安徽馬鞍山萬能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司SIS的建設(shè)
隨著我國(guó)電站自動(dòng)化水平的不斷提高圆米,分散控制系統(tǒng)(DCS)已經(jīng)得到了大規(guī)模的應(yīng)用,我公司于2003年底進(jìn)行了DCS改造声畏,基于這種情況撞叽,我公司決定對(duì)原實(shí)時(shí)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行了改造,我公司的SIS采集了16000測(cè)點(diǎn)淤点,其中模擬量5200點(diǎn)劣搪,數(shù)字量10800點(diǎn),系統(tǒng)采集兩臺(tái)機(jī)組的DCS揉远、RTU斟迁、化學(xué)、電量牲晤、輸煤受贫、出灰(準(zhǔn)備接入)等數(shù)據(jù)驾萄。我公司的SIS是一套基于Internet/Intranet技術(shù)構(gòu)架的工業(yè)自動(dòng)化信息共享平臺(tái)碍逐。該平臺(tái)必須符合國(guó)家電力公司電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編制的《2000示范電廠儀表控制和系統(tǒng)(I&C)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則》《廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(討論稿)規(guī)范的SIS(Supervision Information System)實(shí)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地亥戒、準(zhǔn)確地薪丐、開放地向高端應(yīng)用系統(tǒng)提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),為管理者準(zhǔn)確了解企業(yè)實(shí)時(shí)信息并做出準(zhǔn)確及時(shí)的決策提供可靠的依據(jù)率偏。采用信息共享平臺(tái)將會(huì)有效地完成企業(yè)真正意義上的信息化改造脱睛,提高企業(yè)的管理水平和工作效率,大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力浙于。
公司SIS應(yīng)該是具有多個(gè)功能模塊的實(shí)用軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)护盈,即一種綜合性的工廠自動(dòng)化系統(tǒng)挟纱、信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。它能夠?qū)崿F(xiàn)和各類自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)以及數(shù)據(jù)管理腐宋,完全填補(bǔ)傳感器到信息管理系統(tǒng)之間的"信息溝壑"紊服,消除企業(yè)信息"孤島"。它能夠提供不僅可以連接電廠主控系統(tǒng)DCS胸竞,同時(shí)也可以整合電廠所有輔助系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的軟件解決方案欺嗤。并在此基礎(chǔ)上建立全廠中央實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)在線大容量數(shù)據(jù)管理卫枝、查詢煎饼、瀏覽、分析校赤;提供強(qiáng)大的二次開發(fā)接口吆玖,使得系統(tǒng)的應(yīng)用可以不斷發(fā)展。
同時(shí)痒谴,公司SIS的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)衰伯,通過該軟件平臺(tái),將用戶從復(fù)雜的底層技術(shù)中解放出來椰严,他們只需要"組合"的技能善王,而不是復(fù)雜的"編程"技術(shù),只需專注于他們已經(jīng)熟悉的本行業(yè)的專業(yè)知識(shí)荡偶。也就是說带蔬,用戶只需關(guān)心他所要的功能,并將此功能加入到這個(gè)平臺(tái)之中烧乙,而不需要了解各種復(fù)雜的軟件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的許多問題拐扛。
2. 公司SIS解決的問題
自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS,DCS)在國(guó)內(nèi)的很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)生了巨大的效益辱窘。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展楷焦,用戶在傳統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上需要更加高級(jí)的增值應(yīng)用。如:經(jīng)濟(jì)效益分析膝班、電力市場(chǎng)輔助決策系統(tǒng)等头位。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化系統(tǒng)較難于在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。在對(duì)原來系統(tǒng)的安全性庇晤、數(shù)據(jù)一致性以及數(shù)據(jù)同步方面均存在不同的缺陷虱硝,在工廠環(huán)境中,傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫還不是十分理想厕氨。因?yàn)橐粋€(gè)典型的工業(yè)環(huán)境擁有數(shù)以千萬計(jì)的以不同的速率不斷變化的模擬量和開關(guān)量进每,用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的話,幾個(gè)月就需要存儲(chǔ)幾百個(gè)GB的數(shù)據(jù)命斧,一個(gè)典型的商用系統(tǒng)無法處理工業(yè)應(yīng)用所需要的如此大量的數(shù)據(jù)田晚。而且嘱兼,對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫來說,工廠產(chǎn)生數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出它所能處理的能力贤徒。一個(gè)具有10000個(gè)變量的工廠遭京,如果平均每2秒種變化一次的話,每秒鐘就會(huì)產(chǎn)生5000個(gè)數(shù)據(jù)泞莉,要完整地記錄歷史數(shù)據(jù)哪雕,每秒鐘就要有5000行數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中!這樣鲫趁,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的處理速度無法滿足這樣的要求斯嚎。所以,安徽馬鞍山萬能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司選擇專業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫美國(guó)Wonderware的InSQL數(shù)據(jù)庫挨厚。
在SIS中返雷,應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):
- 提供一個(gè)連接生產(chǎn)和管理系統(tǒng)的通用接口,方便地連接全廠的各種生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)和有關(guān)的管理系統(tǒng)弓席。
- 提供生產(chǎn)信息的一個(gè)共享和訪問平臺(tái)阎员,幫助生產(chǎn)和管理人員全方位地獲取工廠生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)/歷史信息。
- 提供一個(gè)開發(fā)上層應(yīng)用程序的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)转是,在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上開發(fā)應(yīng)用程序伐藕,提高數(shù)據(jù)可信度,并可以在各個(gè)應(yīng)用程序間共享結(jié)果數(shù)據(jù)粤段。
- 提供工業(yè)智能的手段肝芯,幫助各層次的生產(chǎn)人員提高生產(chǎn)效率。
3. 系統(tǒng)主要性能說明
為了保證現(xiàn)場(chǎng)信息能夠有效幢剂、及時(shí)智贰、準(zhǔn)確地進(jìn)行管理,并為后續(xù)的增值應(yīng)用提供有效的數(shù)據(jù)管理手段凳赃,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和辦公室之間架起一座信息共享的橋梁涣母。實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)從工廠底層,從現(xiàn)場(chǎng)操作員開始撕贞,以一個(gè)從下到上的層次結(jié)構(gòu)為SIS提供所需的信息更耻。真正做到了工廠信息的實(shí)時(shí)共享,構(gòu)成了一個(gè)真正高效的生產(chǎn)系統(tǒng)麻掸。其主要性能為:
- SIS應(yīng)該是一個(gè)C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)酥夭,即同時(shí)能夠滿足網(wǎng)上瀏覽以及客戶端系統(tǒng)維護(hù)功能赐纱。
- SIS能夠準(zhǔn)確脊奋、及時(shí)和可靠地將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中,不得影響原來DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行疙描。
- SIS具有服務(wù)器功能诚隙、客戶端功能讶隐、WEB發(fā)布功能以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接口和用戶二次開發(fā)數(shù)據(jù)接口功能。
- SIS數(shù)據(jù)采集功能包括:可以采集現(xiàn)場(chǎng)所有變量(模擬量久又、數(shù)字巫延、脈沖量等),并將采集的所有變量接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中地消,數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)可以保持現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)原有的時(shí)間間隔炉峰、精度且數(shù)據(jù)源唯一。
- SIS在線維護(hù)功能:可以在線修改畫面脉执、報(bào)表宗揣、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型坠汹;運(yùn)行參數(shù)限額的在線設(shè)置芍摩;可以提供系統(tǒng)遠(yuǎn)方在線維護(hù)功能。系統(tǒng)管理員可以在客戶端監(jiān)視SIS的整體運(yùn)行情況逻烛,并可監(jiān)視實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和接口機(jī)之間的通訊是否正常宪隅。
- SIS數(shù)據(jù)傳送功能:提供通過因特網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問的功能,預(yù)留與其它企事業(yè)單位信息系統(tǒng)通信的接口潭拖,預(yù)留與各子系統(tǒng)通信的接口赫丈。
- SIS人機(jī)界面功能:顯示流程圖、曲線圖厦螟、棒狀圖挫肆、參數(shù)表、趨勢(shì)圖和報(bào)表泛邮,顯示各經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算量及統(tǒng)計(jì)量料离,顯示畫面可進(jìn)行移動(dòng)、放大盯质、縮小袁串,顯示畫面能自動(dòng)適應(yīng)顯示器的分辯率(如800*600,1024*768等)呼巷。
- SIS二次開發(fā)和維護(hù)功能:允許在其它應(yīng)用程序中嵌入囱修、鏈接SIS,允許在SIS中嵌入其它應(yīng)用程序王悍。
- SIS數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)功能:能進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)計(jì)算(如:累加破镰、平均、最大压储、最小值鲜漩、加權(quán)平均等)。并能根據(jù)買方提供的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)組運(yùn)行、性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算孕似,自動(dòng)生成主設(shè)備和重要輔助設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)帳(包括運(yùn)行時(shí)間踩娘、啟停次數(shù)、異常運(yùn)行時(shí)間喉祭、啟停狀態(tài)等)养渴,并可對(duì)運(yùn)行臺(tái)帳項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行注解。
- SIS報(bào)表生成功能:利用軟件的制表功能抛惶,可以很方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)組合和計(jì)算生成報(bào)表伍茎,并可將轉(zhuǎn)成Excel格式顯示和打印,也可通過WEB方式發(fā)布衡蟹。
- SIS打印功能:打印流程圖栋湃、報(bào)表、趨勢(shì)圖颈顽、臺(tái)帳铲桑、統(tǒng)計(jì)指標(biāo)等。
- SIS圖形編輯:作圖軟件支持添加盖赛、刪除掺薪、修改畫面,并能在不同的畫面之間切換定義甜届,并支持在線修改的功能啤邑。
- SIS數(shù)據(jù)查詢功能:SIS客戶端可設(shè)置個(gè)性化查詢條件進(jìn)行查詢(如范圍時(shí)間段等)
- SIS數(shù)據(jù)備份功能:在確保系統(tǒng)安全的同時(shí),本系統(tǒng)可以提供很好的數(shù)據(jù)在線備份和恢復(fù)手段岩模,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動(dòng)備份津函、修復(fù)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能。
- SIS中WEB數(shù)據(jù)發(fā)布功能:客戶不僅僅可以通過客戶端軟件瀏覽現(xiàn)場(chǎng)信息孤页,同時(shí)可以通過瀏覽器在任何一個(gè)地方實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的瀏覽和查詢尔苦。
- SIS客戶端,具有下面功能
- 工況圖要求:SIS應(yīng)有圖形用戶界面接口行施,通過圖形編輯器建立各類畫面允坚,包括:工況顯示圖、曲線圖蛾号、趨勢(shì)圖稠项、圖素、值鲜结、棒圖和其他動(dòng)態(tài)圖形展运。通過熱鍵按鈕切換畫面或激活其他應(yīng)用。畫面支持ODBC精刷、ActiveX拗胜、VBA等微軟的技術(shù)。在畫面上,可以使用和現(xiàn)場(chǎng)控制人員相同的流程畫面挤土,也可以自由組織畫面。
- 數(shù)據(jù)連接:數(shù)據(jù)連接在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和常用的電子表格之間提供動(dòng)態(tài)連接郎博。通過數(shù)據(jù)連接和電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和生成報(bào)告巧杰。除讀取原始數(shù)據(jù)外,通過數(shù)據(jù)連接還可讀出由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫處理過的(如平均抱壶、最大值谈嚣、最小值、過濾數(shù)據(jù)等等)院颜。
- 人工數(shù)據(jù)修改:該SIS應(yīng)提供客戶端軟件允許通過熟悉的GUI界面琅沟,用手工輸入數(shù)據(jù)的方式向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送的數(shù)據(jù)包括時(shí)間驳墓、數(shù)據(jù)輸入的上下限区基、每次輸入數(shù)據(jù)允許的最大變化率、輸入數(shù)據(jù)相關(guān)計(jì)算等韭张。
- WEB基本功能
- 圖形切換功能:圖形之間具有關(guān)聯(lián)切換功能砍绞,快速定位功能,多窗口同時(shí)顯示功能策冕。
- 系統(tǒng)顯示功能:顯示流程圖冲杀、曲線圖、棒狀圖睹酌、參數(shù)表权谁、趨勢(shì)圖和報(bào)表,顯示生產(chǎn)綜合技術(shù)憋沿、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)各計(jì)算量及統(tǒng)計(jì)量旺芽;
- 打印功能:打印報(bào)表、流程圖辐啄、趨勢(shì)圖甥绿;
4. 主要采用的技術(shù)說明
為滿足公司管理的需求,該SIS方案的主導(dǎo)思想為:采用以網(wǎng)關(guān)技術(shù)作為信息抽取手段则披,以Wonderware的InSQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)作為信息存貯和共享手段共缕,以圖形技術(shù)和WEB技術(shù)作為信息表現(xiàn)手段的工廠自動(dòng)化信息共享平臺(tái)方案。
5. 系統(tǒng)主要指標(biāo)
序號(hào) | 性能和技術(shù)參數(shù) | SIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)指標(biāo) | 備注 |
1 | InSQL容量 | 取決于服務(wù)器硬盤空間,本次工程:150G | |
2 | 數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)時(shí)間 | 5年 | |
3 | 平均單點(diǎn)存儲(chǔ)占用空間 | 1.5K/天 | |
4 | SIS客戶端用戶數(shù) | <50個(gè) | |
5 | SIS接口機(jī)數(shù) | 無限制 | |
6 | 接口機(jī)數(shù)據(jù)采集更新周期 | 最小周期為500ms | |
7 | 服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期 | 最小周期為1秒 | |
8 | 數(shù)據(jù)采集率 | 100% | |
9 | 年運(yùn)行時(shí)間 | 長(zhǎng)期運(yùn)行(7X24) | |
10 | SIS產(chǎn)品平均無故障運(yùn)行時(shí)間 | >10000小時(shí) | |
11 | 系統(tǒng)最大畫面數(shù) | 沒有限制 | |
12 | 單畫面動(dòng)態(tài)點(diǎn)數(shù) | 沒有限制 | |
13 | SIS(C/S)畫面刷新周期 | <=3秒, 最小1秒 | PIII500 |
14 | SIS(B/S)畫面刷新周期 | <=5秒, 最小1秒 | PIII500 |
15 | 畫面響應(yīng)時(shí)間 | <=3秒 | PIII500 |
15 | 畫面響應(yīng)時(shí)間 | <=3秒 | PIII500 |
16 | 畫面支持漢字系統(tǒng) | GB碼士复,Big5碼 | |
17 | 報(bào)表及打印功能 | Excel制表和打印 | |
18 | 二次開發(fā)要求 | 支持SQL,ODBC 等手段在VB图谷、VC、網(wǎng)頁等存取InSQL數(shù)據(jù) | |
19 | 客戶機(jī)最低配置 | PIII 500 128MB |
6. SIS主要軟件架構(gòu)說明
該SIS是一套具有多個(gè)實(shí)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)阱洪,它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取便贵、存貯、查詢、發(fā)布遂辐、分析等一系列功能棠岭。它必須使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,采用美國(guó)Wonderware公司InSQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)骤扰。軟件系統(tǒng)主要由下述功能組成:
- IDAS數(shù)據(jù)采集(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)接口數(shù)據(jù)服務(wù))
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)接口數(shù)據(jù)服務(wù)是直接面向設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)滨锯,它能夠適應(yīng)不同設(shè)備的不同通訊協(xié)議,準(zhǔn)確胜姥、快速地將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集上來站么,同時(shí)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取標(biāo)準(zhǔn)接口將數(shù)據(jù)寫入InSQL數(shù)據(jù)庫中。IDAS模塊可以適應(yīng)于不同的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)以及不同的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議裤谆。IDAS模塊能夠順利地實(shí)現(xiàn)和DCS系統(tǒng)(西屋惨译、Foxboro、新華XDPS,PLC等)兢假、變電站的監(jiān)控系統(tǒng)(NCS)一黄、RTU、化學(xué)采集援雇、輸煤程控等的通訊; IDAS具有歷史數(shù)據(jù)緩存(Buffer)功能扰肌,即當(dāng)其與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的連接中斷后,可以將歷史數(shù)據(jù)保存在其本地的硬盤中熊杨,當(dāng)與數(shù)據(jù)庫的連接恢復(fù)后曙旭,自動(dòng)將緩存的數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)庫中,保證數(shù)據(jù)的完整性晶府。IDAS模塊的主要結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行界面如下圖示:
基于上述結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集和通訊采用IDAS for XDPS DCS軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)DCS或其他輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)入桂躏。
IDAS是一個(gè)可以處理多協(xié)議、多設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)輸入/輸出服務(wù)器軟件川陆〖料埃可以完成DCS、MODBUS较沪、TCP/UDP鳞绕、OPC等多種用戶協(xié)議的翻譯和數(shù)據(jù)截獲。同時(shí)將所有截獲到的數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入"IDAS模塊內(nèi)部高速數(shù)據(jù)軟總線"中尸曼,通過IDAS模塊主控模塊们何,將數(shù)據(jù)寫入InSQL數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)采集程序和DCS采用異步通訊模式犁谓,保證數(shù)據(jù)幾乎沒有時(shí)間延遲箭烦。
- InSQL實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫
InSQL實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是功能強(qiáng)大,性能卓越的實(shí)時(shí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫開發(fā)外殼(Shell)叫逸。它解決了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在存儲(chǔ)和管理工廠環(huán)境下快速產(chǎn)生的大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)遇到的問題苛豺。使得系統(tǒng)能夠快速地存取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同時(shí)能夠保存大量的歷史數(shù)據(jù)乾乘。InSQL實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫最大的特點(diǎn)是其具有廣泛的適應(yīng)性,通過采用現(xiàn)有的工業(yè)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品內(nèi)核翅昏,使得系統(tǒng)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存貯方面具有非常良好的表現(xiàn)牺独。配合標(biāo)準(zhǔn)的SQL數(shù)據(jù)庫查詢語言,使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二次開發(fā)的易用性得到了保證访芙。
InSQL實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的查詢充分考慮到了系統(tǒng)用戶的計(jì)算機(jī)專業(yè)水平和行業(yè)特點(diǎn)谬堕,采用了SQL外殼的解決方案,即在InSQL實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫之外爵蝠,再加上一層客戶化的數(shù)據(jù)查詢分析處理器捌唾,使用客戶的專業(yè)術(shù)語進(jìn)行查詢汪仰,而不是讓用戶使用他們所不熟悉的ADO等查詢語言進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢揩墓,這樣更加易于數(shù)據(jù)庫的使用和推廣。
如:通過外殼程序典挑,
可以讓用戶填表輸入查詢
#2主汽溫度A 2004-4-1 2003-4-5 6000 表示查詢#2機(jī)組A測(cè)主汽溫度自"2004-4-1"到"2003-4-5"間隔為1分鐘的查詢結(jié)果酥宴。
- 客戶應(yīng)用軟件開發(fā)工具包
系統(tǒng)應(yīng)該提供了一個(gè)可供用戶操作系統(tǒng)資源的應(yīng)用軟件開發(fā)工具包。為了解決系統(tǒng)的二次開發(fā)用戶大部分為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員您觉。該工具包提供了包括數(shù)據(jù)查詢拙寡、存貯、人機(jī)界面生成以及網(wǎng)頁生成等一系列開發(fā)實(shí)用工具和基于組件的開發(fā)構(gòu)件琳水。使得系統(tǒng)的用戶使用這些工具即可在無需編程的情況下肆糕,組態(tài)生成需要的應(yīng)用子系統(tǒng),也可使用任一種常用的高級(jí)編程語言(VB在孝、VC诚啃、Delphi等)輕松開發(fā)出同一風(fēng)格的客戶端應(yīng)用子系統(tǒng)。也可以將SIS系統(tǒng)的組件和Microsoft的辦公自動(dòng)化軟件系統(tǒng)Office融合私沮,形成完整的解決方案.
- WebServer (Web應(yīng)用服務(wù)器)
系統(tǒng)應(yīng)該提供了一個(gè)可供用戶操作系統(tǒng)資源的應(yīng)用軟件開發(fā)工具包始赎。為了解決系統(tǒng)的二次開發(fā)用戶大部分為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員。該工具包提供了包括數(shù)據(jù)查詢仔燕、存貯造垛、人機(jī)界面生成以及網(wǎng)頁生成等一系列開發(fā)實(shí)用工具和基于組件的開發(fā)構(gòu)件。使得系統(tǒng)的用戶使用這些工具即可在無需編程的情況下低腕,組態(tài)生成需要的應(yīng)用子系統(tǒng)杰泡,也可使用任一種常用的高級(jí)編程語言(VB、VC颖怕、Delphi等)輕松開發(fā)出同一風(fēng)格的客戶端應(yīng)用子系統(tǒng)列充。也可以將SIS系統(tǒng)的組件和Microsoft的辦公自動(dòng)化軟件系統(tǒng)Office融合,形成完整的解決方案.
- 用戶實(shí)用程序集合
系統(tǒng)包含多種實(shí)用程序跃呛,通過這些程序频咨,用戶可以輕松地完成系統(tǒng)參數(shù)的描述以及組態(tài)信息的生成府贰,從而達(dá)到生成實(shí)用系統(tǒng)的目的。
7. 實(shí)際使用介紹
2003年11月埃账,安徽馬鞍山萬能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司通過招標(biāo)確定安徽瑞志信息技術(shù)有限公司為其SIS開發(fā)商并使用該公司獨(dú)立開發(fā)的iSDP(internet/intranet Shared Data Platform)系統(tǒng)窑岖,iSDP是一套基于internet/intranet技術(shù)架構(gòu)的工業(yè)自動(dòng)化信息共享平臺(tái),被安徽省發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目唱棍,它的核心數(shù)據(jù)庫使用Wonderware的InSQL匹惊,接口使用Wonderware的IDAS模塊,能夠完全完成公司的應(yīng)用目標(biāo)估喷。
公司SIS由前置網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)(或稱接口機(jī))凛忿、防火墻、網(wǎng)絡(luò)交機(jī)竞川、中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器店溢、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)服務(wù)器、web服務(wù)器委乌、管理工程師操作員站和客戶機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成床牧。其中,每一個(gè)服務(wù)器的功能可以自由組合由一臺(tái)或若干臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成遭贸。
本系統(tǒng)從物理結(jié)構(gòu)上分為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)部分戈咳、管理維護(hù)機(jī)房中心、客戶端三部分壕吹。三部分之間通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互連著蛙,傳輸介質(zhì)為光纜或者雙絞線。即生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過SIS網(wǎng)接入中央數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)耳贬,然后通過iSDP提供的各類服務(wù)踏堡,將結(jié)果導(dǎo)入廠區(qū)MIS主干網(wǎng)絡(luò)。
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中效拭,使用兩臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)接口計(jì)算機(jī)囤檐,內(nèi)置雙網(wǎng)卡,通過單向交換機(jī)甜湾,分別連接#1膊护、#2DCS系統(tǒng)的接口機(jī),由于采用了單向交換機(jī)制兜充,就從物理上隔離了生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)淋渤。在現(xiàn)場(chǎng)接口計(jì)算機(jī)中,運(yùn)行有IDAS for XDPS程序負(fù)責(zé)接收從DCS來的數(shù)據(jù)雄睦,由于數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的荷十,從軟件上也杜絕了對(duì)DCS系統(tǒng)的干擾。
在管理維護(hù)機(jī)房中心的SIS服務(wù)器系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的存貯娇裁、查詢从秃。本服務(wù)器系統(tǒng)采用雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)加裝防火墻沼津,從而使SIS網(wǎng)與MIS網(wǎng)隔離。
本系統(tǒng)SIS網(wǎng)絡(luò)部分采用了百兆以太網(wǎng)的解決方案泽衬。即交換機(jī)和服務(wù)器之間通過百兆網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)互連科绣,同時(shí)為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性,服務(wù)器和交換機(jī)采用光纖百兆以太網(wǎng)模塊連接树碱,而SIS服務(wù)器同SIS網(wǎng)通過千兆以太網(wǎng)模塊連接肯适。
體系結(jié)構(gòu)如下圖示:
采用Wonderware Insql 8.0作為中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的解決方案的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖示:
其中,系統(tǒng)中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用美國(guó)Wanderware公司的InSql 8.0實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成榜,而采用iSDP的目的就是為了提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比框舔,并提供給用戶符合中國(guó)用戶操作和思維習(xí)慣的客戶化產(chǎn)品。
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)所采用的主要技術(shù)為:
- 基于OPC的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)赎婚,由于本系統(tǒng)采用OPC技術(shù)刘绣,充分挖掘了硬件本身的通訊潛力。另外加上本系統(tǒng)的"均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷"和"即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸(JIT)"的特點(diǎn)惑淳,將數(shù)據(jù)瞬時(shí)導(dǎo)入中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中,數(shù)據(jù)的高速傳輸?shù)玫奖U稀?
- 數(shù)據(jù)緩存技術(shù):可以使得系統(tǒng)在諸如服務(wù)器檢修额港、網(wǎng)絡(luò)斷線等災(zāi)難性故障產(chǎn)生時(shí)饺窿,由現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的存貯歧焦。在系統(tǒng)恢復(fù)以后將數(shù)據(jù)和主服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。避免數(shù)據(jù)丟失肚医。
- 高速數(shù)據(jù)存貯技術(shù):由于采用了專門優(yōu)化設(shè)計(jì)的算法來采集和存儲(chǔ)模擬量和開關(guān)量绢馍,在相同的硬件條件下,InSQL Server的性能超過所有的傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫肠套,使把高速產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫成為可能歇肖。 InSQL Server可以直接存儲(chǔ)來自于I/O Server的快速產(chǎn)生的數(shù)據(jù),用I/O Server直接連接了大量的數(shù)據(jù)源.
- 節(jié)省存儲(chǔ)空間技術(shù)即無損壓縮技術(shù):InSQL Server存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需要的存儲(chǔ)空間只是傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)所需存儲(chǔ)空間的零頭日俱。它真正所需要的磁盤空間取決于工廠的大小和狀態(tài)以及需要保存歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度役寡。采用的動(dòng)態(tài)壓縮算法是一個(gè)"零數(shù)據(jù)丟失"算法,保證了數(shù)據(jù)的高分辨率和高質(zhì)量款拣。
- 面向?qū)ο蟮娜藱C(jī)界面編輯和存貯技術(shù):iSDP_BluePrint人機(jī)界面編輯系統(tǒng)采用面向電力行業(yè)的設(shè)備的圖形編輯方式超棚,可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)設(shè)備的簡(jiǎn)單拖拽式定義,面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和描述方式使得客戶在定義人機(jī)界面時(shí)如同親自在安裝設(shè)備朋傲。圖形系統(tǒng)基于矢量存貯方式应惠,可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)縮放和漫游。本人機(jī)界面采用組件式的數(shù)據(jù)定義方式昨跺,可以完成各種模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)圖符的定義天尤,如:棒圖、儀表发娶、趨勢(shì)圖等擦钾。同時(shí)所有動(dòng)態(tài)點(diǎn)的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都將和中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)聯(lián)料潘,在運(yùn)行時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
- 面向維護(hù)人員和使用人員的數(shù)據(jù)管理技術(shù):由于本系統(tǒng)涉及的現(xiàn)場(chǎng)變量數(shù)以萬計(jì)悍赢。完全按照市售的數(shù)據(jù)庫直接輸入將給系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入和維護(hù)造成極大的不便背镇。因此,本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具是基于工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(InSQL)的開放式完全圖形視圖工具泽裳,同現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)定義數(shù)據(jù)庫相連瞒斩,為SIS系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)定義、維護(hù)提供一個(gè)方便高效的工具涮总,管理數(shù)據(jù)模型是按兩條主線抽象出來的統(tǒng)一管理模式胸囱,這兩條主線一是:設(shè)備分層管理(系統(tǒng)--邏輯設(shè)備單元--線路--測(cè)點(diǎn));二是:采集裝置分層管理(系統(tǒng)--采集裝置--測(cè)點(diǎn))瀑梗。 按照這兩條路線可以方便快速地定位到任一廠站的任一線路單元及其測(cè)點(diǎn)或者任一采集裝置的任一采集測(cè)點(diǎn)烹笔,而且可以在樹圖上實(shí)現(xiàn)廠站、單元抛丽、測(cè)點(diǎn)的隨意刪除谤职、修改。另外亿鲜,廠站允蜈、測(cè)點(diǎn)的規(guī)模多少不受限制。如此管理竹肚,不僅僅可以便于從維護(hù)人員的角度進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理帆田,同時(shí)也可以從操作人員的角度進(jìn)行設(shè)備和測(cè)點(diǎn)的使用。
- 和OFFICE系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)查詢技術(shù):報(bào)表功能是一個(gè)組件勾勃,不僅僅可以單獨(dú)使用般蚪,也可集成到畫面、人機(jī)界面工具(iSDP_BluePrint)中使用区糟,同時(shí)可以導(dǎo)出/導(dǎo)入Excel格式恶稼。不論是新手還是專家,使用iSDP_Report產(chǎn)生報(bào)表都非常方便潮兼。iSDP_Report具有表格計(jì)算功能沪蜕。我們擴(kuò)展了Excel功能,增加了通過向?qū)Ш投ㄖ频腅xcel功能訪問存儲(chǔ)在InSQL Server中的數(shù)據(jù)的能力蒂扇。對(duì)于各種生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)報(bào)表是非常理想昔永。可以把報(bào)表保存為模板喝暂,幫助你產(chǎn)生自己標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表缺钓。產(chǎn)生的報(bào)表可以通過Web方便地分發(fā)和訪問。
- 基于WEB的數(shù)據(jù)查詢技術(shù):iSDP_WebServer是運(yùn)行在服務(wù)器端的Windows組件叫胁,它集成了ASP,ActiveX,XML等技術(shù)凰慈,采用基于HTTP的數(shù)據(jù)通訊方式進(jìn)行信息的交互汞幢。使得客戶端的用戶通過瀏覽器(IE)就可以不用安裝任何軟件及可以瀏覽到系統(tǒng)提供的所有信息。真正做到了瘦客戶機(jī)的運(yùn)行模式微谓。iSDP_WebServer是基于B/S和C/S構(gòu)架的混合系統(tǒng)森篷,系統(tǒng)的所有組態(tài)結(jié)果(人機(jī)界面、報(bào)表豺型、趨勢(shì)以及計(jì)算結(jié)果列表)在運(yùn)行時(shí)都將和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)InSQL通過C/S方式實(shí)現(xiàn)互連仲智,然后通過HTTP協(xié)議相應(yīng)客戶的請(qǐng)求,將結(jié)果發(fā)送到客戶端顯示姻氨。為了在這樣一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上述的系統(tǒng)功能钓辆,我們采用了針對(duì)不同的需求采用不同的解決方案的辦法:
- 針對(duì)實(shí)時(shí)信息的訪問,采用直接的基于變化量的TCP通訊訪問機(jī)制肴焊,即可以保證實(shí)時(shí)信息的及時(shí)響應(yīng)前联,又可以避免對(duì)數(shù)據(jù)庫的過于頻繁的讀寫。
- 針對(duì)歷史信息的數(shù)據(jù)庫查詢娶眷,采用基于ISAPI/NSAPI的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式橱孽,可以有效地避免由于系統(tǒng)處理多個(gè)用戶并發(fā)訪問系統(tǒng)而創(chuàng)建進(jìn)程可能造成的系統(tǒng)堵塞,可以提高系統(tǒng)的工作效率逝声,并且適用任何一種網(wǎng)絡(luò)的接入方式愁豆,保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全到達(dá)。
- 針對(duì)大量的遂报、突發(fā)的數(shù)據(jù)庫訪問则徒,本系統(tǒng)采用了歷史數(shù)據(jù)Cache管理模式氛坪,可以減少大量的瞳弱,重復(fù)的數(shù)據(jù)庫訪問,降低數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)荷骡侮,提高訪問速度纽债。
- 系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全技術(shù):iSDP的安全特性可以分為物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全束沼、操作系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)庫安全幾個(gè)部分倚痰,其中數(shù)據(jù)庫安全又分系統(tǒng)管理級(jí)、系統(tǒng)應(yīng)用工程師級(jí)及操作員級(jí)揣誓。iSDP有非常完善的安全機(jī)制系谐。在系統(tǒng)管理級(jí)下,注冊(cè)工程師(組)及操作員(組)帳號(hào)和口令讨跟,同時(shí)嚴(yán)格規(guī)定其各自權(quán)限纪他。進(jìn)入iSDP時(shí),必須登記注冊(cè)及校驗(yàn)口令晾匠。iSDP組態(tài)編程時(shí)茶袒,將內(nèi)部參量按區(qū)劃分梯刚,系統(tǒng)授權(quán)操作員按權(quán)限操作指定的區(qū)域,同時(shí)采用系統(tǒng)安全保護(hù)薪寓。iSDP的客戶端用戶必須是授權(quán)的客戶亡资,且必須輸入用戶名和密碼才能進(jìn)入,WEB必須是本公司的機(jī)器方可訪問向叉。iSDP的用戶安全授權(quán)采用iSDP的客戶管理插件進(jìn)行锥腻,用戶可以通過和系統(tǒng)開發(fā)人員自定義若干個(gè)安全級(jí)別,并通過程序給予確認(rèn)母谎。軟件環(huán)境如下:
服務(wù)器端:
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (NOS):Microsoft Windows 2000 Server 中文版
工業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RT_DBMS) : Wonderware InSQL 8.0
Web服務(wù)器(Web Server) : Microsoft Internet Information Server 4.0
客戶端:
操作系統(tǒng):(OS)
Microsoft Windows 98 中文版 + IE (不可運(yùn)行iSDP_SISClient)
Microsoft Windows ME 中文版 + IE (不可運(yùn)行iSDP_SISClient)
Microsoft Windows2000 Professional 中文版
Microsoft Windows XP Professional 中文版
iSDP軟件系統(tǒng)的主要功能模塊如下圖示:
整個(gè)工程5月1日開始試運(yùn)行旷太,7月1日正式運(yùn)行,從運(yùn)行情況來看销睁,由于采用全部現(xiàn)場(chǎng)DCS圖形祟勿,界面友好,安裝方便累筋,穩(wěn)定性好耀旅,所以用戶能快速使用本系統(tǒng)。
本文感謝:
滕佑來:安徽馬鞍山萬能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司书瘤,安徽馬鞍山電業(yè)路#1傅女。
胡長(zhǎng)舟:安徽馬鞍山萬能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司,安徽馬鞍山電業(yè)路#1叙杨。
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