一、概 述

通過近幾年的計(jì)算機(jī)軟硬件領(lǐng)域的發(fā)展、控制和管理方法的突破，流程工業(yè)CIMS在煉油、化纖、化肥、化工等連續(xù)生產(chǎn)為特點(diǎn)的流程工業(yè)領(lǐng)域里，已經(jīng)有了自己的理論體系和應(yīng)用構(gòu)架，得到了國內(nèi)外石化企業(yè)的共同認(rèn)可，企業(yè)可以通過CIMS來提高經(jīng)濟(jì)效益。

CIMS的重點(diǎn)是在集成下列6個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)：生產(chǎn)過程控制DCS；生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；生產(chǎn)過程流程模擬、先進(jìn)控制、優(yōu)化控制；管理信息MIS系統(tǒng)；辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)規(guī)劃及經(jīng)營(yíng)決策分析。

為了使大宗物料計(jì)算機(jī)管理上一個(gè)新的臺(tái)階，本方案把生產(chǎn)過程自動(dòng)化中的計(jì)量數(shù)據(jù)與管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)連接起來，使管理層合理利用信息資源，把龐大的生產(chǎn)過程信息、企業(yè)內(nèi)部管理信息、外部環(huán)境信息快速分類、統(tǒng)計(jì)、分析，為決策層的決策提供可靠的依據(jù)。

三維科技股份有限公司的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)可以把生產(chǎn)過程信息、原料消耗、過程產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品產(chǎn)量、能源消耗量、設(shè)備狀態(tài)等科學(xué)地分類，提供給管理層數(shù)據(jù)庫，從而減少人為干預(yù)，提高了管理層數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性。把管理層的生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度指令、生產(chǎn)計(jì)劃、能耗指標(biāo)等快速準(zhǔn)確地反映到生產(chǎn)過程控制層。管理層科學(xué)地調(diào)整生產(chǎn)方案，把生產(chǎn)效率提高到理想境界。管理層各部門之間有機(jī)協(xié)調(diào)，管理效率大大提高。

實(shí)施該項(xiàng)目，將使決策層得到準(zhǔn)確的信息匯總、分類，決策層利用工具來分析預(yù)測(cè)市場(chǎng)情況、原料供應(yīng)情況、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況，使各管理層之間更加緊密，決策信息流更加準(zhǔn)確。可移動(dòng)的便攜式辦公環(huán)境（便攜電腦登錄企業(yè)INTRANET）使決策者在任何地區(qū)、任何國家都可以訪問決策層的信息，通過決策層發(fā)布決策指令。

二、系統(tǒng)需求：

本方案尤其適用于測(cè)點(diǎn)分布零散、距離遠(yuǎn)，信號(hào)類型多樣：有熱電阻、熱電偶、脈沖、電流、數(shù)字信號(hào)等的系統(tǒng)

1、可與MIS管理網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2、為了使計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的規(guī)范化管理，系統(tǒng)軟件應(yīng)具備國際上通用的開放性標(biāo)準(zhǔn)。

3、具備遠(yuǎn)程通訊功能，可擴(kuò)展性強(qiáng)。

4、具備動(dòng)態(tài)工藝流程圖顯示

5、實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)、實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表。

6、通訊診斷、登錄權(quán)限等功能。

三、解決方案：

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)全部采用高性能的工業(yè)控制微機(jī)和PC—BASED工業(yè)控制板卡及模塊，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖見圖1。

系統(tǒng)設(shè)立一個(gè)網(wǎng)關(guān)站，該站作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與公司的MIS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)收集現(xiàn)場(chǎng)采集，進(jìn)行必要的匯總、分類并將其送入MIS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)在管理信息系統(tǒng)的共享。網(wǎng)關(guān)站應(yīng)選用高檔的工控機(jī)，配置大屏幕顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)，外圍應(yīng)配置RS485通訊卡、MODEM、彩色打印機(jī)等。

在測(cè)點(diǎn)比較集中的計(jì)量小室和江邊泵房各設(shè)立一個(gè)數(shù)據(jù)采集操作站，通過MODEM與網(wǎng)關(guān)站交換數(shù)據(jù)；在測(cè)點(diǎn)較少的鐵路供應(yīng)站、水路煤廠、化肥供水等采集點(diǎn)使用智能模塊ADAN進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后經(jīng)RS485與網(wǎng)關(guān)站交換數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)安裝Windows NT操作系統(tǒng)和力控工業(yè)組態(tài)平臺(tái)軟件。根據(jù)安慶石化熱電廠的實(shí)際需要，按實(shí)際裝機(jī)的臺(tái)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，每臺(tái)機(jī)器安裝一套“力控”軟件，共需安裝五套力控®軟件分別安裝于網(wǎng)關(guān)站、計(jì)量采集站、江邊泵房采集站、歷史數(shù)據(jù)站和二號(hào)機(jī)操作站。

四、系統(tǒng)軟件功能：

監(jiān)控系統(tǒng)以Windows NT作為操作系統(tǒng)，采用功能強(qiáng)大的HMI／SCADA工業(yè)控制組態(tài)軟件力控作為工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。力控®軟件的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)與各類型的商用數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)完美的互操作，完全可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和共享性的要求。

1、組態(tài)軟件力控（ForceControl）的體系結(jié)構(gòu)：

力控軟件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。I/O Server是直接連接過程控制設(shè)備的獨(dú)立進(jìn)程，DB是分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，DRAW和VIEW是界面生成和管理工具，NetServer和NetClient是網(wǎng)絡(luò)接口程序。工程技術(shù)人員通過的組態(tài)方式可以開發(fā)出各種功能強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)，并充分利用Microsolft Windows提供的各種特性，如支持TCP／IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、OPC、ActiveX控件、圖形界面（GUI）等。力控軟件具有通用對(duì)象及腳本語言，使用戶應(yīng)用的功能可進(jìn)一步延伸。該軟件的雙機(jī)熱備、SQL管理、子圖、串口通訊（RS232、RS485）等功能在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先地位。

2、系統(tǒng)軟件功能

·人機(jī)交互界面

力控ForceControl實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心，它提供的基于Windows瀏覽器風(fēng)格的數(shù)據(jù)庫瀏覽窗口，可直觀地查詢并在線修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)內(nèi)容；基于OLE技術(shù)的開放的函數(shù)接口（API）使您能利用各種常用開發(fā)工具（如：VC++、VB等）進(jìn)行更深層次的開發(fā)應(yīng)用。

·分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

力控ForceControl實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心，它提供的基于Windows瀏覽器風(fēng)格的數(shù)據(jù)庫瀏覽窗口，可直觀地查詢并在線修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)內(nèi)容；基于OLE技術(shù)的開放的函數(shù)接口（API）使您能利用各種常用開發(fā)工具（如：VC++、VB等）進(jìn)行更深層次的開發(fā)應(yīng)用。

·報(bào)警處理

力控ForceControl的報(bào)警系統(tǒng)可處理限值報(bào)警、偏差報(bào)警、變化率報(bào)警、錄入超時(shí)報(bào)警等多種類型的報(bào)警，并具備報(bào)警優(yōu)先級(jí)管理；可按區(qū)域或單條記錄進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)，能夠方便地查詢報(bào)警歷史。

·數(shù)據(jù)庫互連

力控ForceControl支持Microsoft的開放數(shù)據(jù)庫互連(Open database Connectivity-ODBC)接口，允許訪問其它支持ODBC接口的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或數(shù)據(jù)文件，包括Oracle、SQL Server、MS-Access、Sybase、FoxPro、文本文件等。ForceControl可將實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)或歷史過程數(shù)據(jù)寫入到這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或數(shù)據(jù)文件中，也可從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或數(shù)據(jù)文件中獲取數(shù)據(jù)。ForceControl的SQL訪問功能允許您在關(guān)系數(shù)據(jù)庫（DBMS）中訪問、修改、創(chuàng)建和刪除數(shù)據(jù)庫表格。一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫用表格方式儲(chǔ)存信息，這些表格由屬性或字段組成。SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）就是用來訪問這些數(shù)據(jù)的語言。

·報(bào)表處理

力控ForceControl具有內(nèi)嵌報(bào)表，同時(shí)也可通過DDE方式使用Excel形成報(bào)表。根據(jù)不同要求可以打印班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、歷史報(bào)表和實(shí)時(shí)報(bào)表。

·面向Internet/Intranet的網(wǎng)絡(luò)管理

力控ForceControl的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序基于TIP/IP協(xié)議，采用“Peer to Peer”和Client/Server相結(jié)合的分布式體系結(jié)構(gòu)，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和分布式數(shù)據(jù)庫，易于擴(kuò)展。

在企業(yè)的Intranet里，F(xiàn)orceControl可提供訪問工廠和企業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一個(gè)公共入口，全部功能都是高度集成的，能傳遞給您需要的有價(jià)值的信息，以使生產(chǎn)環(huán)境更有效率。

ForceControl提供的Web Server，使您在可接入Internet的任意地方，均可利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器實(shí)時(shí)地監(jiān)視生產(chǎn)過程。ForceControl限制了用戶對(duì)過程控制的任何修改，以使現(xiàn)場(chǎng)安全得到保證。

·I/O驅(qū)動(dòng)

力控ForceControl擁有豐富的驅(qū)動(dòng)程序，支持多種硬件設(shè)備和通訊協(xié)議，支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)的通訊驅(qū)動(dòng)程序，全面支持OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序。一臺(tái)運(yùn)行ForceControl的計(jì)算機(jī)可同時(shí)連接多種I/O設(shè)備。

·X-Y曲線

ForceControl的X-Y曲線允許您在同一X-Y曲線圖上創(chuàng)建任意對(duì)X-Y變量之間的函數(shù)曲線。變量可以為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，曲線可以是連線圖或點(diǎn)分布圖。

·運(yùn)算與控制

對(duì)于各類實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制，其實(shí)時(shí)運(yùn)算和控制調(diào)節(jié)能力是至關(guān)重要的。ForceControl提供的運(yùn)算點(diǎn)和控制點(diǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)算和常規(guī)控制非常有效。

使用運(yùn)算功能，您就可以在數(shù)據(jù)庫中完全按照自己的要求搭建各種控制模型、運(yùn)算模型，完成數(shù)值計(jì)算?？刂泣c(diǎn)具有各種常規(guī)調(diào)節(jié)算法，包括：位置式、增量式、微分先行算法等。

·累計(jì)與統(tǒng)計(jì)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫具有過程數(shù)據(jù)的累計(jì)和統(tǒng)計(jì)功能。累計(jì)型點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)過程量的積分累計(jì)（毫秒級(jí)）；統(tǒng)計(jì)功能可計(jì)算過程點(diǎn)以小時(shí)為基本單位的平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

·通訊功能

通訊組件使您在實(shí)現(xiàn)通訊功能時(shí)具備更大的選擇余地，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)站與數(shù)據(jù)采集站點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊。除了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之外，用電話線構(gòu)成遠(yuǎn)程拔號(hào)網(wǎng)絡(luò)，用RS485總線構(gòu)成工業(yè)分布式網(wǎng)絡(luò)，豐富的通訊功能使您的方案更為靈活。

·歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)保障歷史數(shù)據(jù)可以存放1年以上（8G以上硬盤），并可以一次或?qū)崟r(shí)地將歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。

如果確有必要，還可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。ForceControl雙機(jī)熱備功能主要是通過I/O驅(qū)動(dòng)程序的冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余來完成的?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的熱備。這樣即使主機(jī)發(fā)生了事故，系統(tǒng)也能保存一個(gè)相對(duì)完整的數(shù)據(jù)庫。從而防止了因現(xiàn)場(chǎng)以及硬件等各種原因?qū)е聰?shù)據(jù)丟失的情況，增加了系統(tǒng)的可靠性，便于系統(tǒng)維護(hù)。