智能化飼料加工廠數據采集技術規范2022-12-30發布2023-07-01實施國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會前言 I 2規范性引用文件 3術語和定義 4縮略語 5組成及網絡結構 26硬件要求 27軟件要求 8數據采集范圍 39數據采集方法 10技術要求 411數據存儲 512安全要求 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業聯合會提出。本文件由全國飼料機械標準化技術委員會(SAC/TC384)歸口。本文件起草單位：正大投資股份有限公司、豐尚農牧裝備有限公司、南京理工大學、布勒(常州)機械有限公司。狄鵬。1智能化飼料加工廠數據采集技術規范本文件規定了智能化飼料加工廠數據采集的縮略語、組成及網絡結構、硬件要求、軟件要求、數據采集范圍、數據采集方法、技術要求、數據存儲和安全本文件適用于智能化飼料加工廠的數據采集。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件GB/T15969.1可編程序控制器第1部分：通用信息GB17167用能單位能源計量器具配備和管理通則GB/T18823飼料檢測結果判定的允許誤差GB/T22239信息安全技術網絡安全等級保護基本要求GB/T30094工業以太網交換機技術規范GB/T30121工業鉑熱電阻及鉑感溫元件GB/T38868工業控制網絡通用技術要求有線網絡GB50311綜合布線系統工程設計規范JJF1834非自動衡器通用技術要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。支持的飼料加工廠。數據采集系統dataacquisitionsystem;DAS基于傳感器和接口技術采集數據，并利用網絡、計算機技術進行分析、存儲、轉換和傳輸的系統。下列縮略語適用于本文件。ERP:企業資源計劃系統(EnterpriseResourcePlanning)HMI:人機界面(HumanMachineInterface)2MES:制造執行系統(ManufacturingExecutionSystem)PDM:產品數據管理(ProductDataManagement)PLC:可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicControl)RJ45:信息插座(RegisteredJack)WMS:倉儲管理系統(WarehouseManagementSystem)5組成及網絡結構5.1數據采集系統包括軟件、運行軟件所需要的硬件、HMI、PLC及采集模塊、現場傳感器、網絡設備、5.2數據采集系統網絡結構如圖1所示。可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器惆交換機人機界面服務器顯示器其他現場設備圖1數據采集系統網絡結構圖5.3數據傳輸協議：網絡部署及數據傳輸應符合GB/T38868的要求。5.4數據傳輸介質：數據傳輸所采用的光纖網線布線應符合GB50311的要求。6硬件要求6.1服務器和工作站的處理器、內存、硬盤及顯示器應滿足數據采集系統的工作要求。6.2人機界面應支持中英文字符，具有RJ45等網絡接口。6.3系統采用的PLC應符合GB/T15969.1的要求。6.4交換機應符合GB/T30094的要求。6.5傳感器及模塊的供電電壓宜為24V(直流)或者220V(交流)。6.6柜內網線宜采用超六類屏蔽網線，柜外網線宜采用鎧裝屏蔽網線；網線長度超過100m宜采用單模光纖通信。7軟件要求7.1數據采集系統應具有多級權限管理功能。37.2數據采集系統應具有防誤操作功能。7.3數據采集系統應采用模塊化設計。7.4數據采集系統應具有對所采集數據進行處理、存儲、轉換和傳輸的功能。7.5數據采集系統應具有與ERP、MES、PDM等系統對接功能。7.6數據采集系統應具有與上下游數據管理系統對接功能，如與原料供應商系統、養殖場系統對接。7.7數據采集系統宜具有云端接口，采集的數據能夠上傳云平臺。7.8數據庫應支持結構化、半結構化、非結構化多種數據類型。7.9數據采集和數據管理應具有數據備份、快速恢復等功能。7.10數據采集和數據管理系統應具有分類檢索功能。8數據采集范圍數據采集的范圍應包含但不限于：a)所有設備的基礎數據，如設備型號、設備編號、設備額定功率、額定電壓、額定電流、空載電流、b)主機設備關鍵配件參數，如粉碎機的篩片孔徑、篩片大小等；e)設備的運行數據，如粉碎機的運行狀態、主機電流、喂料頻率、軸承溫度、粉碎室溫度、振動振f)所有設備的報警數據，如粉碎機的超溫報警、過載報警、振動報警、異常停機報警等；g)所有設備的維保數據，如粉碎機的正轉運行時間、反轉運行時間、總運行時間、產量、下次換向h)生產過程數據，如產量信息、配料信息、批次信息等；i)在線檢測數據、離線檢化驗等品質質量信息數據；j)能耗數據，如蒸汽耗用數據、電耗數據、天然氣耗用數據等；9數據采集方法9.1人工采集通過人工填報、人工導入等方式獲得數據。系統采集方法應包括但不限于：a)生產過程中自動采集：采集工序開始時間、結束時間、設備狀態等相關數據；b)掃碼采集：事先設置的數據通過編碼建立關系或者以編碼的方式進行表達，通過讀碼獲得數據；4c)通過各種傳感器采集生產過程數據；d)通過與ERP、WMS、PDM等系統對接獲取數據。10技術要求10.1數據質量控制10.1.1數據質量控制原則數據的質量控制應貫穿整個數據采集過程，應遵循但不限于以下原則：a)完整性：包含數據規則要求的必要元素；b)準確性：真實反映數據所描述的實體；c)一致性：保證數據與其他特定上下文中使用的數據無沖突；d)時效性：保證數據發生變化后及時被更新；e)可訪問性：保證數據在需要時能被安全訪問；f)可追溯性：保證數據能夠被跟蹤和管理。10.1.2數據質量控制方法數據清洗過程管理應包括但不限于：a)能夠識別并剔除重復數據、非法數據、明顯不符合邏輯的異常數據；b)能夠根據規則補足或剔除殘缺數據，并對規則進行驗證。應對數據的標準代碼、格式、類型等進行數據轉換。10.2數據采集的誤差10.2.1溫度測量所選用傳感器精度、靈敏度應符合GB/T30121的規定。10.2.2水分檢測的精度應符合GB/T18823的規定。10.2.3電能計量所選用的儀表及計量精度應符合GB17167中的精度要求。10.2.4質量檢測應符合JJF1834的規定。10.2.5采集的其他數據應符合對數據應用場景的精度要求。10.2.6網絡傳輸數據的時延及丟包率應符合GB/T30094的規定。10.3數據采集周期10.3.1設備運行狀態信號、保護信號、模擬量采集信號的采樣周期宜以控制理論采樣定理為指導，結合實際生產經驗，滿足生產品質測量、安全保護、報警需求為原則確定。10.3.2設備運維數據更新周期應符合生產實際需要且不增加數據采集系統的運行負荷。10.3.3能源采集數據采樣時間應以滿足生產能耗統計為原則。10.3.4生產過程中物料更新周期采樣應符合生產過程的控制要求。10.3.5訂單數據更新周期采集宜滿足訂單狀態的更新需求。10.4數據采集完整性5和非結構化數據。10.4.2生產過程數據、設備運維數據、原料和成品庫數據應記錄完整并及時更新。10.4.3實時運行狀態數據應顯示完整。10.4.4報警數據應記錄和顯示完整。10.5數據的可獲得性10.5.1所采集數據宜根據不同使用人群，賦予不同的查看權限。10.5.2所有報警信息應具有不同的優先等級。11數據存儲11.1一般要求數據存儲應采用本地存儲和云存儲相結合的方式，并能夠進行災難性備份和恢復。11.2.1系統應設置本地服務器，設備的基礎數據應在本地服務器存儲。11.2.2設備的報警數據應在本地服務器存儲，滿足設備維護及產品質量查詢要求。11.2.3設備維護保養數據應保存在本地服務器。11.2.4生產數據、能耗數據、物料數據、人員數據應保存在本地服務器，存儲時間應不少于2年。11.3云存儲設備維護保養數據、生產數據、能耗數據、物料數據、人員數據、設備報警數據宜能夠通過本地服務器上傳云平臺，在云端存儲。11.4備份和恢復11.4.1數據應采用獨立的存儲裝置，在不同物理空間保存。11.4.2數據應能進行災難性備份并能被快速恢復。12安全要求12.1信息安全數據采集系統應符合GB/T22239的要求。12.