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                                  關鍵詞：集散控制系統；InTouch；InSQL；SUITEVOYAGER；油庫

    鄧仲輝（1966—）
男，廣東高州人，本科，工程師，畢業于石油大學過程控制專業，現就職于湛江東興石油企業有限公司。從事DCS，ESD設計及維護工作。

1 概述 

    隨著科學技術的不斷進步，特別是計算機信息技術的飛速發展，我們已經進入一個嶄新的信息化新時代。油庫生產的持續穩定發展，很大程度上取決于先進實用技術的推廣應用。目前，油庫生產和管理大多還沒有采用任何的閉環檢測控制技術，多數工作仍然依靠人工完成，自動化技術應用較少，傳統的油庫生產方式和管理模式已經顯得相對落后。基于上述原因，我們對本公司油庫生產的管理由人工管理變成自動化管理，實現油庫生產的遠程實時監控、生產參數和設備運行狀態的自動檢測，取得了較好效果。其中監控組態軟件、數據庫軟件及網絡瀏覽軟件均采用美國WONDERWARE 公司的產品，它集人機界面技術、圖形技術、數據庫、通訊技術為一體，包括歷史趨勢記錄、報警、網絡發布等，很容易生成所需要的軟件。本文將以InTouch9.5工控軟件實現現場監控、Industrial SQL Server9.0數據庫實現現場數據存儲、SuiteVoyagerTM2.6 網絡門戶實現網絡瀏覽的一個自動化監控和管理系統。

2 系統構成

    系統結構見圖1所示。該系統主要包括計算機網絡系統、數據庫服務器、上位機系統、下位機RTU和生產過程，是一個典型的集散控制系統。集散控制系統又叫分布式計算機控制系統（DCS），是由計算機技術、信號處理技術、測控技術、網絡通訊技術和人機接口技術相互發展而產生的，其主要特點是集中管理、分散控制，具有很強的自主性、協調性、靈活性和可靠性。以計算機網絡技術為代表的IT業逐漸成為推動高科技產業發展的新熱點，“開放”和“資源共享”是未來信息與控制領域發展的基本要求和發展趨勢。在本系統中，以YOKOGAWA DCS、Freelance200 DCS和現場RTU構成了下位機系統，完成對油庫各儲罐的液位、溫度，現場各設備狀態及流量計瞬時值、累計量、溫度、密度等生產相關參數的監測、控制。服務器為上位機系統，通過交換機與下位機互連成網連接至公司局域網。上位機（服務器）由InTouch9.5 工控組態軟件完成對所有的數據監控，Industrial SQL Server9.0數據庫儲存現場數據；SuiteVoyagerTM2.6 網絡門戶軟件將InTouch9.5的數據發布到公司局域網。下面將進行具體介紹。

3 軟件特點

     InTouch是美國WONDERWARE公司開發的世界上第一個集成的、基于組件的MMI系統Factorysuite2000中的一個核心組件。它具有世界領先的HMI（人機接口界面）和面向對象的圖形開發環境，便于高效、快捷地配置用戶的應用程序，它在報警和歷史趨勢方面的功能，極大地方便了對系統的監控。它具有強大的網絡功能，通過傳統的DDE、NetDDE（擴展的）和OPC的方式，可與本機和其他計算機的應用程序實時交換數據。同時，它支持通過ODBC訪問各種類型的數據庫，便于系統的綜合管理，它提供了廣泛的通訊協議轉換接口—I/O Server，能方便地連接到各種控制設備，也可以利用第三方Server。在性能上，InTouch對核心代碼進行了優化，運行效率比較高，應該說具有相當高的可靠性和穩定性。Industrial SQL Server是第一個適用于工廠數據的高性能實時關系數據庫，內嵌了Microsoft SQLServer。它把關系型數據庫的強大功能及靈活性和實時系統的速度及壓縮功能相結合，通過大量的客戶端應用軟件，可以通過網絡訪問和瀏覽歷史數據和曲線；SuiteVoyager 是WONDERWARE 提供的企業信息門戶網站軟件，它可以把個人化的制造工業信息發布給上自高級操作主管和工廠經理下至工程師和維護人員的每一位用戶。利用它企業可以通過國際互聯網或者企業內部網來收集和發布工廠信息，利用簡便的轉換程序可以有選擇地把現用的InTouch圖形窗口和相關的動畫（現場的監控畫面）轉換為XML/XSL 格式，并發布到SuiteVoyager 網絡門戶網站，任何基于瀏覽器的具有合法安全許可的客戶（IE5.5+）都可以訪問信息門戶中發布的窗口，實時瀏覽現場生產數據。可以瀏覽到與他們有關的重要性能指標、控制質量以及實際工藝信息等，從而使他們能夠更好地理解他們的操作并在合適的條件下對操作加以改進，因此大大提高勞動生產率。

4 系統實施方案

    4.1 數據通訊 

    在InTouch中，上位機的數據主要分為實型和I/O型。其中，內存型數據為InTouch程序內部定義的變量，不需要通過I/O Server即可進行訪問； I/O型數據的來源一般為其它計算機結點或本機運行的其它程序，這類數據由InTouch通過OPC Link的方式獲得。

    在本系統中，上位機采集的數據是來自現場的數據，經過處理，將控制命令傳給下位機，以此監控生產過程。然而，通常上位機無法直接從下位機中讀取得數據，這時需要一個通訊接口——OPC Server。由于，本系統上、下位機通過以太網進行連接，并且下位機為YOKOGAWA的DCS、Freelance的DCS控制系統，因此在每臺DCS操作站上均裝有OPC Link軟件。上位機、下位機IP地址分別為172.17.1.1，……，172.17.1.64則OPC Link中Topic Definition的設置為： 

    Topic Name——CS1K（任意定義）； 

    這樣，OPC Server就可以從下位機取得數據了。而要讓InTouch從OPC Server中取到正確的數據，還必須為每個OPC Link變量定義Node Name 和OPC： 

    Node Name——172.17.1.64（OPC Link所在結點的IP地址）； 

    OPC Server——YOKOGAWA.CSHIS_OPC(不同的DCS有所差異) ； 

    OPC——FCS0101!（下位機的不同有所差異）。

    4.2 畫面構成 
   
    上位機的主要畫面包括：油庫概貌、生產過程流程圖、流量計動態表、產品油（汽油、柴油、液化氣、原油、苯、丙烯）罐存量動態表、半產品油罐存量動態表、油庫信息。各畫面可通過菜單按鈕進行切換，InTouch中常用的窗口顯示函數為： Show “窗口名” 或ShowAt( "窗口名",橫坐標, 縱坐標)。 InTouch提供了常用的作圖工具，并支持多種圖片格式，但無論原來是什么格式的圖片，InTouch都會將其轉化為bmp格式，因此粘貼圖片時應注意圖片的原始尺寸不要太大，以免影響運行速度。另外，InTouch還支持圖片透明色功能，這樣可去掉圖片中不需要的底色，使畫面更加協調、美觀。 

    4.3 數據庫訪問 

    數據庫是系統管理不可缺少的工具，也是工作報表的數據來源。目前，在大、中型集散控制系統中被廣泛采用的數據庫管理軟件有Oracle、Microsoft SQL Server、Informix等，本系統即采用了SQL Server。InTouch支持SQL語言，并且能通過ODBC接口方便地與不同類型的數據庫進行連接。要做到這一點，首先需要在“控制面板”的ODBC中為自己的數據庫定義一個數據源名，然后在InTouch的SQL Access Manager\Bind List中為自己在數據庫中定義的某張表定義一個綁定列，注意表與綁定列的格式和數據類型應完全一樣。這樣，要往表中插入數據的程序就可以寫為： 

    SQLConnect( ConnectionId, "dsn=oillist" ); （連接數據庫）

    SQLInsert( ConnectionId, "tank", "tanklist" );（插入數據）

    InTouch沒有提供作報表的工具，但可以自己制作報表窗口，并調用窗口打印函數PrintWindow()打印報表。
    另外，也可以采用其它報表制作工具或采取動態網頁的方式。

5 系統功能

    本系統中監控組態使用了各種繪圖工具和豐富的圖形庫等各種元素，形成用戶特定的人機交互界面，便于操作。系統功能主要分為監控功能、數據存儲功能、網絡功能等。

    5.1 監控功能

    服務器的操作系統為Windows2003 Servers ,并安裝了InTouch9.5人機界面工業控制軟件，負責對現場的生產數據進行實時采集、對現場設備進行啟停和調節控制，在計算機屏幕上即可對生產現場的生產情況進行實時監視和控制。本系統最主要的功能就是系統監控， InTouch可以為每一個數據定義它的報警信息，模擬量還可定義高、低、高高、低低報警值，還可以通過條件腳本或數據值改變腳本和用戶編制的快速腳本處理各種報警信息，如彈出報警窗口或聲音提示，并對危險故障實現優先報警。如定義一個Tanker1.HiStatus條件腳本，在其On True腳本框中寫上：

    Show “Tanker1_high_alarm”;(彈出報警窗口)

    PlaySound(“d:\sound\1號罐液位高報.wav”,1);( 聲音報警)
 
    5.2 數據存儲功能

    Industrial SQL ServerTM是工廠實時關系型數據庫，通過現場局域網與InTouch 監控軟件系統連接，可以實時存儲現場生產數據。應工藝要求本系統采用兩種數據存儲模式,對現場要求實時性強的數據采用10秒鐘存儲一次，對現場要求實時性不強的采用每時每2分鐘存儲一次。

    5.3 網絡功能
   
    在服務器上安裝一套5 用戶的SuiteVoyagerTM 網絡門戶網站，將需要在網絡上實時瀏覽的InTouch 畫面進行發布，任何具有合法安全許可的客戶（IE5.5）瀏覽器，通過網絡登錄該網站，即可瀏覽現場實時數據和畫面；使用ActiveFactory 客戶端軟件，可以查詢InSQL 工廠實時關系數據庫中的歷史數據。

6 系統應用效果

    系統自2006 年底投入使用至今，運行穩定可靠，操作簡便，減少繁重的人工記錄數據，深受使用者的歡迎。該系統成功投運后，實現了由原來人工2小時一次巡回檢查改為在計算機屏幕上隨時巡檢，對發油控量，罐與罐之間倒罐起了重要的作用，并做到故障隨時報警，對生產事故進行優先處理，確保了油庫安全生產。該系統集數據采集、液位監測為一體，充分發揮自動化全天候監測手段，為油庫平穩生產創造了良好的治安環境，確保了油庫的正常生產。

7 結束語

    通過上文的介紹，可以看出采用WONDERWARE 公司的InTouch 監控軟件、Industrial SQLServerTM實時關系數據庫、SuiteVoyagerTM  網絡門戶網站及所提供的其它軟件，即可實現現場自動化監控、數據存儲、遠程網絡實時瀏覽、歷史數據查詢和曲線繪制等功能，通過不同軟件的組合，即可滿足不同用戶的控制和數據管理的要求。自系統投用以來大大減輕了操作人員的勞動強度，為油庫安全生產提供了保障，提高了生產效率，取得良好經濟的效益，為建立現代化企業打下了堅實的基礎。

參考文獻：

    [1]  俞金壽，何衍慶.集散控制系統原理及應用[M].北京：化學工業出版社，1995.

    [2]  袁鵬飛.SQL Server7.0數據庫系統管理與應用開發[M].北京：人民郵電出版社，1999.

    [3]  日本OPC協會OPC(中國)促進會委員會.OPC應用程序入門[Z].2004.

    [4]  Industrial SQL Server 9.0入門手冊[Z].2005.