一、概 述 　　 　　 通過近幾年的計算機軟硬件領(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)濟效益。 　　 　　 　　 CIMS的重點是在集成下列6個自動化系統(tǒng)：生產(chǎn)過程控制DCS；生產(chǎn)過程實時監(jiān)測及實時數(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)；辦公自動化系統(tǒng)、經(jīng)營規(guī)劃及經(jīng)營決策分析。 　　 　　 　　 為了使大宗物料計算機管理上一個新的臺階，本方案把生產(chǎn)過程自動化中的計量數(shù)據(jù)與管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)有機連接起來，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、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算機監(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協(xié)調(diào)，管理效率大大提高。 　　 　　 　　 實施該項目，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)測市場情況、原料供應(yīng)情況、生產(chǎn)經(jīng)營情況，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點分布零散、距離遠(yuǎn)，信號類型多樣：有熱電阻、熱電偶、脈沖、電流、數(shù)字信號等的系統(tǒng) 　　 　　 　　1、可與MIS管理網(wǎng)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 　　 　　2、為了使計算機數(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，可擴展性強。 　　 　　4、具備動態(tài)工藝流程圖顯示 　　 　　5、實時報警和歷史報警、實時趨勢和歷史趨勢、實時報表和歷史報表。 　　 　　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)控制微機和PC—BASED工業(yè)控制板卡及模塊，以保證系統(tǒng)運行的穩(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)，實現(xiàn)現(xiàn)場數(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，配置大屏幕顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)，外圍應(yīng)配置RS485通訊卡、MODEM、彩色打印機等。 　　 　　 　　 　　 在測點比較集中的計量小室和江邊泵房各設(shè)立一個數(shù)據(jù)采集操作站，通過MODEM與網(wǎng)關(guān)站交換數(shù)據(jù)；在測點較少的鐵路供應(yīng)站、水路煤廠、化肥供水等采集點使用智能模塊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)。 　　 　　 　　 　　 圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 　　 該系統(tǒng)安裝Windows NT操作系統(tǒng)和力控工業(yè)組態(tài)平臺軟件。根據(jù)安慶石化熱電廠的實際需要，按實際裝機的臺數(shù)進(jìn)行計算，每臺機器安裝一套“力控”軟件，共需安裝五套力控®軟件分別安裝于網(wǎng)關(guān)站、計量采集站、江邊泵房采集站、歷史數(shù)據(jù)站和二號機操作站。 　　 　　 　　 　　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。力控®軟件的分布式實時數(shù)據(jù)庫管理平臺與各類型的商用數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)完美的互操作，完全可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實時性和共享性的要求。 　　 　　 　　 　　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)備的獨立進(jìn)程，DB是分布式實時數(shù)據(jù)管理平臺，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 　　 　　·人機交互界面 　　 　　 　　 力控ForceControl實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(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。 　　 　　·分布式實時數(shù)據(jù)庫 　　 　　 力控ForceControl實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(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。 　　 　　·報警處理 　　 　　 力控ForceControl的報警系統(tǒng)可處理限值報警、偏差報警、變化率報警、錄入超時報警等多種類型的報警，并具備報警優(yōu)先級管理；可按區(qū)域或單條記錄進(jìn)行報警確認(rèn)，能夠方便地查詢報警歷史。 　　 　　 　　 　　·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可將實時過程數(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。一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫用表格方式儲存信息，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。 　　 　　 　　 　　·報表處理 　　 　　 　　 　　 力控ForceControl具有內(nèi)嵌報表，同時也可通過DDE方式使用Excel形成報表。根據(jù)不同要求可以打印班報表、日報表、歷史報表和實時報表。 　　 　　 　　 　　·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)，支持實時數(shù)據(jù)共享和分布式數(shù)據(jù)庫，易于擴展。 　　 　　 　　 　　 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)的瀏覽器實時地監(jiān)視生產(chǎn)過程。ForceControl限制了用戶對過程控制的任何修改，以使現(xiàn)場安全得到保證。 　　 　　 　　 　　·I/O驅(qū)動 　　 　　 　　 　　 力控ForceControl擁有豐富的驅(qū)動程序，支持多種硬件設(shè)備和通訊協(xié)議，支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)的通訊驅(qū)動程序，全面支持OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動程序。一臺運行ForceControl的計算機可同時連接多種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X-Y變量之間的函數(shù)曲線。變量可以為實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，曲線可以是連線圖或點分布圖。 　　 　　 　　 　　·運算與控制 　　 　　 　　 　　 對于各類實時現(xiàn)場控制，其實時運算和控制調(diào)節(jié)能力是至關(guān)重要的。ForceControl提供的運算點和控制點對實現(xiàn)實時運算和常規(guī)控制非常有效。 　　 　　 　　 　　 使用運算功能，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、運算模型，完成數(shù)值計算。控制點具有各種常規(guī)調(diào)節(jié)算法，包括：位置式、增量式、微分先行算法等。 　　 　　 　　 　　·累計與統(tǒng)計 　　 　　 　　 　　 實時數(shù)據(jù)庫具有過程數(shù)據(jù)的累計和統(tǒng)計功能。累計型點可實現(xiàn)對實時過程量的積分累計（毫秒級）；統(tǒng)計功能可計算過程點以小時為基本單位的平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 　　 　　 　　 　　·通訊功能 　　 　　 　　 　　 通訊組件使您在實現(xiàn)通訊功能時具備更大的選擇余地，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)站與數(shù)據(jù)采集站點的數(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 　　 　　 　　 　　 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地將歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。 　　 　　 　　 　　 如果確有必要，還可以實現(xiàn)雙機熱備。ForceControl雙機熱備功能主要是通過I/O驅(qū)動程序的冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余來完成的?？蓪崿F(xiàn)對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的熱備。這樣即使主機發(fā)生了事故，系統(tǒng)也能保存一個相對完整的數(shù)據(jù)庫。從而防止了因現(xiàn)場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)。