在企業(yè)信息化中組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統的應用論文
0引言
企業(yè)信息化是我國在逐步實(shí)現工業(yè)化和現代化道路上的必然選擇，現如今各大中型化工企業(yè)均在OA，ERP，MES等諸多領(lǐng)域開(kāi)展建設和應用工作。但絕大部分信息化應用項目均采用單點(diǎn)開(kāi)發(fā)方式，缺乏信息化在企業(yè)應用中的整體觀(guān)念，缺少整體規劃、統一協(xié)調的系統化工程，整體集成和溝通程度不高，形成了一個(gè)又一個(gè)“信息孤島”。所以化工企業(yè)信息化建設應逐漸向注重應用和整合的方向發(fā)展，組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統的應用正是實(shí)現企業(yè)各個(gè)系統之間的協(xié)同和整合，建立企業(yè)信息化系統的關(guān)鍵。
1信息化現狀分析
由于化工行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，大部分化工企業(yè)都非常重視過(guò)程控制方面的系統建設，可以做到充分運用集散控制系統、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現廠(chǎng)級生產(chǎn)數據的采集、存儲。同時(shí)為了有效的實(shí)施企業(yè)整體管理，越來(lái)越多的化工企業(yè)開(kāi)始借助ERP系統把企業(yè)的物流、人流、資金流、信息流統一起來(lái)進(jìn)行管理，為企業(yè)決策層提供解決企業(yè)產(chǎn)品成本問(wèn)題、提高作業(yè)效率及資金的運營(yíng)情況等一系列問(wèn)題。然而現場(chǎng)的各個(gè)自控系統大多是相對獨立的，重要的生產(chǎn)過(guò)程數據還沒(méi)有實(shí)現集中采集、存儲、共享，整個(gè)廠(chǎng)區無(wú)統一系統的管理平臺，生產(chǎn)管理者不能實(shí)時(shí)全面了解整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的運行狀態(tài)。同時(shí)過(guò)程控制系統和ERP系統兩者之間也沒(méi)有實(shí)現有效集成，導致企業(yè)管理層在制定生產(chǎn)運營(yíng)計劃過(guò)程中缺少及時(shí)有效的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據的支撐，同時(shí)下層生產(chǎn)控制環(huán)節又得不到上層管理系統發(fā)出的優(yōu)化調度指令，從而使管理和生產(chǎn)之間產(chǎn)生了“斷層”現象。這樣企業(yè)內部仍存在“信息孤島”，也無(wú)法體現信息系統所帶來(lái)的優(yōu)厚效益。
2組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統的設計
本文提出的組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統在ERP系統和各個(gè)自控系統（DCS，PLC等）之間構建一座橋梁，在整個(gè)廠(chǎng)區建立統一的生產(chǎn)調度中心，形成一體化的信息系統，實(shí)現大量重要的生產(chǎn)過(guò)程數據的集中采集、存儲，實(shí)現管理和生產(chǎn)的良好交流互動(dòng)。
2。 1數據采集系統的設計
數據采集系統是組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統中的一個(gè)重要組成部分，它位于生產(chǎn)過(guò)程控制系統與實(shí)時(shí)數據庫之間，實(shí)現DCS， PLC、現場(chǎng)總線(xiàn)、智能儀表、各種數據采集系統與實(shí)時(shí)數據庫系統的數據交換。由于現場(chǎng)的設備種類(lèi)繁多、協(xié)議多樣化，并地理分散，所以數據采集系統重點(diǎn)要解決系統聯(lián)網(wǎng)中通信協(xié)議轉換的問(wèn)題。目前，采集現場(chǎng)控制系統的數據有2種方式。第1種是用OPC或DDE的方式通過(guò)串口直接采集現場(chǎng)工控機的數據，但是這種方式受系統環(huán)境等各種因素的影響較大，可靠性及穩定性都較差；第2種方式是把前置機的采集軟件布置在現場(chǎng)工控機上，這種方式可靠性和穩定性都很好，但是出于安全性考慮或存儲空間及運行資源的限制，通常在現場(chǎng)的工控機上不允許安裝其它的大型軟件。
本設計采用工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)采集現場(chǎng)的數據并解決異種系統互連問(wèn)題，其采用高性能嵌入式計算平臺，服務(wù)內核軟件可運行于桌面操作系統或嵌入式操作系統，可靠性和穩定性高，并且具有多種通訊采集和轉發(fā)規約庫，異種協(xié)議容易接入并可轉換為標準協(xié)議（如OPC方式）與其它系統聯(lián)網(wǎng)。當現場(chǎng)自控系統對車(chē)間生產(chǎn)設備有許多控制任務(wù)，采集的點(diǎn)數也較多時(shí)，應提高控制網(wǎng)絡(luò )的安全性，所以采用工業(yè)通信隔離網(wǎng)關(guān)作為采集設備，其內部具有雙獨立主機系統，分別接入到控制網(wǎng)絡(luò )和信息網(wǎng)絡(luò )，雙主機之間通過(guò)專(zhuān)用硬件裝置連接，從物理層上斷開(kāi)了控制網(wǎng)絡(luò )和信息網(wǎng)絡(luò )的直接網(wǎng)絡(luò )連接，數據和信息只能單向傳輸，即只能由現場(chǎng)數據采集系統向數據庫服務(wù)器傳送數據和信息，以確�，F場(chǎng)控制系統安全穩定運行。
現場(chǎng)控制系統為PLC，DCS等集成控制系統時(shí)，工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)可通過(guò)串口和控制系統的MPI口相連，通過(guò)系統的專(zhuān)有協(xié)議（如PPI， MODBUS，PROFIBUS等）讀取系統的實(shí)時(shí)數據。如果控制系統上位機具有OPC接口，工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)可通過(guò)以太網(wǎng)和控制系統中的數據管理工控機相連，通過(guò)OPC協(xié)議讀取系統的實(shí)時(shí)數據，并且封裝成標準OPCDA2。 0通信接口軟件，最后通過(guò)CIMO For OPC經(jīng)過(guò)數采網(wǎng)寫(xiě)入實(shí)時(shí)數據庫服務(wù)器中。
現場(chǎng)智能儀表大多具有RS85接口，因RS485是利用差模傳輸的，所以具有相當高的噪聲抑制功能而被廣泛運用。工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)可通過(guò)串口和智能儀表的RS85接口相連，因MODBUS協(xié)議具有幀格式結構，傳輸方式、功能及內容簡(jiǎn)單，傳輸效率高的優(yōu)點(diǎn)，本設計采用串行鏈路的MODBUS—RTU協(xié)議讀取儀表的實(shí)時(shí)數據，儀表作為MODBUS通信總線(xiàn)上的從站，工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)作為主站。MODBUS協(xié)議規定幀起始或幀結束是在幀與幀間延時(shí)3。 5 char字符的時(shí)間實(shí)現的，智能儀表通常使用的功能代碼為O1—04，采用CRC6 （16位循環(huán)冗余校驗碼）校驗方法。CRC校驗碼由發(fā)送端計算，放置于發(fā)送信息的尾部。接收端重新計算接收到的信息的校驗碼，并與接收到的校驗碼相比較，如果二者不相符，則表明通訊出錯，其增加了通訊的安全性。
2。 2實(shí)時(shí)數據庫平臺的建設
普通的關(guān)系數據庫無(wú)法完成毫秒級的數據采集和存儲，不適合連續運行的過(guò)程控制現場(chǎng)環(huán)境的需要，實(shí)時(shí)數據庫則比標準的數據庫系統快過(guò)上百倍，能夠高速地收集處理和海量地存儲生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數據。實(shí)時(shí)數據庫能提供多種的數據存儲策略供用戶(hù)選擇：定周期，變化存儲以及壓縮數據存儲算法。前兩種存儲策略提供了無(wú)損的數據存儲，使數據的追溯可靠準確。壓縮算法在保留重要的數據特性同時(shí)大大降低了數據存儲空間。另外，實(shí)時(shí)數據庫還將數據庫配置信息與事件、概要和生產(chǎn)數據進(jìn)行了集成，可以對其中的數據按照需要的方式進(jìn)行靈活的統計處理和二次計算。
實(shí)時(shí)數據庫可以通過(guò)配套的專(zhuān)用組件（如ODBC組件）向SQL Server， Oracl。等關(guān)系數據庫提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據，從而使得上層管理ERP系統能夠與生產(chǎn)控制系統有機結合，為整個(gè)集團的生產(chǎn)運營(yíng)計劃制定實(shí)施，工藝流程控制策略?xún)?yōu)化管理、能源消耗數據分析提供真實(shí)快捷的數據保障，從而解決了“信息孤島”問(wèn)題。同時(shí)實(shí)時(shí)數據庫還可對第三方系統提供統一的標準接口，比如標準OPC Serve：接口，允許第三方系統調用數據。
2。 3監控系統的設計
在一個(gè)自動(dòng)監控系統中，投入運行的監控組態(tài)軟件是系統的數據收集處理中心、遠程監控中心和數據轉發(fā)中心，處于運行狀態(tài)的監控組態(tài)軟件與各種控制檢測設備（如RTU，PLC，DCS、智能儀表等）共同構成快速響應控制中心。在企業(yè)中建立統一的生產(chǎn)調度中心，以運行在客戶(hù)機的監控組態(tài)軟件作為監控平臺，通過(guò)匯總于實(shí)時(shí)數據庫的大量生產(chǎn)過(guò)程數據，對整個(gè)工程車(chē)間進(jìn)行統一監控，給用戶(hù)提供一個(gè)簡(jiǎn)單、直觀(guān)的操作平臺。
此監控系統可顯示形象逼真的實(shí)時(shí)監控界面，實(shí)現對生產(chǎn)工藝流程、設備運行狀態(tài)、重要生產(chǎn)參數的實(shí)時(shí)監控。通過(guò)選擇有關(guān)聯(lián)的數據庫點(diǎn)，快速、動(dòng)態(tài)的生成任意時(shí)間間隔的曲線(xiàn)和報表，方便用戶(hù)查看，通過(guò)歷史趨勢曲線(xiàn)和實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的對比有利于分析生產(chǎn)過(guò)程，調整、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。在化工企業(yè)中，監控系統尤為重要的一個(gè)功能是方便快速的報警及報警追溯，可進(jìn)行多種形式和多個(gè)等級的報警，而報警追溯系統整體結構分為三層體制，管理層建立在生產(chǎn)調度中心，數據采集層建立在生產(chǎn)控制采集系統，設備層是系統最底層設備的集合。在安全性上，監控系統提供完備的安全保護機制，用戶(hù)管理具備多個(gè)級別，并可根據級別限制對重要工藝參數的修改，以有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的誤操作，同時(shí)提供基于遠程的用戶(hù)管理。
3實(shí)際應用
在蘭州藍星纖維廠(chǎng)的企業(yè)信息化建設中采用本文介紹的組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統，系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖4。此項目共需要2臺服務(wù)器，一臺為實(shí)時(shí)數據庫服務(wù)器，另一臺為關(guān)系數據庫服務(wù)器，兩臺服務(wù)器之間進(jìn)行實(shí)時(shí)數據的傳輸，便于數據的進(jìn)一步分析和展示�？蛻�(hù)端連接數為4個(gè)，即同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)實(shí)時(shí)數據庫的客戶(hù)端的連接數為4個(gè)，構成實(shí)時(shí)監控系統。
此組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統的應用在全廠(chǎng)的信息化建設上取得了明顯的效果：
�。�1）系統為全廠(chǎng)的八大公用工程車(chē)間建立了統一的數據平臺，將原來(lái)只能在現場(chǎng)工控機上分散看到的數據信息集中建立在實(shí)時(shí)數據庫和關(guān)系數據庫中，完成了數據的高度集成和網(wǎng)上共享，改變了傳統的手工書(shū)面的數據傳輸方式，縮短了數據收集和分析的時(shí)間。通過(guò)實(shí)時(shí)數據的共享和及時(shí)的數據分析，加強了企業(yè)內部各部門(mén)之間的信息聯(lián)系和工作的安排協(xié)調，大大提高了生產(chǎn)管理效率。
�。�2）在整個(gè)廠(chǎng)區建立了統一的監控系統，實(shí)時(shí)監控畫(huà)面和形式多樣的顯示方式（如表格、趨勢、柱圖等）使生產(chǎn)調度和管理人員可以及時(shí)、全面、準確地了解企業(yè)有關(guān)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的信息，為領(lǐng)導科學(xué)決策提供依據。
4結束語(yǔ)
本文介紹的組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統結構層次分明，具有良好的擴展性和系統集成性，給用戶(hù)提供了一個(gè)直觀(guān)、簡(jiǎn)單的操作平臺。整個(gè)系統實(shí)現了現場(chǎng)層、控制層、管理層的緊密結合。此組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統還可應用于石油行業(yè)、城市供熱供水等控制系統信息化的建設中，其能為管理者掌握大量的生產(chǎn)信息、定性定量地分析企業(yè)運轉過(guò)程中的各項技術(shù)指標提供可靠的依據，提高企業(yè)對市場(chǎng)的應變能力和競爭能力。
【在企業(yè)信息化中組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數據庫系統的應用論文】相關(guān)文章：
電力技術(shù)中實(shí)時(shí)電力調度系統的應用論文03-16
計算機基礎中Office軟件的應用論文05-30
探析軟件項目管理中的PERT技術(shù)應用論文12-02
實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)在航空電子系統中的應用研究論文06-13
系統軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中軟件工程技術(shù)的應用論文03-17
信息管理中計算機數據庫系統應用論文11-11
- 相關(guān)推薦