和利時DCS系統(tǒng)在青島鋼鐵集團實時信息的應用

　　一、項目背景
　　
　　青島鋼鐵集團公司是一家大型鋼鐵企業(yè)，自動控制系統(tǒng)已在企業(yè)下屬各分廠廣泛應用。隨著企業(yè)信息化應用要求的逐步提高，青鋼企業(yè)信息化建設總體設想為：建立一個企業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境下的全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查看、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理的軟硬件系統(tǒng)。該實時數(shù)據(jù)庫軟硬件平臺應該能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境下的實時數(shù)據(jù)采集、流程查看、趨勢瀏覽、報表數(shù)據(jù)存貯記錄與查看、生產(chǎn)調(diào)度等功能，從而實現(xiàn)企業(yè)過程控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡集成和綜合管理。
　　
　　該解決方案可建立一套以生產(chǎn)系統(tǒng)為中心的實時數(shù)據(jù)庫平臺系統(tǒng)，把各分廠分散的自成體系的監(jiān)控系統(tǒng)以分層、分級的方式進行集中管理和監(jiān)控，迫切需要采用實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來建立全公司統(tǒng)一的生產(chǎn)信息集成平臺。通過實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與全公司各分廠控制系統(tǒng)的連接，實現(xiàn)管理層與控制層的集成，為上層應用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。該系統(tǒng)應具備很強的數(shù)據(jù)實時性和完整性能力，同時*ERP系統(tǒng)中從管理層到基礎自動化層的“鴻溝”。基于實時數(shù)據(jù)庫平臺的青鋼公司zui終能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)、供、物的合理調(diào)配，使企業(yè)的生產(chǎn)計劃、資源平衡、產(chǎn)品營銷和預測決策良好運行，取得*經(jīng)濟效益。
　　
　　青鋼下屬27個分廠，33條生產(chǎn)線/裝置的控制系統(tǒng)有PLC、DCS，涉及多家國內(nèi)外的廠商的系統(tǒng)產(chǎn)品。
　　
　　二、系統(tǒng)方案設計
　　
　　鑒于青島鋼鐵公司生產(chǎn)規(guī)模較大，各廠分散，數(shù)據(jù)量多的情況，因此為了今后便于管理和維護，采用實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品來進行系統(tǒng)方案設計。
　　
　　系統(tǒng)在青鋼公司信息中心設置一臺實時數(shù)據(jù)庫服務器，該服務器負責存儲公司所有現(xiàn)場控制系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，遠程數(shù)據(jù)采集機分布在各現(xiàn)場控制室，通過分布在現(xiàn)場監(jiān)控機上的I/OServer獲得數(shù)據(jù)，并通過企業(yè)級主干網(wǎng)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到實時數(shù)據(jù)庫服務器。此外，在公司信息中心設置一臺企業(yè)級信息門戶服務器，為企業(yè)提供一個框架結構，把信息傳遞給每一個用戶，包括從管理層和生產(chǎn)線的操作員到銷售人員和分支機構，甚至到客戶、供應商和合作伙伴，企業(yè)各層次的人員都可瀏覽與之相關的信息，了解正在進行的事件以及提高管理手段到了解正在進行的事件以及提高管理手段。廠長、總工、管理科室和車間管理人員等可通過實時數(shù)據(jù)庫服務器的客戶端軟件或IE瀏覽器來了解現(xiàn)場的生產(chǎn)情況，并進行數(shù)據(jù)分析。在與青鋼主干網(wǎng)相連的每個用戶的PC機都可以根據(jù)需要和*瀏覽所需信息（實時、歷史、報警、報告和報表等）。在公司管理層每個辦公室的電腦上看到的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)與控制系統(tǒng)保持一致，幾乎沒有時間上的延時。
　　
　　三、系統(tǒng)方案說明
　　
　　1、網(wǎng)絡方案
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫服務器和企業(yè)級信息門戶服務器安置在信息中心，以雙網(wǎng)卡連入公司主干網(wǎng)，其中一個網(wǎng)卡和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集機以及現(xiàn)場監(jiān)控機劃在一個虛擬網(wǎng)中，構成控制網(wǎng)；另一塊網(wǎng)卡劃入企業(yè)管理網(wǎng)，從而有效地隔離管理網(wǎng)和控制網(wǎng)，保證控制網(wǎng)安全?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集機如系統(tǒng)結構示意圖所示與相應現(xiàn)場監(jiān)控機組成本地局域網(wǎng)，各分廠局域網(wǎng)通過各廠交換機連入企業(yè)主干網(wǎng)，從控制設備到實時數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)流單向流動，保證了監(jiān)控機的安全。
　　
　　2、實時數(shù)據(jù)庫
　　
　?。?）非凡的系統(tǒng)的連接性
　　
　　和信公司開發(fā)了多種I/OServer，可以聯(lián)接各式各樣的設備（如：PLC、DCS、RTU等），通過FastDDE、Suiink、OPC等通訊協(xié)議和專門用來開發(fā)I/OServer的工具包，任何新的系統(tǒng)都可以無縫的集成進現(xiàn)有系統(tǒng)。和信公司專門為工業(yè)應用設計了一個基于TCP/IP使用標準的WinSock接口的通訊協(xié)議，所傳送的數(shù)據(jù)除包含數(shù)值外還包含數(shù)據(jù)品質(zhì)標志和時間標簽，因此具有自診斷功能，保證了工廠實時數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的可靠性。
　　
　　可用WindowsNT的性能監(jiān)視器監(jiān)視通訊狀態(tài)；在網(wǎng)絡理想情況下，以每秒96000個整型標記名（Integer）的速度同時向30個客戶端傳送數(shù)據(jù)；快速的通訊保證了實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫能以秒級采集和存儲數(shù)據(jù)。
　　
　?。?）實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫自動存儲來自IOServer的數(shù)據(jù)，它有兩種數(shù)據(jù)存儲方法：周期性存儲和突發(fā)性存儲。周期性存儲以一個快至秒級的固定的時間間隔存儲數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的準確性和完整性。突發(fā)性存儲是當數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，實時數(shù)據(jù)庫才存儲。實時數(shù)據(jù)庫中采用了的實時壓縮算法，保證能以更少的空間存儲更多的數(shù)據(jù)。高速采集的歷史數(shù)據(jù)存放在叫“歷史塊”的數(shù)據(jù)文件中，系統(tǒng)管理員可以隨時備份或恢復歷史數(shù)據(jù)文件，也可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動備份。
　　
　　（3）實時數(shù)據(jù)庫的管理
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫的管理和配置工具采用微軟管理控制臺技術，這種技術為管理員帶來了更高的方便性：管理員可以對多臺服務器，Windows操作系統(tǒng)以及SQLEnterpriseManagement進行管理。實時數(shù)據(jù)庫的設計目標是作為一個免管理數(shù)據(jù)庫環(huán)境。實時數(shù)據(jù)庫的管理和配置工具采用了微軟管理控制臺技術來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的管理,使用這一技術系統(tǒng)管理員可以從任一臺安裝了遠程管理工具的客戶機上進行系統(tǒng)的配置和管理。實時數(shù)據(jù)庫支持動態(tài)配置，即系統(tǒng)管理員可以在不停止數(shù)據(jù)庫運行的情況下，隨時進行數(shù)據(jù)庫配置。
　　
　?。?）實時數(shù)據(jù)庫的手工錄入數(shù)據(jù)
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫支持手工錄入的數(shù)據(jù)，可用實時數(shù)據(jù)庫的MADS（ManualDataAcquisitionService手工數(shù)據(jù)采集服務）把一些無法自動采集，不同格式的或遠程的傳輸速度較慢的數(shù)據(jù)手工錄入。這些數(shù)據(jù)將無縫集成在已有的歷史數(shù)據(jù)中。實時數(shù)據(jù)庫的各種客戶端工具軟件同樣可以用來查詢、分析手工錄入的數(shù)據(jù)。
　　
　?。?）實時數(shù)據(jù)庫的安全性
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫使用兩種安全機制：
　　
　　·操作系統(tǒng)安全機制
　　
　　·MicrosoftSQLServer安全機制
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫利用MSSQLServer功能強大的安全系統(tǒng)來保障存放數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的安全。每一個數(shù)據(jù)庫用戶必須在服務器上擁有一個帳號，一個用戶帳號由用戶名和登陸標志組成，用戶可以進行的操作由定義在用戶帳號中的信息決定，系統(tǒng)用這些信息來判斷用戶訪問數(shù)據(jù)庫的權限，包括：
　　
　　誰可以登陸到數(shù)據(jù)庫服務器。
　　
　　用戶可以使用哪些管理功能。
　　
　　用戶可以訪問哪些數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)。
　　
　　誰可以改變數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。
　　
　　誰被*使用特定的Transact-SQL參數(shù)、視圖、存儲過程。
　　
　?。?）實時數(shù)據(jù)庫與關系型數(shù)據(jù)庫的連接
　　
　　實時數(shù)據(jù)庫具有微軟SQLServer2000數(shù)據(jù)庫的全部能力，由于具備了MSSQLServer2000的開放性，并且支持SQL查詢語句，DB2、SYBASE、ORACLE、MSSQLServer、FOXPRO等關系型數(shù)據(jù)庫可以通過ODBC，與實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。此外實時數(shù)據(jù)庫還可以用MSSQLServer2000中的復制和分發(fā)服務將數(shù)據(jù)發(fā)送到MSSQLServer或ORACLE數(shù)據(jù)庫中。
　　
　?。?）實時數(shù)據(jù)庫豐富的客戶端軟件
　　
　　和利時和許多第三方廠商為實時數(shù)據(jù)庫開發(fā)了豐富的客戶端軟件，不同行業(yè)、不同要求的用戶都可以找到合適的客戶端數(shù)據(jù)分析工具。對于一些特殊要求的客戶端軟件，可以使用任何流行的開發(fā)環(huán)境開發(fā)，包括微軟的工具，例如VisualBasic、ActiveServerPages（使用VBScript或JavaScript）、C++和VisualStudio.NET，或者其它工具，例如Web應用服務器、Delphi和PowerBuilder。
　　
　　四、結論
　　
　　我公司從接到青鋼的項目需求書之日起，多次下現(xiàn)場調(diào)研，和用戶進行交流；并依靠自身多年來在工控領域積累的深厚技術底蘊和經(jīng)驗，為青鋼量身定做了一套合適的方案建議書，通過近半年的努力，zui終在與多個對手的競爭中成功簽定了該項目。目前該項目正在實施中，預計2004年3月份*期試點結束，全部工程將在2004年6月份完成。該項目的實施，將是我公司在流程行業(yè)“MES”風扉的今天，在冶金行業(yè)領域內(nèi)邁出的*步，為和利時公司向MES邁進，打下堅實的基礎。