摘要：本文通過應用力控PCAuto軟件和開發相關接口軟件實現霍尼韋爾TDC3000實現實時數據采集，並使實時數據進入統一UNIFORMANCE PHD生產實時數據庫平台，重點論述了力控PCAuto軟件結構、功能和接口軟件的開發。通過係統實際運行表明建立在此實數據數據平台上裝置監控係統運行穩定、操作方便、監控效果良好。
前言
石化行業是高度自動化、連續化生產的行業，因此各裝置自動化程度都非常高，基本都采用DCS集ji散san型xing控kong製zhi係xi統tong進jin行xing裝zhuang置zhi生sheng產chan，由you於yu使shi用yong了le以yi計ji算suan機ji為wei主zhu的de集ji散san型xing控kong製zhi係xi統tong使shi裝zhuang置zhi采cai集ji工gong藝yi信xin息xi和he操cao作zuo信xin息xi能neng力li的de大da大da提ti高gao，工gong藝yi管guan理li和he控kong製zhi的de水shui平ping大da大da提ti高gao，共gong享xiang信xin息xi的de能neng力li大da大da提ti高gao。因yin此ci在zai此ci基ji本ben上shang建jian立li一yi個ge生sheng產chan實shi時shi數shu據ju庫ku平ping台tai，對dui提ti高gao裝zhuang置zhi信xin息xi化hua管guan理li水shui平ping有you著zhe重zhong大da的de戰zhan略lve意yi義yi。
力控組態軟件簡介
力控是運行在Windows98/NT/2000/XP操作係統上的一種組態軟件。使用力控，用戶可以方便、快kuai速su地di構gou造zao不bu同tong需xu求qiu的de數shu據ju采cai集ji與yu監jian控kong係xi統tong。組zu態tai軟ruan件jian指zhi一yi些xie數shu據ju采cai集ji與yu過guo程cheng控kong製zhi的de專zhuan用yong軟ruan件jian，它ta們men是shi在zai自zi動dong控kong製zhi係xi統tong監jian控kong層ceng一yi級ji的de軟ruan件jian平ping台tai和he開kai發fa環huan境jing，能neng以yi靈ling活huo多duo樣yang的de組zu態tai方fang式shi（而不是編程方式）提(ti)供(gong)良(liang)好(hao)的(de)用(yong)戶(hu)開(kai)發(fa)界(jie)麵(mian)和(he)簡(jian)捷(jie)的(de)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)，其(qi)預(yu)設(she)置(zhi)的(de)各(ge)種(zhong)軟(ruan)件(jian)模(mo)塊(kuai)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)地(di)實(shi)現(xian)和(he)完(wan)成(cheng)監(jian)控(kong)層(ceng)的(de)各(ge)項(xiang)功(gong)能(neng)，並(bing)能(neng)同(tong)時(shi)支(zhi)持(chi)各(ge)種(zhong)硬(ying)件(jian)廠(chang)家(jia)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)I/O設備，與高可靠的工控計算機和網絡係統結合，可向控製層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行係統集成。
力控軟件的組成，力控軟件由以下幾個主要部分組成：
1）工程管理器
工程管理器用於創建工程、工程管理等。
2）開發係統（Draw）
開發係統是一個集成環境，可以創建工程畫麵，配置各種係統參數，啟動力控其他程序組件等。
3）界麵運行係統（View）
界麵運行係統用來運行由開發係統Draw創建的畫麵。
4）實時數據庫（DB）
實時數據庫是力控軟件係統的數據處理核心，構建分布式應用係統的基礎。它負責實時數據處理、曆史數據存儲、統計數據處理、報警處理、數據服務請求處理等。
5）I/O驅動程序
I/O驅動程序負責力控與I/O設備的通信。它將I/O設備寄存器中的數據讀出後，傳送到力控的數據庫，然後在界麵運行係統的畫麵上動態顯示。
6）網絡通信程序（NetClient/NetServer）
網絡通信程序采用TCP/IP通信協議，可利用Intranet/Internet實現不同網絡結點上力控之間的數據通信。
7）串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）
串行通信程序采用串行通信方式。兩台計算機之間，使用RS232C/422/485接口，可實現一對一（1：1方式）的通信；如果使用RS485總線，還可實現一對多台計算機（1：N方式）的通信。
8）撥號通信程序（TelClient/TelServer）
撥bo號hao通tong信xin程cheng序xu使shi用yong電dian話hua撥bo號hao方fang式shi進jin行xing通tong信xin。任ren何he地di方fang與yu工gong業ye現xian場chang之zhi間jian，隻zhi要yao能neng撥bo打da電dian話hua，就jiu可ke以yi實shi現xian對dui遠yuan程cheng現xian場chang生sheng產chan過guo程cheng的de的de實shi時shi監jian控kong，唯wei一yi需xu要yao的de是shiModem和電話線。
9）Web服務器程序（Web Server）
Web服務器程序可為處在世界各地的遠程用戶實現在台式機或便攜機上用標準瀏覽器實時監控現場生產過程。
實時數據庫係統簡介
霍尼韋爾公司的UNIFORMANCE PHD是shi一yi套tao成cheng熟shu石shi化hua行xing業ye生sheng產chan實shi時shi數shu據ju庫ku係xi統tong，同tong時shi該gai係xi統tong也ye可ke作zuo為wei生sheng產chan實shi時shi數shu據ju庫ku係xi統tong開kai發fa和he應ying用yong平ping台tai。該gai係xi統tong具ju有you采cai集ji工gong藝yi過guo程cheng數shu據ju點dian數shu不bu限xian、用戶數不限、能與多種型號的DCS係統互聯、擴展性好、用戶界麵可與OFFICE等桌麵軟件無縫連連、穩定性好等特點。
雖然UNIFORMANCE PHD能與多種型號的DCS係統互聯，但並不能與所有的DCS係統實現互聯。如霍尼韋爾自己TDC3000係統，如果軟件版本不升級就無法實施實時數據采集，在實際的應用中我們就碰到這樣的問題，有一套裝置DCS 是TDC3000係統目前版本為R510，但軟件版本由於多種原因一直沒有升級，而且該裝置先前已經實施了APC（先進生產控製係統）係統，且係統運行非常穩定，如果為了進行生產實數據采集對軟件進行升級，就需要承擔一定的風險即DCS軟件升級後是否能與運行中的APC軟件兼容等一係列問題。經過了多個方案的選擇，最終我們選定了北京三維力控科技有限公司的力控PCAuto組態軟件作為數據采集的中間軟件，使用該軟件進行數據采集不需要對原TDC3000 DCS進行升級，同時在PCAuto組態軟件基礎上進行二次開發使采集數據進入UNIFORMANCE PHD係統。係統組成結構原理圖如下：
圖1 係統結構圖 1.生產實時數據庫係統主要功能
1）數據采集
采集DCS係統的裝置生產實時數據，包括壓力、溫度、流量、液位、氣體濃度、產品指數等數據。
2）動態顯示
將工藝流程圖通過組態軟件真實地反映在動態體流程圖上，同時與DCS操作畫麵保持一致，顯示各測量點的參數變化趨勢，並使畫麵具有實時、動態效果。位號趨勢圖和數據詳細列表如下：
圖2 位號趨勢圖 
圖3 數據詳細列表 3）監控操作
完成各工位的參數設定，並對溫度、液位、流量和壓力進行自動監測。流程圖如下：
圖4流程圖 4）操作畫麵
在操作畫麵上可查詢各控製點的溫度、液位、流量等實時和曆史數據，並可按要求設定和打印出實時報表和曆史報表。 2. 係統硬件及網絡
以企業現有的聯通所有生產裝置的以太局域網為基礎，由一台PC機作為實時數據采集機，即數據采集服務器，用以存在所有生產裝置的生產實時數據，並接入內部網絡；在網絡中心機房設置一台為主服務器，即實時數據庫主服務器，用以存在所有生產裝置的生產實時數據；同時在網絡中心機房設置一台WEB服務器，作為生產實時數據發布平台，所有接入內部網絡的計算機用戶都可通過瀏覽器分級查看裝置的生產實時信息。
網絡服務器的操作係統為Windows NT 4.0，客戶端為Windows95、98、2000等操作係統，通過使用客戶端軟件可實現管理功能，如管理部門所需數據的記錄報表、統計報表等。係統通過此服務器與企業Intranet及Internet相連，以實現與其他係統的信息交互。
3.係統聯接與網絡設計
1）DCS與采集機相聯
定做霍尼韋爾TDC3000專用同軸電纜，一頭與DCS打印機口相聯，另一頭與采集機COM相聯。
2）采集機接入網絡
采集機安裝以太網卡，通過五類網線接入裝置內的以太網交換機，以太網交換機通過光纖接入中心機房主幹網絡交換機。
3）主服務器和WEB服務器接入網絡
主服務器和WEB服務器為保證網絡帶寬和速度，放置在中心機房並采作快速以太網接入主幹網絡交換機。 4.軟件開發和組態
4.1 TDC3000發送接口軟件開發和組態
此TDC3000控製係統LCN網絡上的UxS 節點是基於HP 的Unix操作係統平台的工作站。係統當前采用的Honeywell軟件版本為UxS R200（其中HP Unix係統版本為R9.05；UxS屬性版本為Personality R510，Honeywell係統軟件為R510）。
經過多次開發和調試，完成了Unix工(gong)作(zuo)站(zhan)上(shang)專(zhuan)用(yong)接(jie)口(kou)軟(ruan)件(jian)的(de)開(kai)發(fa)，此(ci)接(jie)口(kou)軟(ruan)件(jian)主(zhu)要(yao)實(shi)現(xian)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)向(xiang)工(gong)廠(chang)信(xin)息(xi)網(wang)絡(luo)上(shang)傳(chuan)數(shu)據(ju)的(de)功(gong)能(neng)，即(ji)由(you)此(ci)軟(ruan)件(jian)負(fu)責(ze)向(xiang)打(da)印(yin)口(kou)發(fa)送(song)裝(zhuang)置(zhi)數(shu)據(ju)。為(wei)實(shi)現(xian)對(dui)用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)數(shu)據(ju)的(de)采(cai)集(ji)的(de)在(zai)此(ci)軟(ruan)件(jian)中(zhong)對(dui)所(suo)有(you)相(xiang)關(guan)位(wei)號(hao)進(jin)行(xing)了(le)組(zu)態(tai)，即(ji)經(jing)過(guo)組(zu)態(tai)的(de)數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)采(cai)集(ji)到(dao)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)。TDC3000發送數據包如圖：
圖5 TDC3000發送數據包 4.2 TDC3000接收接口軟件開發
在采集端開發了專用的TDC3000串口數據通信協議軟件，主要實現對DCS送出的加密數據進行解碼，然後把數據送至三維力控的PCAuto實時數據庫中。
TDC3000串口接收數據通信協議如圖：
圖6 TDC3000串口接收數據通信協議 4.3 PCAuto接口軟件開發和組態
為實現對所有接收到數據的存貯必須對所有位號在實時數據庫中進行組態，組態信息包括位號名稱、數據類型、單位、上下限等十幾個參數據，通過組態保證所有通過DCS送出的實時數據存貯到PCAuto實時數據庫中。
PCAuto 2.62工程管理器如圖
圖7 PCAuto 2.62工程管理器畫麵 PCAuto實時數據庫如圖：
圖8 PCAuto實時數據庫瀏覽畫麵 4.4 PHD RDI軟件開發
為了使裝置的實時數據送入統一的UNIFORMANCE PHD實時數據庫係統，必須開發一個PCAuto實時數據庫對應UNIFORMANCE PHD的數據接口，由於UNIFORMANCE PHD提供了接口開發規範，根據規範我們用C語言開發一個PHD接口軟件，實現PCAuto實時數據庫中數據發送至PHD實時數據庫。PHD接口軟件使用必須與PHD實時數據庫相結合，因此在采集機上我們又安裝了PHD實時數據庫。PHD實時數據庫管理畫麵如圖。 
圖9 PHD實時數據庫管理畫麵 PHD實時數據庫數據瀏覽
圖10 實時數據庫數據瀏覽畫麵 4.5 PHD組態
PHD實時數據庫的數據采集是基於RDI接口的，因此在PHD服務器上對RDI接口進行參數的配置，同時對所有采集位號進行組態，保證采集數據的準確和可信。
4.6 操作界麵開發
通過開發監控係統與操作人員間的交互界麵，可實現對整個係統的監視、控製、調度和管理。
用戶界麵分兩部分：
1）用於日常監視、流程圖的主界麵
2）用於非日常監視信息、各種報表、趨勢圖
同時對工藝參數、設備運行參數通過一覽表的形式來彙總。係統組態的過程實質是把組態顯示界麵上的按鈕、報警以及生產趨勢圖形等與現場執行設備或儀表建立對應連接，使操作員在操作站通過係統組態畫麵了解現場的設備和儀表運行情況。 5．結束語
我們通過采用第三方軟件技術的組態軟件建立了裝置的生產實時數據庫係統，經過半年多的試運行表明：該係統運行穩定，監控程序功能完善，提供多種通用接口，與其它係統結合能力強，是一套理想的生產裝置實時控製係統。
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