力控软件在发电厂SIS系统中的应用
2006/3/24 17:01:00
力控在发电厂SIS系统中的应用
一、前言
随着计算机技术、网络技术和数据库技术的发展，在企业激烈竞争的条件下，要实现企业利益、员工利益和社会利益最大化，那么改造或抛弃传统的控制系统模式、设计新的高速高效和稳定的控制系统结构已成为必然趋势，或在原有系统中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成当务之急。一言以蔽之，企业自动化及信息化建设是紧迫的,同时也是发展的必然趋势。
纵观计算机技术的发展历程，从20世纪50年代至今，从以计算机技术为基础的各种企业信息技术应用系统到今天的企业技术信息系统、制造自动化系统、计算机控制系统、生产数据采集系统、计算机监测及控制系统、管理信息系统、质量信息系统、管理信息化系统，企业资源计划以及利用内、外联网的客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）等等。从这个发展趋势来看，也就决定了企业自动化和信息化系统建设的必然性。生产数据采集系统是实现企业自动化和信息化建设的一部分，是建设中的关键，电厂SIS除了要有可靠的后台实时数据库外，保证数据的大批量处理，而且要有完备的容错机制，网络模型同时支持C/S和B/S方式。
二、系统描述及结构
SIS系统，主要获取工业现场各生产设备的数据并存储，绘制分析曲线和制作生产报表。数据采集系统是综合了设备接口技术、数据传输技术、数据处理技术、数据库技术、网络通讯技术和信息管理技术等的成果，是数据采集系统建立的坚实的理论基础。
系统的组成主要包括：采集系统、上位机监控系统、下位机系统和系统通讯网络，下面分别做详细介绍。
（1）上位机系统：上位机主机采用工业PC机，根据需要可以配备打印机和大屏幕监视器，数据库服务器及WEB服务器，根据系统需要还可以配置专门的采集站、操作员站、管理员站即将采集、操作和管理分离开来。上位机系统软件安装的主要是监控软件，它的主要功能是通过通信网络实现上位机与下位机间的数据传输，以及将下位机实时采集的数据进行各种处理，包括存入数据库、进行流图显示、历史趋势图和棒形图还有数据表的显示及各种要求的报表打印输出，用户还可以查看实时数据、查询历史数据、下发控制操作命令、查看及查询报警信息。通常上位机系统中含有系统管理员站、操作员站和工程师站等多种方式，某些要求比较高的系统常采用双网络系统、冗余系统和双机备用系统。
（2）下位机系统：下位机指现场测控智能装置如DCS、PLC的功能，也可以是专用的RTU、智能仪表和智能控制器等。下位监控系统建设形成了不少模式，如DCS、PC+PLC模式，PC+单片机模式，全部进口的PC+RTU模式及混合模式等。下位机系统也包含了先进而复杂的通讯技术、数据处理技术，同时包含了多种不同的性能指标和标准。
（3）系统通讯网络主要有无线通讯、有线通讯、载波通讯和光纤通讯。
a.无线通讯：如微波、扩频通讯、卫星通讯、铱星通讯、超短波通讯、短波通讯、GSM、CDMA、双向无线寻呼等。
b.有线通讯：如公共数据网的PSDNISDN和BISDN，和采用双绞线作为介质的自建有线网。
c.光纤通讯：光纤通信以其高带宽，高抗干扰性在信息通讯中得到广泛应用。在数据采集系统中也已具备了应用条件。
多数系统可采用如下结构设计：
系统结构图
（4）采集系统
采集系统分为服务器和客户端，服务器可采用RTDB来进行采集，主要功能有：工业现场实时数据采集，数据历史保存，报警数据的存储，客户端主要完成实时数据显示、历史数据查询、报表查询、报警信息查询、报警处理、故障排除、曲线和棒图绘制。电厂采集系统的可以与企业的MES等系统连接。如下图：
系统服务器软件可采用力控实时数据库作为内核，客户端可采用力控组态软件做为人机界面，根据电厂的实际需要，软件主要功能详细描述如下：
采集站：力控具备完备的数据通讯接口，支持各种厂家的接口：
支持霍尼维尔、横河、福克斯波罗、费希尔等厂家的DCS通讯。
AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等厂家生产的PLC；
导电、上润、神港、理化、上润、虹润等厂家生产的调节器以及其它流行的智能仪表、智能终端；
研华、研祥、中泰、康拓等厂家生产的板卡及相关的智能模块；
不同厂家的变频器如SIEMENS、三菱、富士等；
各种不同的UPS设备、空调设备等；
支持PROFIBUS、 Can、LonWorks、MODBUS、Opto22等标准的现场总线；
另外，也可以按照用户提出的通信协议和硬件接口，在较短时间内开发新的驱动程序。
（5）客户端：
可视化易操作的用户界面以及美观的图形化系统设计，易操作、易管理的HMI界面，主要完成数据浏览和其他运行画面的切换，可以用IE浏览器直接进行浏览，是完整的“瘦”客户端方式。电厂典型监控画面见下：
水处理：
锅炉；
汽轮机：
发电网络：
（6）完善的用户管理和方便实用的安全性设置
用户可以建立不同级别多个用户，级别和用户名分别对应于系统中的变量，利用这两个变量的值可以自由设置操作权限。
（7）实时和历史趋势曲线显示
可以很形象地反映当前时间段中各变量的变化趋势，及同画面下不同变量的趋势比较。
（8）系统数据棒图描述
更好地更形象地描述实时数据的大小，同类数据之间可以进行比较，以及判断当前数据是否越限。
（9）系统数据报表处理、查询
可以归类地将同类型或有某种关系的变量形成一张报表，可以很方便地浏览实时数据的变化和比较不同变量数据的大小，以及历史数据的查询。
（10）数据库定时、定量存储
根据需要和企业或行业标准实现对数据的分析、处理及存储，方便以后查询，为以后查询分析提供依据。
三、系统开放性：
力控软件为开放式体系结构，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA标准。
以OLE、COM/DCOM、动态链接库等多种形式提供外部访问接口，便于用户利用各种常用开发工具（如：VC++、VB等）进行深层的二次开发。
力控软件提供了很多与外部应用程序的控件和接口，其中有数据库接口、运行画面接口和外部关系型数据库接口。系统提供丰富的与关系型数据库通讯的函数和多种组件，例如ODBC GATE、历史转储和事件记录等。
力控完全支持DDE和OPC的客户和服务器方式，采集站采用客户端的方式，力控中不需要另外安装其他的组件和驱动程序，
四、系统选型：
完成一个电厂数据采集需要完成的几个部分：
1、采集站：
根据需要可以采用工业以太网、现场总线等直接采集控制站的数据，也可以通过DDE、OPC采集操作站的数据
2、服务器：
力控软件是以实时数据库为内核的，可以采用力控软件为服务器
3、标准客户端：
标准客户端采集服务器的历史数据，可作为调度等部门使用
4、IE“瘦”客户端
直接浏览服务器的数据，客户端不需要装任何软件，适合厂长、办公室来使用
5、关系数据库接口
可以和MIS、MES等系统连接的组件
6、远程网络服务组件
适合通过GPRS、电台、MODEM等方式进行远程数据传输
7、电厂监控画面定制
根据现场的需要进行画面的定制
一、前言
随着计算机技术、网络技术和数据库技术的发展，在企业激烈竞争的条件下，要实现企业利益、员工利益和社会利益最大化，那么改造或抛弃传统的控制系统模式、设计新的高速高效和稳定的控制系统结构已成为必然趋势，或在原有系统中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成当务之急。一言以蔽之，企业自动化及信息化建设是紧迫的,同时也是发展的必然趋势。
纵观计算机技术的发展历程，从20世纪50年代至今，从以计算机技术为基础的各种企业信息技术应用系统到今天的企业技术信息系统、制造自动化系统、计算机控制系统、生产数据采集系统、计算机监测及控制系统、管理信息系统、质量信息系统、管理信息化系统，企业资源计划以及利用内、外联网的客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）等等。从这个发展趋势来看，也就决定了企业自动化和信息化系统建设的必然性。生产数据采集系统是实现企业自动化和信息化建设的一部分，是建设中的关键，电厂SIS除了要有可靠的后台实时数据库外，保证数据的大批量处理，而且要有完备的容错机制，网络模型同时支持C/S和B/S方式。
二、系统描述及结构
SIS系统，主要获取工业现场各生产设备的数据并存储，绘制分析曲线和制作生产报表。数据采集系统是综合了设备接口技术、数据传输技术、数据处理技术、数据库技术、网络通讯技术和信息管理技术等的成果，是数据采集系统建立的坚实的理论基础。
系统的组成主要包括：采集系统、上位机监控系统、下位机系统和系统通讯网络，下面分别做详细介绍。
（1）上位机系统：上位机主机采用工业PC机，根据需要可以配备打印机和大屏幕监视器，数据库服务器及WEB服务器，根据系统需要还可以配置专门的采集站、操作员站、管理员站即将采集、操作和管理分离开来。上位机系统软件安装的主要是监控软件，它的主要功能是通过通信网络实现上位机与下位机间的数据传输，以及将下位机实时采集的数据进行各种处理，包括存入数据库、进行流图显示、历史趋势图和棒形图还有数据表的显示及各种要求的报表打印输出，用户还可以查看实时数据、查询历史数据、下发控制操作命令、查看及查询报警信息。通常上位机系统中含有系统管理员站、操作员站和工程师站等多种方式，某些要求比较高的系统常采用双网络系统、冗余系统和双机备用系统。
（2）下位机系统：下位机指现场测控智能装置如DCS、PLC的功能，也可以是专用的RTU、智能仪表和智能控制器等。下位监控系统建设形成了不少模式，如DCS、PC+PLC模式，PC+单片机模式，全部进口的PC+RTU模式及混合模式等。下位机系统也包含了先进而复杂的通讯技术、数据处理技术，同时包含了多种不同的性能指标和标准。
（3）系统通讯网络主要有无线通讯、有线通讯、载波通讯和光纤通讯。
a.无线通讯：如微波、扩频通讯、卫星通讯、铱星通讯、超短波通讯、短波通讯、GSM、CDMA、双向无线寻呼等。
b.有线通讯：如公共数据网的PSDNISDN和BISDN，和采用双绞线作为介质的自建有线网。
c.光纤通讯：光纤通信以其高带宽，高抗干扰性在信息通讯中得到广泛应用。在数据采集系统中也已具备了应用条件。
多数系统可采用如下结构设计：
系统结构图
（4）采集系统
采集系统分为服务器和客户端，服务器可采用RTDB来进行采集，主要功能有：工业现场实时数据采集，数据历史保存，报警数据的存储，客户端主要完成实时数据显示、历史数据查询、报表查询、报警信息查询、报警处理、故障排除、曲线和棒图绘制。电厂采集系统的可以与企业的MES等系统连接。如下图：
系统服务器软件可采用力控实时数据库作为内核，客户端可采用力控组态软件做为人机界面，根据电厂的实际需要，软件主要功能详细描述如下：
采集站：力控具备完备的数据通讯接口，支持各种厂家的接口：
支持霍尼维尔、横河、福克斯波罗、费希尔等厂家的DCS通讯。
AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等厂家生产的PLC；
导电、上润、神港、理化、上润、虹润等厂家生产的调节器以及其它流行的智能仪表、智能终端；
研华、研祥、中泰、康拓等厂家生产的板卡及相关的智能模块；
不同厂家的变频器如SIEMENS、三菱、富士等；
各种不同的UPS设备、空调设备等；
支持PROFIBUS、 Can、LonWorks、MODBUS、Opto22等标准的现场总线；
另外，也可以按照用户提出的通信协议和硬件接口，在较短时间内开发新的驱动程序。
（5）客户端：
可视化易操作的用户界面以及美观的图形化系统设计，易操作、易管理的HMI界面，主要完成数据浏览和其他运行画面的切换，可以用IE浏览器直接进行浏览，是完整的“瘦”客户端方式。电厂典型监控画面见下：
水处理：
锅炉；
汽轮机：
发电网络：
（6）完善的用户管理和方便实用的安全性设置
用户可以建立不同级别多个用户，级别和用户名分别对应于系统中的变量，利用这两个变量的值可以自由设置操作权限。
（7）实时和历史趋势曲线显示
可以很形象地反映当前时间段中各变量的变化趋势，及同画面下不同变量的趋势比较。
（8）系统数据棒图描述
更好地更形象地描述实时数据的大小，同类数据之间可以进行比较，以及判断当前数据是否越限。
（9）系统数据报表处理、查询
可以归类地将同类型或有某种关系的变量形成一张报表，可以很方便地浏览实时数据的变化和比较不同变量数据的大小，以及历史数据的查询。
（10）数据库定时、定量存储
根据需要和企业或行业标准实现对数据的分析、处理及存储，方便以后查询，为以后查询分析提供依据。
三、系统开放性：
力控软件为开放式体系结构，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA标准。
以OLE、COM/DCOM、动态链接库等多种形式提供外部访问接口，便于用户利用各种常用开发工具（如：VC++、VB等）进行深层的二次开发。
力控软件提供了很多与外部应用程序的控件和接口，其中有数据库接口、运行画面接口和外部关系型数据库接口。系统提供丰富的与关系型数据库通讯的函数和多种组件，例如ODBC GATE、历史转储和事件记录等。
力控完全支持DDE和OPC的客户和服务器方式，采集站采用客户端的方式，力控中不需要另外安装其他的组件和驱动程序，
四、系统选型：
完成一个电厂数据采集需要完成的几个部分：
1、采集站：
根据需要可以采用工业以太网、现场总线等直接采集控制站的数据，也可以通过DDE、OPC采集操作站的数据
2、服务器：
力控软件是以实时数据库为内核的，可以采用力控软件为服务器
3、标准客户端：
标准客户端采集服务器的历史数据，可作为调度等部门使用
4、IE“瘦”客户端
直接浏览服务器的数据，客户端不需要装任何软件，适合厂长、办公室来使用
5、关系数据库接口
可以和MIS、MES等系统连接的组件
6、远程网络服务组件
适合通过GPRS、电台、MODEM等方式进行远程数据传输
7、电厂监控画面定制
根据现场的需要进行画面的定制
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