發布日期:2022-04-18 點擊率:90
由上圖可見,整個結構分為四層,第一層為公司級實時數據庫;第二層為分廠級實時數據庫,每個分廠一臺;第三層為分廠的前端數采機;底層為過程控制計算機。下面對各層計算機功能予以說明。
過程控制計算機:完成控制監視功能。大慶石化公司控制計算機種類較多,可分為DCS、ESD、PLC、智能表等,但主要是DCS。
前端數采機:進行數據采集,與過程控制計算機通信,將數據緩存并傳送給分廠級實時數據庫。前端數采機將各種類型的過程控制計算機的實時數據匯總,通過以太網統一送往分廠級實時數據庫,也可以在上游網絡故障時,暫存一段時間的歷史數據,當網絡恢復時,將數據轉存到分廠級實時數據庫。
分廠級實時數據庫:用于分廠生產數據緩存、歷史存儲、數據計算等。具體包括:
1、在這里可以對實時數據進行校正、補償、累計、統計等計算。
2、可以對各車間數據進行橫向比較分析。
3、也可以在此完成設備運行情況統計,裝置物料平衡計算,生成質量分析報告,或其他統計報表等。
4、分廠內的其他計算機可以通過該服務器對裝置的實時數據、歷史數據、統計數據進行查看。
5、通過該服務器上的Web服務器,可以直接通過IE瀏覽器瀏覽各種生產數據。
6、與公司級實時數據庫通信。將公司關心的重要生產數據上傳到公司級實時數據庫中。
7、該服務器還要作為用戶登錄服務器。只有有相關權限的用戶才能訪問該服務器中受保護的數據。用戶登錄要在該服務器上驗證。
公司級實時數據庫:分廠重要生產參數緩存、歷史存儲等。另外還包括如下功能:
1)分廠數據橫向比較、統計、分析。
2)作為Web服務器,該機器有固定IP,可以在互聯網上通過IE瀏覽器訪問該服務器的實時數據、歷史數據等。
3)該服務器可以作為分廠服務器的代理Web服務器,通過該服務器可以在互聯網上間接訪問分廠數據。
作為登錄服務器。訪問該服務器數據的用戶要經過該登錄服務器的驗證。訪問分廠數據還要經過分廠級數據庫用戶驗證。
三、數采方案
1、概述
數據采集是實時數據庫的重要組成部分,它負責將現場數據實時傳送給數據庫,將操作數據下送到現場,是數據庫服務器與生產控制系統連接的橋梁。如果沒有穩定、高效、豐富的數采接口,實時數據庫只能是空中樓閣。
紫金橋軟件具有豐富的I/O接口,能夠與各種DCS,PLC,智能儀表通過多種連接方式,如以太網、串口、撥號等。并支持DDE、OPC、設備專有通信協議等。同一數據庫可以同時與任意多種驅動程序進行通訊。下圖為數采結構圖。
數采結構圖
圖中的I/O驅動就是各種數采接口。
本項目的關鍵是實現各分廠生產裝置的數據采集。由于大慶石化公司分廠很多,自控裝置種類繁多,有大量的DCS、PLC、智能表等。通信方式多種多樣。如有的通過OPC,有的通過DDE,有的是廠家專有協議;網絡連接方式也很多,如以太網、串口、現場總線等。
2、關鍵問題
辦公網與控制網隔離
保證自控裝置的安全是致關重要的。為了保證控制網的獨立性,辦公網與控制網間是完全隔離的。實時數據庫運行在辦公網一側,為了安全的與控制設備通信,我們采取了多種措施。
1)在控制網與辦公網分別設置數采機,數采機間通過串口相連,這樣能夠有效的防止網絡病毒侵入。
為了提高串口的通信速度可以將兩臺前置數采機器放的很近,這樣可以將串口通信速度設的很高如112K。對于較遠的可以采用485方式通信。
2)機器配置兩塊網卡,一塊網卡與控制網相連,一塊與辦公網相連,而且兩塊網卡處于不同網段。除了數據通信用到的端口號,其余通信端口都禁止掉。并且裝好防火墻,保持防病毒軟件及時自動更新。
雙網卡通訊防病毒
3)數據集中到VAX/ALPHA機,以VAX/ALPHA為橋梁實現辦公網與控制網相連。VAX/ALPHA運行的是VMS操作系統,安全性較高。并且很多裝置的上位機是VAX/ALPHA,所以通過VAX/ALPHA為中轉,是比較方便的。
斷線數據自動恢復
由于大慶石化公司裝置很多,距離較遠,再加上現場干擾多,所以網絡通信并不是十分可靠,網絡故障時而發生。紫金橋實時數據庫具有斷線后數據自動恢復功能,即當網絡出現故障時,前端數采機能夠自動將數據保存起來,當網絡恢復時將歷史數據插入到遠程實時數據庫。利用該功能,就不必擔心歷史數據缺失了。
手工數據錄入
為化驗人員提供化驗數據計算處理和錄入界面,以便將生產化驗數據收集到實時數據庫。紫金橋實時數據庫有專門的人工錄入記錄點和操作界面,能夠保證用戶在合理的時間范圍內錄入數據,并將數據按照填寫的時間插入到歷史數據庫中。對于超期沒有錄入的數據給出報警。
四、生產管理信息系統帶來的好處
1)及時了解生產動態。分廠級管理人員隨時了解生產裝置、公用工程運行狀況,包括監控點的溫度、壓力、流量等實時數據;物料和能源動力消耗數據、產品產量和質量數據。各級人員及時準確掌握生產動態,對生產過程中出現的問題及時做出處理,以保證生產安穩運行。
2)實時數據庫作為控制系統和上層管理系統的中間層,起到承上啟下的作用。其將各控制系統的數據集中起來,以統<
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