天处理数据量一般都较大，系统每个时刻都要采集大量的数据，并进行处理，因此，任一时刻的系统故障都有可能给用户带来不可估量的损失，这就要求系统具有高度的可靠性。提高系统可靠性的方法很多，一般的做法如下：
采用具有容错功能的服务器及网络设备，选用双机备份、Cluster 技术的硬件设备配置方案，出现故障时能够迅速恢复并有适当的应急措施；
每台设备均考虑可离线应急操作，设备间可相互替代;
采用数据备份恢复、数据日志、故障处理等系统故障对策功能；
采用网络管理、严格的系统运行控制等系统监控功能。
4.5、可操作性
系统在设计上要充分考虑用户界面应方便、友好、灵活，用户应能够方便地在权限范围内于各子系统之间切换。系统有良好的整体化设计，同时完善的帮助系统也是增强可操作性的必要辅助工具之一。
4.6、灵活性原则
应用系统不依赖于特定硬件环境；在系统结构一致的前提下可选择实施各模块的应用；系统具有可实施性，各模块可单独实施并使用。
4.7、信息准确和及时性
应用系统所有业务数据实时处理并集中。由于各物流中心相对分散，故集中管理必然使整个系统的信息及时、准确。尤其在检索分析和领导查询决策中，就更需要有数据实施处理的机制和管理模式。
4.8、开放性原则
系统采用开放性的平台，充分考虑本系统与其它系统的数据接口。
根据我们对物流信息系统信息化建设应用系统需求和系统目标 的分析，实现思路是：快速适应系统的业务需求，应用先进的软件设计思想，同时充分考虑系统长期发展的前瞻性要求，基于.net core的多层B/S架构体系之上实现系统的灵活性、安全性，并使系统具有良好的可管理性。重点考虑以下几点：
最大限度保护用户现有投资
任何新体系的引进都必须保证不能影响原有业务系统的性能，保证关键业务系统的正常运转，这是引进新的信息技术的前提。本系统将充分考虑本系统的现状，最大程度地保护用户现有软硬件和网络投资。对准备弃用的原有系统中的数据完整地迁移到新系统中，对保留使用的原有系统进行全面整合，加以充分利用。
总体规划、分步实施
系统必须本着“整体规划，统一组织，分步实施”的原则进行开发建设，系统建设应在建设之初的统一规划下，充分考虑以上多方的情况，有机的、分步骤的逐步完善。此外，系统的建设涉及众多新的和复杂的软硬件技术，工程实施环节复杂，应按照总体设计的规划来进行分步实施。
标准化的开发与设计
系统开发与建设应做到工作标准统一、业务流程统一、服务程序统一。在业务、软件产品、通信技术等各方面采用行业、国家和国际标准化组织制定的有关技术规范与标准。保证信息流传递快速顺畅，网络运行安全可靠。
完备的安全体系
系统安全性也是设计与开发应用系统的首要考虑因素，是整个过程中应当遵循的准则。应用系统在设计时制定一整套有效的安全措施以保证整个系统的安全性，能够满足本系统制定的安全管理需要，能够防止来自内、外部入侵的威胁。
4.9、可扩展性与可移植性
可扩展性指的是系统可以根据业务发展的需要，能够方便的升级，扩展系统的功能。由于本次采用了集中式系统架构，数据和应用的集成集中在中间件一级进行处理，所以，也就为日后的扩展打下了良好的基础。
同时保证系统能在各种操作系统和不同的中间件平台上移植。从本次采用的系统体系架构、开发语言到各平台服务器的选型我们都充分考虑到了移植性的要求。
4.10、系统性原则
系统设计和开发平台采用业界公认成熟并被广泛应用的技术，保证系统实施的进度和质量、保证系统的稳定可靠。系统技术成熟稳定和主流相结合。
坚持以安全、实用为前提，在实施中首选先进、成熟、可靠、适应电力行业管理特点的信息技术，同时又要体现信息系统的开放性、兼容性和可扩展性，做到既满足企业业务管理和安全保密的自身需要，又要满足与相关上下游企业之间的开放对接之需要。
五、系统架构设计
数据上报系统采用分层架构设计，主要包括以下层次：
数据采集层：通过定制加密API接口、PLC等技术手段，从不同业务系统中采集数据。
数据处理层：利用大数据处理框架对数据进行清洗、转换、校验等处理，确保数据质量。
数据存储层：采用关系型数据库、非关系型数据库或数据仓库等技术存储处理后的数据，为数据分析和上报提供支持。
应用展示层：提供数据上报、查询、分析等功能，支持用户进行灵活的操作和管理。
5.1、流程设计图
业务数据流程
编辑
5.2、数据存储
根据现场实际情况，系统搭建数据存储服务器需存放至动能分公司主控室，集团公司数据应用。
编辑5.3、模块设计
数据采集模块：支持多种数据采集方式，如数据库接口、文件接口、API 接口等，满足不同业务系统的需求。
数据校验模块：提供丰富的数据校验规则，如格式校验、逻辑校验等，确保数据的有效性。
数据整合模块：对来自不同来源的数据进行清洗、转换、整合，形成统一的数据视图。
数据上报模块：提供灵活的数据上报方式，手动上报、实时上报等，满足不同业务场景的需求。
数据安全管理模块：实现数据传输加密、数据存储加密、权限控制等功能，确保数据的安全性。
集团公司可视化大屏展示，DCS系统所显示所有内容，电力监控35KV及10KV相应对应高压柜内视频内容，所有视频信息和地质监测数据。
动能分公司可视化大屏展示，DCS系统所显示所有内容，电力监控35KV及10KV相应对应高压柜内视频内容，所有视频信息和地质监测数据。
新增2个流量计数据并入浮船新增PLC，PLC数据远程至库区管理站，数据最终到动能分公司。
动能分公司增加可操作可显示界面。
5.4、功能设计
5.4.1、基础框架底座系统
基础框架底座系统，作为整体系统框架基础底座，系统下所有系统的账户管理、身份认证、用户授权、权限控制等行为都系统处理，提供帐号密码管理、基本资料管理、角色权限管理等功能。
功能列表：
用户管理：用户是系统操作者，该功能主要完成系统用户配置。
部门管理：配置系统组织机构（公司、部门），树结构展现支持数据权限。
岗位管理：配置系统用户所属担任职务。
菜单管理：配置系统菜单，操作权限，按钮权限标识等。
角色管理：角色菜单权限分配、设置角色按机构进行数据范围权限划分。
字典管理：对系统中经常使用的一些较为固定的数据进行维护。
参数管理：对系统动态配置常用参数。
通知公告：系统通知公告信息发布维护。
操作日志：系统正常操作日志记录和查询；系统异常信息日志记录和查询。
登录日志：系统登录日志记录查询包含登录异常。
持续集成：提供代码生成及一键生成docker镜像的功能，开箱即用
系统接口：根据业务代码自动生成相关的api接口文档。
5.4.2、集团综合显示系统
1、DCS系统展示点
厂区输送泵站展示
实时展示泵站运行状态，包括泵机开关状态、流量、压力等参数。
展示泵站设备故障报警信息，便于及时发现并处理。
低点事故池展示
实时显示事故池液位、水质等关键参数。
展示事故池相关设备（如排水阀、搅拌器等）的运行状态。
坝肩稀释泵站展示
展示稀释泵站的工作状态，包括泵机启停、稀释比例等。
实时监控稀释效果，确保水质达标。
渗水泵站展示
展示渗水泵站的水位、渗水量等数据。
监控渗水泵站设备运行状态，预防故障发生。
浮船泵站展示
实时显示浮船泵站的位置、工作状态及相关参数。
监控浮船泵站与周边环境的交互情况，确保安全运行。
2、电力监控展示点
厂区输送泵站6KV电力监控
展示6KV高压系统的实时电压、电流、功率等参数。
监控高压柜内设备运行状态，预防电气火灾等安全隐患。
库区管理站变电站35KV电力监控
实时显示35KV高压系统的运行状态，包括电压、电流、温度等。
展示高压系统内的视频内容，便于远程监控和故障排查。
注意：两个高压系统电脑中无法兼容，需分别展示或采用兼容方案。
3、视频信息和地质监测数据展示点
所有视频信息展示
整合厂区及库区所有监控摄像头的视频信息，实现全屏、分屏、轮播等多种展示方式。
支持视频录像回放、快进、慢放等功能，便于事故分析和追溯。
地质监测数据展示
实时展示库区地质监测数据，如地下水位、土壤湿度、地质构造等。
通过图表、曲线等形式直观展示地质数据变化趋势，便于预测和防范地质灾害。
4、大屏可视化展示要求
清晰度要求：确保大屏显示内容清晰可辨，无模糊、重影等现象。
实时性要求：确保展示内容实时更新，与现场实际情况保持一致。
交互性要求：支持用户在大屏上进行操作，如切换展示点、调整显示比例等。
稳定性要求：确保大屏展示系统稳定运行，无卡顿、崩溃等问题。
编辑
编辑
大屏布局示意图（仅供参考）具体实现以实际需求为主
5.4.3、动能分公司控制台系统
DCS系统展示
泵站运行状态监控：
实时显示浮船泵站5台泵和渗水泵站3台泵的运行状态，包括启停状态、工作频率、电流电压等关键参数。
通过图形化界面展示泵站的地理位置和运行状态，便于快速定位问题。
远程控制功能：
在大屏上直接控制水泵、真空泵、各个出入口阀门等设备的启停和调节。
提供远程控制的历史记录，便于追溯和审计。
数据远传展示：
实时显示浮船给水流量数据和坝肩至搅拌槽流量计的远传数据。
通过图表和曲线展示数据的变化趋势，便于分析和预测。
电力系统展示
变电站全面监控：
展示园子沟尾矿库35KV变电站内所有已经上传的遥测、遥信、遥控量数据。
实时显示电表数据和柜内视频信息，确保电力设备的安全运行。
提供电力系统的报警和故障提示，便于及时处理问题。
视频系统展示
关键区域视频监控：
在大屏上实时显示浮船坝上云台及船内摄像信息，确保浮船的安全运行。
展示渗水泵站渗水池、泵站、配电室等所有视频信息，全面监控渗水泵站的运行状态。
实时显示园子沟尾矿库35KV变电站内所有配电室、变压器等关键设备的视频信息，确保电力系统的稳定运行。
视频操作功能：
提供视频的切换、缩放、全屏等操作功能，便于用户灵活查看视频信息。
支持视频录像的回放和下载功能，便于事故分析和追溯。
动能分公司可操作可显示
35KV变电站
可操作：需实现遥测、遥信、遥控等功能，包括事件记录、故障录波、微机保护等，确保操作的安全性和准确性。
可显示：展示变电站运行状态，包括电压、电流等实时数据，以及设备状态、报警信息等，便于监控和管理。
渗水泵站
可操作：远程控制水泵、真空泵及阀门等设备，根据需求调整运行状态，确保泵站高效运行。
可显示：实时显示泵站运行状态、水位、流量等数据，以及设备故障报警信息，便于及时发现并处理问题。
浮船泵站
可操作：与渗水泵站类似，实现远程控制和设备状态调整。
可显示：展示浮船泵站的运行状态、给水流量等数据，以及设备故障信息，确保泵站安全运行
编辑大屏布局示意图（仅供参考）具体实现以实际需求为主
5.4.4、数据分析平台
数据可视化分析工具，支持丰富的数据源连接，能够通过拖拉拽方式快速制作图表，并可以方便地与他人分享。
以下是数据分析平台的主要功能清单：
主要功能
图表展示：支持PC端、移动端、大屏的图表展示。
图表制作：支持丰富的图表类型（如Apache ECharts / AntV），支持拖拉拽方式快速制作仪表板。
数据引擎：支持直连模式、本地模式（基于Apache Doris / Kettle实现）。
数据连接：支持数据仓库/数据湖、OLAP数据库、OLTP数据库、Excel数据文件、API等各种数据源。
开源开放：零门槛，线上快速获取和安装，快速获取用户反馈、按月发布新版本。
简单易用：极易上手，通过鼠标点击和拖拽即可完成分析。
秒级响应：集成Apache Doris，超大数据量下秒级查询返回延时。
安全分享：支持多种数据分享方式，确保数据安全。
其他功能
数据源支持：支持Elasticsearch数据源。
图表功能增强：地图类和表格类图表的功能增强和优化，增加使用自定义在线地图等功能。
仪表板和数据大屏：新增图片组组件，可以让显示的图片随条件样式的变化而切换，也可以支持图片的轮播。
查询组件：新增数值区间查询组件，并对数值区间和时间范围两个查询组件的参数使用功能进行了增强。
移动端支持：在仪表板的移动端布局制作过程中，支持用户对移动端所使用到的组件进行独立的样式设置。
X-Pack增强包：阈值告警的告警规则新增对动态值的支持，数据导出中心可以对大数据量数据进行导出，并且支持文件的断点续传。
嵌入式能力：支持在同一个页面嵌入多个仪表板或数据大屏中的图表，也可以在同一个页面嵌入多个相同图表。
血缘关系功能：针对数据源、数据集、仪表板进行关联性分析，确定指定资源的影响面。
色彩地图：增加标记功能，可以根据指定字段的不同值在地图上显示不同标记。
应用：通过应用创建仪表板时，可选择存量数据源。
5.4.5、DCS采集接口服务
DCS的数据采集通过OPC服务器进行，OPC（OLE for Process Control）技术是一种用于工业自动化领域的通信和数据交换标准，它允许不同的软件和硬件组件之间进行高效的数据交换。在DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）中，OPC技术常用于从各种设备和系统中获取数据，实现实时监控、数据分析和控制等功能。以下是使用OPC从DCS获取数据的详细功能：
实时数据采集：通过OPC服务器能够实时从DCS系统中采集各种数据，包括物理量、过程参数、能量参数、系统状态参数等，为生产管理和决策提供实时依据。
数据交互：OPC技术实现了不同生产系统、不同厂商设备之间的数据交互，提高了数据的共享性和系统的互操作性。
数据处理和分析：获取的数据可以进行分类、处理和分析，如数据清洗、转换和计算等，以满足具体应用的需求。
系统集成：OPC技术使得DCS系统能够与其他上层应用系统（如SCADA系统、HMI软件等）进行集成，实现更高级别的监控和控制功能。
安全性和可靠性：OPC 标准提供了安全、可靠的数据传输，支持多种通信协议，并在不同平台和网络环境下使用。
高效通信：OPC技术确保了在分布式环境中数据的实时交流和传输，支持快速且精确的通信。
易实现和维护：OPC技术采用标准接口实现，开发成本相对较低，且易于实现和维护。
注1：具体需客户与厂商协调配合接口对接工作
注2：通过OPC服务的灵活配置，能够自主控制点位的读写功能。这一机制不仅凸显了OPC服务在精准调控点位数据访问权限方面的关键作用，还确保了数据点读写过程的透明化，对于维护数据的安全性至关重要。
5.4.6、电力系统采集、推送接口服务
配置环境：确保采集服务器和接收服务器支持文件缓存，以应对网络中断，保证数据不丢失。
选择平台：由于OPC DA仅支持Windows，采集程序需基于Windows服务运行。
连接OPC Server：WLD8000通过OPC DA协议与变电站设备通信，实时采集数据。
数据识别与处理：对采集到的数据进行异常识别和处理，确保数据准确性。
使用TCP协议：通过TCP协议穿网闸，将采集到的数据传送到接收服务器。
数据存储与分析：接收服务器存储数据，并进行后续的数据分析处理。
采集到的数据通过TCP协议穿网闸，安全、稳定地传送到接收服务器。
注1：具体需客户与厂商协调配合接口对接工作
注2：通过OPC服务的灵活配置，能够自主控制点位的读写功能。这一机制不仅凸显了OPC服务在精准调控点位数据访问权限方面的关键作用，还确保了数据点读写过程的透明化，对于维护数据的安全性至关重要。
5.4.7、浮船泵站采集、推送接口服务
采用S7协议进行数据采集，S7协议的优势
多介质支持：兼容多种通信介质，包括PROFIBUS、工业以太网（支持ISO和TCP/IP协议栈）和MPI，提供了通信的多样性和灵活性。
全面的数据访问：能够访问所有类型的S7数据区域，包括系统区和用户区，确保了对PLC数据的全面控制。
大容量数据传输：支持在一个任务中传输大量数据，最高达64K字节，适合处理大规模数据交换的复杂应用。
高效的确认机制：第7层协议提供了数据记录的自动确认功能，确保了传输的可靠性，同时减少了对系统资源的需求。
低负荷通信：优化的SIMATIC通信策略使得即使在大数据量传输时，也能保持处理器和总线的低负荷，提高了系统的整体效率。
5.4.8、渗水泵站采集、推送接口服务
采集通过OPC服务器进行，OPC（OLE for Process Control）技术是一种用于工业自动化领域的通信和数据交换标准，它允许不同的软件和硬件组件之间进行高效的数据交换。在DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）中，OPC技术常用于从各种设备和系统中获取数据，实现实时监控、数据分析和控制等功能。以下是使用OPC从DCS获取数据的详细功能：
实时数据采集：通过OPC服务器能够实时从DCS系统中采集各种数据，包括物理量、过程参数、能量参数、系统状态参数等，为生产管理和决策提供实时依据。
数据交互：OPC技术实现了不同生产系统、不同厂商设备之间的数据交互，提高了数据的共享性和系统的互操作性。
数据处理和分析：获取的数据可以进行分类、处理和分析，如数据清洗、转换和计算等，以满足具体应用的需求。
系统集成：OPC技术使得DCS系统能够与其他上层应用系统（如SCADA系统、HMI软件等）进行集成，实现更高级别的监控和控制功能。
安全性和可靠性：OPC 标准提供了安全、可靠的数据传输，支持多种通信协议，并在不同平台和网络环境下使用。
高效通信：OPC技术确保了在分布式环境中数据的实时交流和传输，支持快速且精确的通信。
易实现和维护：OPC技术采用标准接口实现，开发成本相对较低，且易于实现和维护。
注1：具体需客户与厂商协调配合接口对接工作
注2：通过OPC服务的灵活配置，能够自主控制点位的读写功能。这一机制不仅凸显了OPC服务在精准调控点位数据访问权限方面的关键作用，还确保了数据点读写过程的透明化，对于维护数据的安全性至关重要。
5.4.9、视频监控对接接口服务
数据通信协议：
采用RESTful风格的HTTP/HTTPS协议，确保数据传输的安全性和稳定性。
定义清晰的数据格式，如JSON，便于数据的解析和处理。
接口功能：
数据获取：能够实时获取各个点位的运行状态、传感器数据、报警信息等。
配置管理：允许对接口的配置参数进行动态调整，以满足不同场景的需求。
日志记录：记录接口调用日志，包括调用时间、调用者、操作类型等信息，便于追溯和审计。
5.4.10、尾矿在线安全监测系统对接
实时监测：对库区地质及渗水线进行实时监测，确保数据准确。
数据传输：通过API接口，将监测数据实时传输至监控中心。
预警功能：根据监测数据，实现智能预警，及时通知相关人员。
开发接口：根据监测需求，开发相应的API接口。
数据对接：将监测数据与API接口进行对接，实现实时监测。
测试与调试：对接口进行测试与调试，确保数据传输的准确性和稳定性。
5.4.11、库区AI对接
接口预留：在库区现有系统中预留对接的接口，API、数据库连接、消息队列等。预留接口的目的是为了方便后续的数据交互和功能集成。
数据集成：将库区的数据进行集成，确保系统能够实时获取和处理所需数据。
注：接口预留
5.4.12、运维管理系统
Linux 服务器运维管理面板，旨在通过现代化的 Web 界面帮助用户轻松管理 Linux 服务器。它集成了主机监控、文件管理、数据库管理、容器管理等功能，并且支持多语言和国际化。
以下是运维管理系统包含的功能说明：
系统管理功能
系统监控
实时查看服务器的各项资源使用情况，如CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O等。
提供系统资源使用趋势图表，便于分析资源消耗的规律。
用户管理
创建、删除和修改用户账号，设置不同用户的权限级别。
支持多用户同时登录并根据权限访问相应资源。
安全管理
防火墙配置，可自定义入站和出站规则，保障服务器安全。
安全漏洞扫描与提示，及时发现并提醒系统存在的安全风险。
容器管理功能
容器创建与部署
支持多种容器技术，如Docker，能够快速创建容器实例。
提供容器镜像管理，方便从公共或私有镜像仓库拉取镜像并部署容器。
容器编排
对于复杂的容器应用场景，支持容器编排工具（如Kubernetes）的集成。
实现容器的集群管理，包括容器的扩展、负载均衡等功能。
数据库管理功能
数据库安装与配置
支持常见数据库类型（如MySQL、PostgreSQL等）的一键安装。
可对数据库的参数进行灵活配置，如字符集、存储引擎等。
数据库备份与恢复
定期自动备份数据库，可自定义备份周期和存储位置。
在数据库出现故障时，能够快速恢复到指定的备份版本。
应用管理功能
应用部署
方便部署各种Web应用，如WordPress、Django应用等。
提供应用运行环境的配置向导，简化应用部署流程。
应用更新与升级
检测应用的新版本并提示用户进行更新。
支持一键升级应用，同时确保数据的完整性。
5.4.13、任务调度系统
分布式任务调度系统，支持跨平台多节点部署运行。
编辑
以下是任务调度系统包含的功能说明：
任务管理功能
任务创建
支持手动创建任务，包括定义任务名称、描述、优先级等基本信息。
可根据预设模板创建任务，提高创建效率。
任务编辑
能够修改任务的基本信息，如名称、描述、优先级等。
调整任务的执行时间、周期等调度相关信息。
任务删除
提供单个任务删除功能。
支持批量删除任务。
调度设置功能
执行时间设置
设定任务的单次执行时间，精确到具体的日期和时刻（例如2024 - 11 - 15 10:00:00）。
支持设置任务的周期性执行，如每天、每周、每月等周期模式。
依赖关系设置
定义任务之间的依赖关系，例如任务B必须在任务A完成后才能开始执行。
支持多层依赖关系设置。
资源分配功能
CPU资源分配
根据任务需求分配相应的CPU资源份额。
可设置CPU资源使用的上限。
内存资源分配
分配任务运行所需的内存量。
设定内存使用的限制，防止内存溢出。
任务监控功能
执行状态监控
实时查看任务的执行状态，如未开始、正在执行、已完成、执行失败等。
显示任务执行的进度百分比（如果适用）。
资源使用监控
监控任务运行过程中CPU和内存的实际使用量。
当资源使用超过设定阈值时发出警告。
通知功能
任务提醒
在任务即将执行前发送提醒通知，可通过邮件、短信等方式。
根据任务的重要性和优先级设置不同的提醒时间。
执行结果通知
任务执行完成或失败后，向相关人员发送通知告知结果。
日志管理功能
任务执行日志记录
详细记录每个任务每次执行的相关信息，包括开始时间、结束时间、执行结果等。
记录任务执行过程中的关键事件和错误信息。
日志查询与分析
提供日志查询功能，方便用户根据任务名称、执行时间等条件查询相关日志。
支持对日志进行简单的分析，如统计任务执行成功/失败的次数等。
用户管理功能
用户权限设置
为不同用户分配不同的权限，如管理员、普通用户等。
权限包括创建、编辑、删除任务等操作权限，以及查看监控信息、日志等权限。
用户账户管理
支持用户账户的创建、修改密码、删除等操作。
5.4.14、浮船IO站数据模块
1.系统总体设计
首先，明确控制系统的总体需求，包括控制对象的工艺要求、设备状况、控制功能以及所需的I/O点数等。根据这些信息，设计PLC采集系统的总体方案。
2.PLC选型与配置
PLC选型：选用西门子系列的CPU作为主控制器。该PLC具有足够的CPU能力、I/O点数、响应速度和指令系统，能够满足大多数中小型控制系统的需求。
扩展模块配置：
DI（数字量输入）扩展模块：用于读取开关等开关量输入信号。
AI（模拟量输入）扩展模块：用于读取电流、频率等模拟量信号。
3.硬件连接与供电
硬件连接：
使用电缆将DI、AI扩展模块、继电器、隔离器等硬件设备连接到PLC主机。
确保所有连接牢固可靠，符合电气安全标准。
供电设计：
为PLC系统提供稳定的24V直流电源供电。
考虑备用电源模块，以保证系统在主电源故障时仍能正常运行。
4.隔离与保护
使用隔离器对输入信号进行隔离，提高系统的抗干扰能力和安全性。
确保PLC系统接地良好，防止静电干扰和雷击等外部因素对系统的影响。
5.编程与调试
需求分析：
明确控制对象、工艺要求、输入输出信号等，确定控制逻辑。
程序结构规划：
设计程序的整体结构，包括主程序、子程序、中断程序等。
变量声明：
在STL程序中声明所有使用的变量，包括输入变量、输出变量、中间变量等。
编写控制逻辑：
使用STL指令编写控制逻辑。STL指令允许直接访问PLC的硬件资源，实现复杂的控制逻辑。
典型的STL程序包括STL指令（激活某个状态）、RET指令（返回主母线）、OUT指令（输出控制信号）等。
调试与测试：
使用PLC编程软件（如TIA Portal）将程序下载到PLC中。
在线调试程序，检查输入输出信号是否正确，控制逻辑是否满足要求。
进行必要的性能测试和稳定性测试，确保系统稳定运行。
6.系统集成与测试
系统集成：
将所有硬件组件按照设计图纸和接线图进行连接和安装。
确保所有连接牢固可靠，符合电气安全标准。
对系统进行必要的电气测试和绝缘测试，确保系统安全。
系统调试：
逐步启动系统各个部分，观察输入输出信号是否正常。
对系统进行全面的功能测试，确保所有控制功能均能满足设计要求。
根据测试结果对系统进行必要的调整和优化。
5.5、信息通道工程施工
编辑对于浮船泵站新增IO站 ，通过对PLC进行编程获取增加的参数数据，新增一条光纤通过钢性联络管将光纤敷设至浮船值班室，数据通过浮船与值班室新架设的光纤将数据传回浮船值班室。
渗水泵站新增200米光纤通过电缆井进入渗水泵站值班室。
将视频信号以及数据信号回传至动能公司及集团公司，须将动能公司及集团公司现有网络进行完善，具体内容如下：
动能公司新增600米光纤通过电缆井引入动能公司主控室，并对光纤进行处理将光信号转换为电信号并进行网络规划，。同时将现场视频信号通过网络接入硬盘录像机。
动能公司至集团总部新增4000米光纤，通过动能公司至集团公司的暖气管道进行敷设，采用支架之间架设钢丝，将光纤通过卡扣固定在钢丝这种方式进行敷设，确保光纤受力均匀。光纤引入集团公司主控室后将光信号转为电信号并进行网络规划，组建网络。同时将现场视频信号通过网络接入硬盘录像机。
六、技术选型
数据采集技术：采用定制加密API接口采集，确保数据的安全性和准确性。
数据处理技术：选择成熟的大数据处理框架和工具，如Hadoop、Spark等，进行数据清洗、转换和校验。
数据存储技术：根据数据类型和业务需求，选择适合的关系型数据库（如MySQL）、非关系型数据库（如MongoDB）或数据仓库（如Hive）等技术进行数据存储。
应用开发技术：采用.Net Core作为后端开发框架，Vue前端框架作为前端展示层，实现前后端分离，提高系统的可扩展性和可维护性。
数据通信技术：采用Kafka消息队列技术，实现数据的高效、可靠传输，支持实时上报和定时上报等场景。
OPC（OLE for Process Control）技术是一种用于工业自动化领域的通信和数据交换标准，它允许不同的软件和硬件组件之间进行高效的数据交换。
七、实施计划
需求确认与方案设计：与客户深入沟通，明确需求，制定详细的解决方案和实施计划。
系统开发与测试：根据方案进行系统的开发、集成和测试，确保系统功能的完整性和稳定性。
数据接口对接与调试：完成与各个业务系统的数据接口对接和调试工作，确保数据的准确采集和传输。
光纤搭建与硬件部署：完成光纤搭建和相关硬件设备的部署工作，确保数据传输的稳定性和速度。
用户培训与支持：对用户进行系统使用培训，提供必要的技术支持和维护服务，确保系统的顺利运行和用户的满意度。
八、维护售后
为了确保北方铜业有限公司集团及子公司数据共享系统的稳定运行，配置专业的售后维保团队进行整个系统稳定运行保障，和相关问题的解决处理。
8.1、维护方案
远程支持服务流程
我公司为用户提供免费技术服务热线，在接到用户请求后，根据请求情况协调公司资源，第一时间给用户反馈并解决问题。
（1）、诊断故障并提交故障诊断报告
根据系统运行过程中出现的系统故障或其它异常情况，及时进行故障诊断，并提出故障诊断报告。故障诊断报告的主要内容包括：故障现场情况记录、故障的级别和紧急处理过程记录等。
（2）、制定系统维护和故障恢复的实施计划
根据提交的故障诊断报告，制定系统维护和故障恢复的实施计划。按照制定的计划实施系统维护工作。
（3）、管理、监督维护计划的实施
组成系统维护项目管理和监督工作组，全面负责管理和监督系统维护工作实施过程（应包含用户方与项目承包商双方）。并根据系统维护实施的各个阶段提交维护工作报告。
（4）、确认维护工作完成并提交维护报告
在系统维护工作完成后，由系统维护人员提交系统维护工作报告，由用户方项目组的技术人员对系统维护情况进行测试并予以确认。
（5）、提交成果
每次系统维护工作完成后，都应提交如下的报告、记录等文档等资料：
l故障诊断报告
l系统维护和故障恢复的实施计划
l维护工作阶段报告
l系统维护工作报告
说明：紧急情况下，以排除故障，满足用户需要为首要任务，可以进行紧急处理，但事后要补充相应文档与记录。
8.2、现场服务流程
众所周知，最优的售后服务是一个项目的承建商必须做出的承诺。但是，如何根据用户的实际情况（人员素质、计算机应用水平、系统的要求等），做出切合实际的项目售后服务计划书，才是用户关注的问题。优质的售后服务也一直是我们公司在经营活动中最基本的原则。我公司的技术支撑部门担负着专业的服务工作，无论是在系统的安装调试过程中还是在系统投入运行之后，无论发生任何问题用户都可以得到最快的响应，售后服务流程如下图所示：
编辑
系统的组织结构、计算机应用水平、系统对人员素质要求等情况的分析，我们认为：系统稳定运行是保证本项目建设成功的一项关键因素。
我公司提供的服务内容包括：
应用软件运行维护：应用软件自身缺陷的调整，为客户及时解决日常运行中出现的问题。
根据政策和经办规程调整，及时响应客户需求，并在客户要求的时限内完成对应用系统的修改或调整。
应用软件技术改造与升级服务：主动或应客户要求，将最新的技术成果和先进的管理模式升级到原有系统，使应用系统的永远保持先进性。
数据支持服务：我公司提供专职工程师为客户提供长期的数据库优化及技术支持服务，以及异常数据修正、批量数据处理等数据维护工作。
定期系统巡检：按照签订的维护合同，定期等到现场对应用系统运行情况，主机运行情况，数据库系统和应用软件情况进行检查和维护。
网络与硬件服务：本次是软件维保招标，离不开网络及硬件系统的支持，我公司愿凭自身的技术实力，为本项目提供硬件调试与网络技术支持服务。
客户端服务
（1）收集最终用户对系统的使用意见和建议；
（2）对最终用户进行操作指导；
（3）客户端故障判断和排除指导；
（4）单机版数据转入系统的操作指导和技术支持；
（5）服务方式以提供现场服务为主。
8.3、软件运维服务方式
我公司派遣现场系统维护工程师，通过预防性检查对系统软件进行检测和诊断，对系统中潜在的软件故障采取预防措施。如果某些部件出现无法恢复的故障，系统工程师将尽快予以修理。维护期间提供定期巡检服务。系统工程师定期巡检的目的在于通过巡检及时发现和纠正可能出现的接口和系统问题，从而在最大程度上为设备的连续稳定运行提供保证，巡检内容主要包括：
系统的运行状态；
服务器的运行状态；
主机系统的运行状态，对系统CPU、内存、I/O状态、进程等检查
语音交换机的运行状态；
所有连接接口，电源，网口等可能容易导致设备出现问题的敏感部件
检查系统的Error Log；
系统优化，协助客户对OS进行系统性能调整和系统优化，提高系统效率；进行相关的安全性进程检查
协助用户机房管理技术人员解决和分析日常设备运行中出现的未解决问题。
8.4、数据运维
别维护对象及其数据维权限
维护对象主要是指表、视图，对维护对象的维护操作需要具有查询、修改、插入、删除等权限，常用的是查询、修改权限。
建立维护用户
在系统运维阶段，为了信息安全尽量不要使用系统账户，需要额外建立维护用户，确保数据的完整性。
建立数据自动备份机制
在系统稳定运行过程中，我公司通过数据库自动备份机制，将指挥调度系统数据进行完整备份，当数据库出现故障问题时，可通过备份的数据进行数据还原，保证数据不会丢失。
运维资料管理
在客户服务中，我公司通过以下文件来保证服务的规范和质量：
客户服务管理：
《客户服务管理》，售后技术维护，客户问题管理
客户问题办理：
《客户问题受理规范》，问题记录，问题分发、办理监督，问题回复，问题月报
《故障诊断报告》，故障现场情况记录、故障的级别和紧急处理过程记录等
《系统维护和故障恢复的实施计划》
《维护工作阶段报告》、《维护工作总结报告》
《系统维护验收测试计划》
《维护工作验收报告》
客户满意度测量：
《客户满意度测量》，收集满意度，统计分析（月、季、半年、全年），提出改进措施
客户培训的相关表格：（为把客户培训工作做得更好的辅助性表格）
《客户培训申请表》
《客户培训费用确认表》
《客户培训邀请函》
《客户培训邀请函回执》
《客户培训计划》
《客户培训记录》
《客户培训总结》
根据以上的质量保证体系规定，我公司为智慧矿山物联网综合管控平台系统设计的执行一次较完整的系统维护过程的基本步骤如下：
根据智慧矿山物联网综合管控平台系统软硬件出现的系统故障或其它异常情况，双方合作及时进行故障诊断，并提出《故障诊断报告》；
根据提交的《故障诊断报告》，制定《系统维护和故障恢复的实施计划》，我公司按照制定的计划实施维护工作；
双方共同组成系统维护项目管理和监督工作组，全面负责管理和监督系统维护工作实施过程；
我公司根据系统维护实施的各个阶段具体情况提交《维护工作阶段报告》，在系统维护工作完成后，由系统维护人员提交《维护工作总结报告》；
最后根据《故障诊断报告》、《系统维护和故障恢复的实施计划》、《维护工作阶段报告》和《维护工作总结报告》，我公司技术人员和用户方项目组的技术人员一起，讨论确定《系统维护验收测试计划》；并依此对系统进行测试验收，测试合格提交《维护工作验收报告》维护工作完成，否则继续整改。
8.5、应急方案
系统在运行过程中一旦出现紧急重大问题，导致新系统不能正常运行的情况下，就需要启动售后服务紧急预案，以保证指挥调度系统的正常进行。
应急预案目标
在一旦出现紧急情况下，需要启动应急预案的情况下，应急预案必须以保证业务经办正常运行为目标。
应急预案具体措施
应急预案需要从业务系统、数据库、网络平台三个方面来考虑应急处理措施，在出现紧急重大问题的情况下，我公司会在最短时间内做出故障响应，第一时间由现场维护人员启动应急方案，同时将指派具有解决故障能力的软件工程师、数据库工程师组成的紧急服务小组解决问题。
应急处理流程
编辑
流程说明：
系统出现故障，我公司接受故障，并确定为紧急情况。
启动应急处理服务流程。
紧急情况处理小组的领导（由用户和我公司人员共同组成）立刻调派我公司的资深专家和用户相关人员。首先尽最大可能收集事件相关信息，确定事件类别、事件来源，保护证据，以便缩短应急响应时间。
根据收集的信息，紧急情况处理小组立刻采取措施抑制事件的影响进一步扩大，限制潜在的损失与破坏。
根据实际情况，技术专家进行系统的恢复工作。
如果是应用软件故障，我公司保证2小时内解决问题，恢复故障系统。
如果项目组难以短时间内解决故障，及时申请公司技术支持中心派专家，必要时申请相关软件厂家的技术专家到现场协助排除故障。
在问题得到解决、系统恢复工作后，回顾并整理该事件的各种相关信息，尽可能地把所有情况记录到文档中，并完成《紧急事件处理结果报告》。
提交《紧急事件处理结果报告》。
应急行动结束。
定期维护
在维护服务期间，我公司派遣专业技术工程师到客户现场提供至少每周2次，每月至少8次的现场巡检服务，重大活动期间专人驻场服务；对智慧矿山物联网综合管控系统及相关软件进行优化，对长时间系统使用产生的垃圾文件和系统日志进行整理、删除、归档，对系统故障及隐形软件日志、操作系统警告日志等进行梳理，整理并编写相应的问题说明文档，提交进行问题解决办法，对问题进行跟踪，在规定的时间内解决上述问题，并如实记录。
技术支持服务
我公司根据客户现场实际需要，提供至少一周两次的现场技术支持服务，派资深技术工程师到客户现场工作现场，对客户现场各种技术问题、操作应用问题和软硬件的安装及配置方法，进行现场指导和培训；对接处警坐席增设、减少和系统应用操作、系统相关配置等各种技术问题提供远程指导和线上、线下培训，必要时候进行现场指导和培训。
专人专线专属服务
我公司技术支持服务部门将免费为您提供7天×24小时的热线电话及传真支持，如果用户使用的系统出现技术故障，无论是我方提供的软件或本项目中用户方已有的硬件，都可以通过热线电话得到支持与帮助。用户仔细记录故障现象，然后通过服务热线与我公司联系，技术专家在尽可能短的时间内协助和指导用户制定解决问题的方案，然后由用户反馈给我们解决方案是否有效，我们会依据反馈信息决定进一步的支持措施。
远程在线诊断和故障排除
如果得到用户许可，我们还可通过电话或视频通话的方式为客户进行故障诊断和故障排除。
运维分析服务
我公司将会周期性对客户现场应用系统进行技术总结，科学分析现有系统资源使用情况，以及在过去工作过程中所出现问题的总结，可能存在的系统瓶颈分析，并对系统优化提出合理建议，修复系统漏洞，优化系统应用。
服务响应程度
我公司保证在发生一级故障时，立即响应，交通工具正常情况下半小时内到达现场进行问题排查。在发生二级故障时，10分钟内响应， 1小时内到达现场，制定方案排除故障。
快速的现场服务
当客户方的系统被确诊为系统故障，而无法通过电话/电子邮件方式、远程拨入分析等手段解决时，维护工程师会带上相应的系统工具和软件立即赶赴现场进行紧急维护。
九、培训计划
系统上线试运行期间，提供《北方铜业有限公司集团及子公司数据共享系统》相关操作手册，方便操作人员参考。
9.1、培训目的
本培训计划旨在帮助北方铜业有限公司集团及子公司数据共享系统的操作、维护和管理技能，提升整体监测管理应水平。
9.2、 培训对象
集团公司、动能分公司及泵站值班室等相关员工及管理人员。
9.3、 培训内容
系统概述：介绍北方铜业有限公司集团及子公司数据共享系统的基本概念、原理、功能和优势。
硬件设备操作：学习系统所需硬件设备的安装、配置、调试和维护方法。
软件系统操作：掌握软件系统的登录、界面导航、功能模块使用、操作和查询等基本技能。
系统维护与升级：学习系统日常维护和故障排除方法，以及系统升级流程和注意事项。
9.4、 培训方式
理论授课：由专业讲师进行系统知识的讲解。
实践操作：组织员工进行实际操作练习，加深对系统操作的理解和掌握。
答疑解惑：设立答疑环节，解答员工在培训过程中遇到的问题。
9.5、 培训时间与地点
时间：共计5天，具体时间根据实际情况安排。
9.6、 培训效果评估
课后测试：组织员工进行课后测试，检验员工对系统知识的掌握程度。
实际操作考核：对员工进行实际操作考核，评估员工的操作能力和技能水平。
满意度调查：收集员工对培训内容和方式的反馈意见，为今后的培训改进提供依据。
9.7、 培训后续支持
提供培训资料：为员工提供系统的培训资料，方便员工随时查阅和学习。
在线答疑：设立在线答疑平台，为员工提供实时的技术支持和帮助。
定期更新：根据系统升级和市场需求的变化，定期更新培训内容和方式。
后续培训：针对新员工或需要进一步提高技能水平的员工，组织后续培训活动。
十、总结与展望
本解决方案通过采用先进的技术和工具，实现了厂区数据的自动化、智能化上报，提高了数据上报的效率和准确性，为企业决策提供了有力的支持。未来，我们将继续优化系统性能，拓展系统功能，为企业提供更加全面、高效的数据管理解决方案。
