基于ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的冷站CIMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成

引言
cims系統(tǒng)是一個(gè)以企業(yè)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)把企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策、管理、計(jì)劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場(chǎng)控制等信息統(tǒng)一進(jìn)行優(yōu)化處理的系統(tǒng)。文章以某卷煙廠動(dòng)力車間冷站cims系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)為例，就該冷站cims系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)作了比較深入的討論。

2 cims系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)技術(shù)
在構(gòu)建cims系統(tǒng)時(shí)，控制與信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)具有重要意義，在該冷站cims系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以支持OPC技術(shù)的組態(tài)軟件為紐帶，實(shí)現(xiàn)控制與信息網(wǎng)的集成。
2.1 opc技術(shù)
opc是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)與過程監(jiān)控級(jí)間信息互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)。它以微軟的（分布式）組件對(duì)象模型為基礎(chǔ)，采用客戶/服務(wù)器模式，按照面向?qū)ο蟮脑瓌t，將一個(gè)應(yīng)用程序（opc服務(wù)器）作為一個(gè)對(duì)象封裝起來，只將接口方法暴露在外面，客戶以統(tǒng)一的方式去調(diào)用，使用戶從低層的開發(fā)中脫離出來。opc可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)用，使應(yīng)用程序的分布與系統(tǒng)硬件的分布無關(guān)，便于系統(tǒng)硬件配置，從而使系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更廣。實(shí)際上，opc是提供了一種機(jī)制，使系統(tǒng)能夠以標(biāo)準(zhǔn)的方式從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)并將其傳遞給任何客戶程序。

opc服務(wù)器是數(shù)據(jù)的供應(yīng)方，負(fù)責(zé)為 opc客戶端提供所需的數(shù)據(jù);opc客戶端是數(shù)據(jù)的使用方，opc服務(wù)器作為現(xiàn)場(chǎng)總線體系結(jié)構(gòu)的中間層，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與 scada、hmi等軟件無縫連接起來，把硬件和應(yīng)用軟件有效地分開. opc服務(wù)器對(duì)下層設(shè)備提供接口，使現(xiàn)場(chǎng)的各種過程信息能夠進(jìn)入opc服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)向下互聯(lián);opc服務(wù)器還對(duì)上層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，使上層信息網(wǎng)絡(luò)（intranet）設(shè)備能夠取得 opc服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)向上互聯(lián)，這兩種互聯(lián)都是雙向的。通過opc接口就能訪問所有提供了opc服務(wù)器的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信。

2.2 監(jiān)控組態(tài)軟件
為設(shè)備配套方便，系統(tǒng)使用rsview32組態(tài)軟件。該組態(tài)軟件通過其繪圖工具可生成各種圖形對(duì)象或文本，提供了大量的工業(yè)設(shè)備圖形、儀表符號(hào)，還提供趨勢(shì)圖、歷史曲線、組數(shù)據(jù)分析圖等圖形庫(kù)，可以直接使用其它繪圖軟件包如autocad、coreldraw等生成的對(duì)象。它提供的圖形化用戶界面gui友好，包括一整套windows風(fēng)格的窗口、彈出菜單、按鈕、消息區(qū)、工具欄、滾動(dòng)條和監(jiān)控畫面等，其動(dòng)畫控制功能畫面豐富多彩，可以激活圖形對(duì)象以使它反映出過程變化，為設(shè)備的正常運(yùn)行、操作人員的集中監(jiān)控提供了極大的方便。此外，其重要的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的通信功能、良好的開放性以及數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享[6]。
（1） 數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享
開放式設(shè)計(jì)可以很容易地與microsoft產(chǎn)品共享信息，其實(shí)時(shí)標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)是odbc[7]兼容數(shù)據(jù)庫(kù)，可以利用其它數(shù)據(jù)庫(kù)工具如:microsoft access、sybase、sql server等瀏覽并管理標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)本地控制單元與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)和信息共享，為用戶提供更為集中的數(shù)據(jù)操作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息集中管理。
（2） 強(qiáng)大的通信功能
　　該組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備，如allen-bradley、modicon、siemens、omron等公司的各種型號(hào) PLC，適應(yīng)各類測(cè)控硬件設(shè)備，可以滿足不同測(cè)點(diǎn)的要求。向下可以通過rslinx、opc等與數(shù)據(jù)采集硬件通信;向上可以通過 tcp/ip，ethernet與高層管理網(wǎng)互聯(lián)。opc使rsview32可以作為一個(gè)客戶端或服務(wù)器，允許在不同的rsview32站以及其它opc 服務(wù)器之間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。
（3） 組態(tài)軟件在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位
　　在監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運(yùn)行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理中心、遠(yuǎn)程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心。如圖2所示，它處于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測(cè)設(shè)備（如掛接在現(xiàn)場(chǎng)總線上的工控計(jì)算機(jī)、plc）等共同構(gòu)成快速響應(yīng)/控制中心。監(jiān)控組態(tài)軟件投入運(yùn)行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項(xiàng)任務(wù):

查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及流程畫面，瀏覽各實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)畫面;
　　自動(dòng)打印各種實(shí)時(shí)/歷史生產(chǎn)報(bào)表;
　　及時(shí)得到各種過程報(bào)警和系統(tǒng)報(bào)警;
　　在需要時(shí)，可人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài);
　　與管理部門的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
　　rsview32支持opc技術(shù)，是連接控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的橋梁。通過opc接口，它不僅能連接從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送來的信息，而且可以與其它應(yīng)用軟件交換數(shù)據(jù);通過opc接口，可以實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的互聯(lián)，即實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成。