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shujuwajuejishushirenmenchangqiduishujukujishujinxingyanjiuhekaifadejieguo。qichugezhongshangyeshujujiubaocundaoshujukuzhong，ranhoufazhandaokeduishujukujinxingzhaxunhefangwen，jinerfazhandaoduishujukudejishibianli。shujuwajueshishujukujishujinruleyigegenggaojidejieduan，tabujinnengduiguoqudeshujujinxingzhaxunhebianli，bingqienenggouzhaochuguoqushujuzhijiandeqianzailianxi，congercujinxinxidejinyibuliyong。
本ben項xiang目mu研yan究jiu的de問wen題ti和he采cai用yong的de技ji術shu路lu線xian是shi根gen據ju我wo國guo傳chuan統tong農nong藥yao化hua工gong技ji術shu發fa展zhan的de實shi際ji情qing況kuang首shou次ci提ti出chu來lai的de，因yin此ci在zai國guo內nei具ju有you獨du創chuang性xing，同tong時shi又you滿man足zu國guo家jia采cai用yong信xin息xi技ji術shu改gai造zao傳chuan統tong產chan業ye的de產chan業ye政zheng策ce。
技術構架
本項目的技術構架是建立在以集散控製係統（DCS――Distributed Control System）為基礎自動化軟硬件平台的基礎上，建立曆史數據庫平台，通過數據挖掘技術對生產工藝、操作條件和配方進行優化，並形成通用的數據挖掘軟件平台。其係統技術架構如圖1所示。
1. 首先將原有基本手工控製的操作模式，改造成自動化程度較高的基於SUPCON JX-300X集散控製係統的操作模式，使三唑磷合成生產過程穩定，信息采集完備；
2. 通過浙江中控軟件技術有限公司開發的具有自主知識產權的實時數據庫係統ESP-iSYS中的數據采集及曆史數據庫模塊建立三唑磷合成過程的生產曆史數據庫，用於積累豐富的三唑磷合成生產過程的曆史數據；
3. 通過對生產信息的曆史數據進行數據挖掘，找出工藝參數和工藝配方對三唑磷收率和有效成分含量的規律，並提出優化的配方、優化的工藝參數和優化的生產工藝。
對於三唑磷合成過程的基礎自動化改造，首先要熟悉三唑磷合成的工藝路線，設計一套較為先進的儀表檢測係統，選用較為可靠的、高性能的壓力傳感器、pH傳感器以及流量計、溫度傳感器等。以確保獲得準確、可靠的生產過程信息。
對三唑磷合成過程的計算機控製係統進行設計，選擇模擬量輸入卡、模擬量輸出卡及開關量輸入、輸出卡，重要卡件(主控製卡、數據轉發卡、電源)及重要信號點設置成1:1冗餘，提高係統的可靠性。設置二個操作站和一個控製站，使該生產過程穩定運行並獲取可信數據。
經分析，三唑磷合成過程操作要求如下：
1. 反應溫度控製：三個反應釜的反應溫度控製分別需控製的精度為±1℃。合成反應為吸熱反應，保持一定反應溫度，可提高反應速率，穩定操作，提高收率。但溫度過高，會引起原料分解，影響收率。
2. pH控製：因為整個反應需在堿性水溶液中完成，反應過程要求物係的pH值控製在8.0～9.0之間即偏堿性，不足可通過加堿來調節。
3. 脫溶甲苯濃度控製：因yin為wei合he成cheng產chan物wu三san唑zuo磷lin存cun在zai於yu甲jia苯ben有you機ji相xiang中zhong，所suo以yi在zai反fan應ying結jie束shu後hou，要yao進jin行xing脫tuo溶rong處chu理li，將jiang甲jia苯ben和he反fan應ying物wu三san唑zuo磷lin分fen離li。甲jia苯ben濃nong度du控kong製zhi得de好hao壞huai，直zhi接jie影ying響xiang反fan應ying物wu的de濃nong度du和he三san唑zuo磷lin的de損sun耗hao，造zao成cheng收shou率lv降jiang低di。
考慮到三唑磷合成過程的規模、具體控製要求和各控製係統的性價比，本方案采用了浙江中控技術股份有限公司的SUPCON JX-300X集散控製係統。該集散控製係統，融合了最先進的自動化技術、計算機技術、通信技術、故障診斷技術、冗餘技術和軟件技術。具有成本低、可靠性高、使用方便、安裝簡單、維護容易等特點。係統全部數字化，規模可大可小，兼容性、開放性好，支持標準網絡通訊協議，且符合各種現場總線協議。
JX-300X集散控製係統由工程師站(ES)、操作站(OS)、現場控製站(CS)、通信網絡cnetⅡ等組成，它覆蓋了大型集散係統的安全性、冗餘功能、網絡擴展功能、集成的用戶界麵及信息存取功能，除了具有模擬量信號輸入輸出、數字量信號輸入輸出、回路控製等常規DCS的功能，還具有高速數字量處理、高速順序事件記錄（SOE）、可編程邏輯控製等特殊功能；它不僅提供了功能塊圖（SCFBD）、梯形圖（SCLD）等直觀的圖形組態工具，又為用戶提供開發複雜高級控製算法（如模糊控製）的類C語言編程環境SCX。係統規模變換靈活，可以實現從一個單元的過程控製，到全廠範圍的自動化集成。
而近年來，隨著實時數據庫理論的日益成熟和完善，各種商業實時數據庫產品層出不窮，其中國際上比較著名的產品包括美國的OSI公司的Plant Information System，簡稱PI；美國AspenTech公司的Infoplus係統；美國Honeywell公司的PHD（Process History Database）係統。這些產品在石油、化工、鋼鐵、電力等多個重要行業得到了較為廣泛的應用，並且為實施企業帶來了較好的效率。
本項目選用浙江中控軟件技術有限公司開發的具有自主知識產權的實時數據庫軟件ESP-iSYS，ESP-iSYS實時數據庫軟件通過計算機網絡和正確的DCOMpeizhihezutaiguocheng，anzhaotongyideshujugeshicaijishuju，duishujutongyiguanli。zutairuanjianjiangshujuyuanheshujuyuandeweihaodengxinxizutaidaoshishishujukuxitongzhong。ESP-iSYS根據這些信息，配置相應的模塊，采集數據源中的位號數據，計算處理後提供給實時數據庫的客戶端應用軟件，如數據挖掘軟件應用。
ESP-iSYS實時數據庫係統分成組態管理、OPC/DDE/API接口軟件管理、實時數據庫管理、實時數據訪問接口、曆史數據庫存取五大模塊。
數據挖掘係統的應用
1.ESP-Miner數據挖掘軟件應用簡介
三唑磷合成過程中在線測量的數據經過現場儀表進入了SUPCON JX-300X的DCS係統，然後通過OPC Server進入了實時數據庫ESP-iSYS，經過數據預處理後與人工錄入數據(通過人工化驗的產品質量數據及其他離線數據)整合後進入關係數據庫中，經數據挖掘得到的結果(優化規則、優化的工藝控製參數、優化的工藝配方等)通過優化建議圖、餅圖、柱圖或報表的形式提供給工藝工程師進行決策，決策的結果通過DCS係統進行貫徹執行。
流程工業數據挖掘技術及軟件在三唑磷合成過程中應用研究項目的應用操作流程如下：
第一步：係統配置；
第二步：人工數據錄入(每天錄入)；
第三步：實時數據采集；
第四步：數據預處理；
第五步：人工錄入數據與實時生產數據整合；
第六步：數據挖掘操作；
第七步：數據挖掘結果呈現。
係統安裝完畢後，一般需要進行係統配置，係統配置隻需配置一次，係統安裝時有一個根據新農化工需求的默認配置，主要功能如下：
l 實時數據采集位號的組態，缺省組態保存在安裝目錄下的：newtagdef.cfg
l 數據整合時的信息組態，缺省組態保存在安裝目錄下的：tagdef.cng
三san唑zuo磷lin合he成cheng過guo程cheng中zhong除chu了le可ke在zai線xian測ce量liang的de數shu據ju以yi外wai，還hai有you許xu多duo數shu據ju如ru產chan品pin質zhi量liang數shu據ju等deng隻zhi能neng每mei班ban或huo每mei天tian離li線xian分fen析xi化hua驗yan一yi次ci，這zhe些xie數shu據ju均jun需xu要yao人ren工gong錄lu入ru到dao係xi統tong中zhong，並bing需xu要yao與yu生sheng產chan實shi時shi數shu據ju進jin行xing整zheng合he。
根據實際情況，係統提供了班次的設定功能，化驗數據的人工錄入界麵。
本係統通過OPC Server把在線測量數據從SUPCON JX-300X提取並保存到實時數據庫係統ESP-iSYS中，因此數據挖掘的數據源是實時數據庫平台ESP-iSYS和人工錄入數據。
具體操作舉例如下：
(1) 打開數據采集的配置文件
(2) 設定數據采集的時間和采樣周期以及保存數據的文件名
例如：采集04.04.01-04.04.28的3個溫度(TRC-202.PV、TRC-203.PV、TRC-204.PV)，產品流量FRC-254.PV，原料1流量FRC-251.PV，原料2流量FRC-252.PV, 原料3流量FRC-253.PV保存到SrcData040401_040428.dpp文件中，其中采樣周期為180秒。
(3)數據采集並保存成功。
從DCS等(deng)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)采(cai)集(ji)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)嚴(yan)重(zhong)的(de)隨(sui)機(ji)誤(wu)差(cha)和(he)過(guo)失(shi)誤(wu)差(cha)，會(hui)使(shi)數(shu)據(ju)品(pin)質(zhi)嚴(yan)重(zhong)惡(e)化(hua)。因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)對(dui)采(cai)集(ji)來(lai)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)預(yu)先(xian)處(chu)理(li)，包(bao)括(kuo)數(shu)據(ju)段(duan)選(xuan)擇(ze)修(xiu)改(gai)、濾波和剔除野值等，有效防止失效數據參與運算，保證在數據挖掘計算中所得結果的正確性。
從實時數據庫平台導入生產實時數據，使用數據預處理模塊對這些參與數據挖掘的原始數據經加工處理（變量信息修改、剔除野值或一階濾波等）後存入離線設計數據文件中，使得數據挖掘計算結果準確。
三(san)唑(zuo)磷(lin)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)兩(liang)類(lei)生(sheng)產(chan)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)即(ji)人(ren)工(gong)化(hua)驗(yan)數(shu)據(ju)和(he)生(sheng)產(chan)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)，經(jing)過(guo)人(ren)工(gong)錄(lu)入(ru)和(he)在(zai)線(xian)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)以(yi)後(hou)，需(xu)要(yao)把(ba)它(ta)們(men)整(zheng)合(he)得(de)到(dao)待(dai)挖(wa)掘(jue)數(shu)據(ju)，以(yi)供(gong)數(shu)據(ju)挖(wa)掘(jue)使(shi)用(yong)，當(dang)數(shu)據(ju)整(zheng)合(he)完(wan)成(cheng)以(yi)後(hou)，需(xu)要(yao)把(ba)待(dai)挖(wa)掘(jue)數(shu)據(ju)保(bao)存(cun)到(dao)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)。
數據挖掘操作的步驟如下：
(1) 打開數據挖掘操作界麵：使用GUI框架載入數據挖掘軟件的Snapin插件並選擇“挖掘操作”以後，出現數據挖掘操作界麵；
(2) 導入進行數據挖掘的數據；
(3) 屬性的選擇；
(4) 關聯屬性的設置；
(5) 目標屬性的設置；
(6) 最小置信度的設置；
(7) 數據挖掘操作：當關聯屬性、目標屬性和最小置信度設置好以後，就可以進行數據挖掘了，在菜單項中選擇“操作”-> “挖掘”就可以完成數據挖掘操作。
在數據挖掘操作中如有規則產生，就可以生成數據挖掘結果的各種報表，如圖3所示，在該報表中，可通過點擊“規則餅圖”、“規則箭頭圖”、“優化建議圖”、“最佳操作數”相關連接得到數據挖掘結果各種呈現辦法。
從DCS等(deng)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)采(cai)集(ji)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)嚴(yan)重(zhong)的(de)隨(sui)機(ji)誤(wu)差(cha)和(he)過(guo)失(shi)誤(wu)差(cha)，會(hui)使(shi)數(shu)據(ju)品(pin)質(zhi)嚴(yan)重(zhong)惡(e)化(hua)。因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)對(dui)采(cai)集(ji)來(lai)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)預(yu)先(xian)處(chu)理(li)，包(bao)括(kuo)數(shu)據(ju)段(duan)選(xuan)擇(ze)修(xiu)改(gai)、濾波和剔除野值等，有效防止失效數據參與運算，保證在數據挖掘計算中所得結果的正確性。
從實時數據庫平台導入生產實時數據，使用數據預處理模塊對這些參與數據挖掘的原始數據經加工處理（變量信息修改、剔除野值或一階濾波等）後存入離線設計數據文件中，使得數據挖掘計算結果準確。
三(san)唑(zuo)磷(lin)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)兩(liang)類(lei)生(sheng)產(chan)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)即(ji)人(ren)工(gong)化(hua)驗(yan)數(shu)據(ju)和(he)生(sheng)產(chan)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)，經(jing)過(guo)人(ren)工(gong)錄(lu)入(ru)和(he)在(zai)線(xian)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)以(yi)後(hou)，需(xu)要(yao)把(ba)它(ta)們(men)整(zheng)合(he)得(de)到(dao)待(dai)挖(wa)掘(jue)數(shu)據(ju)，以(yi)供(gong)數(shu)據(ju)挖(wa)掘(jue)使(shi)用(yong)，當(dang)數(shu)據(ju)整(zheng)合(he)完(wan)成(cheng)以(yi)後(hou)，需(xu)要(yao)把(ba)待(dai)挖(wa)掘(jue)數(shu)據(ju)保(bao)存(cun)到(dao)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)。
數據挖掘操作的步驟如下：
(1) 打開數據挖掘操作界麵：使用GUI框架載入數據挖掘軟件的Snapin插件並選擇“挖掘操作”以後，出現數據挖掘操作界麵；
(2) 導入進行數據挖掘的數據；
(3) 屬性的選擇；
(4) 關聯屬性的設置；
(5) 目標屬性的設置；
(6) 最小置信度的設置；
(7) 數據挖掘操作：當關聯屬性、目標屬性和最小置信度設置好以後，就可以進行數據挖掘了，在菜單項中選擇“操作”à “挖掘”就可以完成數據挖掘操作。
在數據挖掘操作中如有規則產生，就可以生成數據挖掘結果的各種報表。在該報表中，可通過點擊“規則餅圖”、“規則箭頭圖”、“優化建議圖”、“最佳操作數”相關連接得到數據挖掘結果各種呈現辦法。
結 論
流程工業數據挖掘技術及軟件在三唑磷合成過程中的應用研究，采用SUPCON JX-300X對生產過程進行了基礎自動化係統的改造，通過對工藝過程數據的采集，利用ESP-iSYS建立實時和曆史數據庫，通過對曆史數據進行數據挖掘和融合找出了配方、工gong藝yi控kong製zhi參can數shu對dui三san唑zuo磷lin產chan品pin的de得de率lv及ji其qi有you效xiao成cheng分fen的de影ying響xiang規gui律lv，並bing提ti出chu了le工gong藝yi改gai進jin的de方fang法fa及ji其qi控kong製zhi參can數shu的de調tiao整zheng，在zai此ci基ji礎chu上shang形xing成cheng針zhen對dui化hua工gong及ji製zhi藥yao生sheng產chan過guo程cheng的de通tong用yong數shu據ju挖wa掘jue軟ruan件jian，可ke產chan生sheng明ming顯xian的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。
本項目於2004年7月通過了浙江省科技廳組織的科技成果鑒定，鑒定結果為“該項目在數據挖掘技術應用於農藥化工領域處國內領先水平”。
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