Wonderware工厂实时数据库在石钢的应用
2005/6/13 21:36:00
Abstract
The application of the Real-time Database called Wonderware has helped SGGS to obtain Central Display of all the Industrial Monitoring Systems in the range of the whole company. The software integrates each independent Monitoring System together and sends historical data, configuration data, incident data, summary data and production data through network to the customer application program on the desktop. The office and industrial field are bound together in this communication mode by applying Third Party Software in true meaning, and sharing is achieved in the production control through computer network.
Keyword: Real-time database ; Monitoring system; Network; Sharing
摘 要
石钢应用Wonderware工厂实时数据库实现了对全公司范围内的工业监控系统的集中显示，将各个独立的监控系统通过网络并将实时的历史数据、配置、事件、汇总和生产数据集成到桌面上的客户应用程序中。真正以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来，使生产管理利用计算机网络实现了共享。
关键词: 实时数据库；监控系统；网络；共享
0 引言
石家庄钢铁公司是生产汽车专用钢的国有大型钢铁企业，年产钢200多万吨，主要生产流程包括烧结、炼铁、电炉、转炉炼钢、轧钢等工序，以及相配套的动力、氧气、原料等辅助工序。这些工序目前均采用工业计算机进行过程监控，工业计算机对工艺参数的采集及控制主要是通过工业监控组态软件来实现的。这些软件运行在不同的PLC、DCS、FCS系统，具有相对独立性。我们的目的是利用Wonderware工厂实时数据库将各个独立的监控系统通过网络并将实时的历史数据、配置、事件、汇总和生产数据集成到桌面上的客户应用程序中。真正以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来。
1 网络构成
石钢公司实时数据库系统由三级计算机网络组成，如图1所示，第一级为各生产流程监控计算机，主要功能是对各工艺流程参数的采集和控制，对SIEMENS、ABB、横河等硬件的通讯为工业Ethernet、Profibus、L2网络等构成。第二级为远程IDAS计算机，这一层级的计算机主要负责对现场工控机数据的存储及转寄功能，通过工业Ethernet网进入公司局域网的各二级站点，实现对所有数据的上传。第三级为各个二级站点至主服务器网段，至此完成对全公司所有工业数据的采集。
2 系统组成
石钢公司实时数据库系统如图2所示，设计共实现对10个主要及辅助生产厂，30个工业计算机监控系统的8000个过程参数进行采集。系统共设置12个远程IDAS，远程IDAS采用单一集线器结构，每个远程IDAS负责管理1~5个工业监控系统。二台服务器，其中Web服务器，负责网络发布，InSQL服务器，即数据服务器负责数据存储，石钢公司InSQL服务器为三级服务器，可以处理25000个标签的任务。
3 软件配置
系统软件：Windows2000 SP3、Microsoft SQL Server2000 SP3、Suitevoyager2.0、Industrial SQL Server 8.0 SP2、Opclink7.11。
客户端软件：InTouch7.11(Patch 01)、Active Factory8.0.3、IE6.0。
Windows2000作为操作平台，Microsoft SQL Server2000作为Industrial SQL Server的数据仓库，在保证数据的正确性、一致性和安全性的前提下处理客户端的数据访问请求。 Industrial SQL Server是用于工厂和过程数据开放的实时关系型数据库。以全分辨率获取和存储过程数据。Opclink7.11在远程IDAS与现场操作站之间建立通讯桥梁，客户端软件InTouch作为工艺流程组态及发布界面，ActiveFactory实现当前过程状态、历史趋势、报表、特殊查询等功能。
4 数据采集与发布
石钢实时数据库系统数据采集主要是利用各个生产工艺的监控系统通过OPC功能与实时数据库实现通讯，Wonderware软件包中的OpcLink既可从OPC服务器缓冲区读取数据，又可直接从设备读取数据，从设备直接读取数据速度会慢一些，一般只有在故障诊断或极特殊的情况下才会采用。OpcLink和OPC服务器进行数据交互有2种不同方式，即同步方式和异步方式。
实时数据库系统连接的装置必须启动OpcSerever，如Wincc需要在组态中添加系统Driver Opc.chn，Rsview32需启动宏命令RTDataServer On，Freelance2000中需安装组态OpcServer等等，来启动系统的OpcServer。实时数据库系统读取OpcServer中的数据是通过Wondereware公司的I/O Sever Opclink7.11。在Opclink中定义系统所将要读取得Topic名称以及监控软件中所提供的OpcServer名称。
系统的服务器安装InSQL8.0，内嵌Microsoft SQL Server2000。服务器中需要配置每一套装置的参数信息，定义装置所连接的IDAS路径，以及对应Topic下的所有对应的Item名称。提交后系统用户自动更改IDAS的配置信息。并进行数据采集。InSQL8.0、IDAS、Opclink之间通讯协议采用Wondereware公司的Suitelink协议。
系统的WEB服务器安装Suitevoyager2.0，主要是负责网络数据发布，它的数据源是InSQL服务器，在Intoch中绘制的生产过程图形，同时在Intouch中定义访问名，访问名连接的是InSQL服务器，而过程图形中所显示的数据，需在Intouch中定义新的标记名称，连接到访问名中的对应Item。过程图形是通过WIN_XML Exporter将文件转换成XML来发布到web服务器中的，Web服务器有很好的权限分配方法，账户是在域控制器中定义，在Web服务器中对各帐户进行权限分配，同时也可以给不同帐户定义不同的面板，很好的实现权限分配。 Suitevoyager2.0是瘦客户型的，访问Web服务器可以通过IE6.0直接浏览。
5、客户端功能
客户端工具套件Active Factory可以更好地实现数据分析，支持多服务器并与Microsoft Office实现了紧密的集成，在公共和私有的命名空间中将标记进行逻辑分组，在整个ActiveFactory中都可以获取报警极限并共享ActiveX和COM对象。ActiveFactory需要安装在客户端的计算机上，连接InSQL服务器数据源。Activefactory客户端工具包括下列独立的应用程序。
Trend：可以按时间察看历史趋势和实时数据趋势，可以将数据与其他时间的数据进行对比，提供警报和极限信息，可以在趋势中添加和查看注释。
Query：可以方便的建立针对InSQL数据的复杂查询，通过对查询进行扩展，可以进行快速查询，可以查询历史数据、标记信息、报警值、统计值、标记通信状态。
WorkBook：通过这个MS Excel插件，可以利用Excel电子表格格式对来自InSQL的数据进行任何类型的分析和显示。
Report：Report通过这个MS Word文档格式产生InSQL数据的复杂报告。
客户端工具套件可以察看任意时间段内、任意时刻的数据，而且可以对数据进行横向对比，可以调出标记名的配置信息，将标记在任意时间段的数据按任意分辨率取出，可以生成报表或者进行数据分析，计算某时间段内的最大值、最小值、偏差、累计值，等等数据统计，还可以同时生成饼图、趋势等图表。Report:报表工具是在Word中添加的一个宏，主要是以表格的形式生成报表，时间、取数分辨率等都是自定义的。
5、结束语
Wondereware实时数据库系统的成功应用，为生产用户提供了远程数据浏览、过程控制流程、数据报表、历史趋势等多方面的功能，使生产管理利用计算机网络实现了共享。对钢铁企业的生产调度系统将带来极大方便。真正达到了以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来的目的。也必将给企业创造出巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：ActiveFactory－－-IndustrialSQL的数据分析工具
IndustrialSQL Server 的原理与系统结构
IndustrialSQL Server技术要点和特色
李香敏.SQL Server 2000 Programmer’s Guide.北京希望电子出版社.2000
The application of the Real-time Database called Wonderware has helped SGGS to obtain Central Display of all the Industrial Monitoring Systems in the range of the whole company. The software integrates each independent Monitoring System together and sends historical data, configuration data, incident data, summary data and production data through network to the customer application program on the desktop. The office and industrial field are bound together in this communication mode by applying Third Party Software in true meaning, and sharing is achieved in the production control through computer network.
Keyword: Real-time database ; Monitoring system; Network; Sharing
摘 要
石钢应用Wonderware工厂实时数据库实现了对全公司范围内的工业监控系统的集中显示，将各个独立的监控系统通过网络并将实时的历史数据、配置、事件、汇总和生产数据集成到桌面上的客户应用程序中。真正以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来，使生产管理利用计算机网络实现了共享。
关键词: 实时数据库；监控系统；网络；共享
0 引言
石家庄钢铁公司是生产汽车专用钢的国有大型钢铁企业，年产钢200多万吨，主要生产流程包括烧结、炼铁、电炉、转炉炼钢、轧钢等工序，以及相配套的动力、氧气、原料等辅助工序。这些工序目前均采用工业计算机进行过程监控，工业计算机对工艺参数的采集及控制主要是通过工业监控组态软件来实现的。这些软件运行在不同的PLC、DCS、FCS系统，具有相对独立性。我们的目的是利用Wonderware工厂实时数据库将各个独立的监控系统通过网络并将实时的历史数据、配置、事件、汇总和生产数据集成到桌面上的客户应用程序中。真正以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来。
1 网络构成
石钢公司实时数据库系统由三级计算机网络组成，如图1所示，第一级为各生产流程监控计算机，主要功能是对各工艺流程参数的采集和控制，对SIEMENS、ABB、横河等硬件的通讯为工业Ethernet、Profibus、L2网络等构成。第二级为远程IDAS计算机，这一层级的计算机主要负责对现场工控机数据的存储及转寄功能，通过工业Ethernet网进入公司局域网的各二级站点，实现对所有数据的上传。第三级为各个二级站点至主服务器网段，至此完成对全公司所有工业数据的采集。
2 系统组成
石钢公司实时数据库系统如图2所示，设计共实现对10个主要及辅助生产厂，30个工业计算机监控系统的8000个过程参数进行采集。系统共设置12个远程IDAS，远程IDAS采用单一集线器结构，每个远程IDAS负责管理1~5个工业监控系统。二台服务器，其中Web服务器，负责网络发布，InSQL服务器，即数据服务器负责数据存储，石钢公司InSQL服务器为三级服务器，可以处理25000个标签的任务。
3 软件配置
系统软件：Windows2000 SP3、Microsoft SQL Server2000 SP3、Suitevoyager2.0、Industrial SQL Server 8.0 SP2、Opclink7.11。
客户端软件：InTouch7.11(Patch 01)、Active Factory8.0.3、IE6.0。
Windows2000作为操作平台，Microsoft SQL Server2000作为Industrial SQL Server的数据仓库，在保证数据的正确性、一致性和安全性的前提下处理客户端的数据访问请求。 Industrial SQL Server是用于工厂和过程数据开放的实时关系型数据库。以全分辨率获取和存储过程数据。Opclink7.11在远程IDAS与现场操作站之间建立通讯桥梁，客户端软件InTouch作为工艺流程组态及发布界面，ActiveFactory实现当前过程状态、历史趋势、报表、特殊查询等功能。
4 数据采集与发布
石钢实时数据库系统数据采集主要是利用各个生产工艺的监控系统通过OPC功能与实时数据库实现通讯，Wonderware软件包中的OpcLink既可从OPC服务器缓冲区读取数据，又可直接从设备读取数据，从设备直接读取数据速度会慢一些，一般只有在故障诊断或极特殊的情况下才会采用。OpcLink和OPC服务器进行数据交互有2种不同方式，即同步方式和异步方式。
实时数据库系统连接的装置必须启动OpcSerever，如Wincc需要在组态中添加系统Driver Opc.chn，Rsview32需启动宏命令RTDataServer On，Freelance2000中需安装组态OpcServer等等，来启动系统的OpcServer。实时数据库系统读取OpcServer中的数据是通过Wondereware公司的I/O Sever Opclink7.11。在Opclink中定义系统所将要读取得Topic名称以及监控软件中所提供的OpcServer名称。
系统的服务器安装InSQL8.0，内嵌Microsoft SQL Server2000。服务器中需要配置每一套装置的参数信息，定义装置所连接的IDAS路径，以及对应Topic下的所有对应的Item名称。提交后系统用户自动更改IDAS的配置信息。并进行数据采集。InSQL8.0、IDAS、Opclink之间通讯协议采用Wondereware公司的Suitelink协议。
系统的WEB服务器安装Suitevoyager2.0，主要是负责网络数据发布，它的数据源是InSQL服务器，在Intoch中绘制的生产过程图形，同时在Intouch中定义访问名，访问名连接的是InSQL服务器，而过程图形中所显示的数据，需在Intouch中定义新的标记名称，连接到访问名中的对应Item。过程图形是通过WIN_XML Exporter将文件转换成XML来发布到web服务器中的，Web服务器有很好的权限分配方法，账户是在域控制器中定义，在Web服务器中对各帐户进行权限分配，同时也可以给不同帐户定义不同的面板，很好的实现权限分配。 Suitevoyager2.0是瘦客户型的，访问Web服务器可以通过IE6.0直接浏览。
5、客户端功能
客户端工具套件Active Factory可以更好地实现数据分析，支持多服务器并与Microsoft Office实现了紧密的集成，在公共和私有的命名空间中将标记进行逻辑分组，在整个ActiveFactory中都可以获取报警极限并共享ActiveX和COM对象。ActiveFactory需要安装在客户端的计算机上，连接InSQL服务器数据源。Activefactory客户端工具包括下列独立的应用程序。
Trend：可以按时间察看历史趋势和实时数据趋势，可以将数据与其他时间的数据进行对比，提供警报和极限信息，可以在趋势中添加和查看注释。
Query：可以方便的建立针对InSQL数据的复杂查询，通过对查询进行扩展，可以进行快速查询，可以查询历史数据、标记信息、报警值、统计值、标记通信状态。
WorkBook：通过这个MS Excel插件，可以利用Excel电子表格格式对来自InSQL的数据进行任何类型的分析和显示。
Report：Report通过这个MS Word文档格式产生InSQL数据的复杂报告。
客户端工具套件可以察看任意时间段内、任意时刻的数据，而且可以对数据进行横向对比，可以调出标记名的配置信息，将标记在任意时间段的数据按任意分辨率取出，可以生成报表或者进行数据分析，计算某时间段内的最大值、最小值、偏差、累计值，等等数据统计，还可以同时生成饼图、趋势等图表。Report:报表工具是在Word中添加的一个宏，主要是以表格的形式生成报表，时间、取数分辨率等都是自定义的。
5、结束语
Wondereware实时数据库系统的成功应用，为生产用户提供了远程数据浏览、过程控制流程、数据报表、历史趋势等多方面的功能，使生产管理利用计算机网络实现了共享。对钢铁企业的生产调度系统将带来极大方便。真正达到了以第三方软件的通信方式将办公室与工业现场连接起来的目的。也必将给企业创造出巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：ActiveFactory－－-IndustrialSQL的数据分析工具
IndustrialSQL Server 的原理与系统结构
IndustrialSQL Server技术要点和特色
李香敏.SQL Server 2000 Programmer’s Guide.北京希望电子出版社.2000
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