摘要：本文通過(guò)應用力控PCAuto軟件和開(kāi)發(fā)相關(guān)接口軟件實(shí)現霍尼韋爾TDC3000實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集，并使實(shí)時(shí)數據進(jìn)入統一UNIFORMANCE PHD生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫平臺，重點(diǎn)論述了力控PCAuto軟件結構、功能和接口軟件的開(kāi)發(fā)。通過(guò)系統實(shí)際運行表明建立在此實(shí)數據數據平臺上裝置監控系統運行穩定、操作方便、監控效果良好。

前言
　　石化行業(yè)是高度自動(dòng)化、連續化生產(chǎn)的行業(yè)，因此各裝置自動(dòng)化程度都非常高，基本都采用DCS集散型控制系統進(jìn)行裝置生產(chǎn)，由于使用了以計算機為主的集散型控制系統使裝置采集工藝信息和操作信息能力的大大提高，工藝管理和控制的水平大大提高，共享信息的能力大大提高。因此在此基本上建立一個(gè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫平臺，對提高裝置信息化管理水平有著(zhù)重大的戰略意義。

力控組態(tài)軟件簡(jiǎn)介
　　力控是運行在Windows98/NT/2000/XP操作系統上的一種組態(tài)軟件。使用力控，用戶(hù)可以方便、快速地構造不同需求的數據采集與監控系統。組態(tài)軟件指一些數據采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統監控層一級的軟件平臺和開(kāi)發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠(chǎng)家的計算機和I/O設備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò )系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統集成。
　　力控軟件的組成，力控軟件由以下幾個(gè)主要部分組成：
　　1）工程管理器
　　工程管理器用于創(chuàng )建工程、工程管理等。
　　2）開(kāi)發(fā)系統（Draw）
　　開(kāi)發(fā)系統是一個(gè)集成環(huán)境，可以創(chuàng )建工程畫(huà)面，配置各種系統參數，啟動(dòng)力控其他程序組件等。
　　3）界面運行系統（View）
　　界面運行系統用來(lái)運行由開(kāi)發(fā)系統Draw創(chuàng )建的畫(huà)面。
　　4）實(shí)時(shí)數據庫（DB）
　　實(shí)時(shí)數據庫是力控軟件系統的數據處理核心，構建分布式應用系統的基礎。它負責實(shí)時(shí)數據處理、歷史數據存儲、統計數據處理、報警處理、數據服務(wù)請求處理等。
　　5）I/O驅動(dòng)程序
　　I/O驅動(dòng)程序負責力控與I/O設備的通信。它將I/O設備寄存器中的數據讀出后，傳送到力控的數據庫，然后在界面運行系統的畫(huà)面上動(dòng)態(tài)顯示。
　　6）網(wǎng)絡(luò )通信程序（NetClient/NetServer）
　　網(wǎng)絡(luò )通信程序采用TCP/IP通信協(xié)議，可利用Intranet/Internet實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)上力控之間的數據通信。
　　7）串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）
　　串行通信程序采用串行通信方式。兩臺計算機之間，使用RS232C/422/485接口，可實(shí)現一對一（1：1方式）的通信；如果使用RS485總線(xiàn)，還可實(shí)現一對多臺計算機（1：N方式）的通信。
　　8）撥號通信程序（TelClient/TelServer）
　　撥號通信程序使用電話(huà)撥號方式進(jìn)行通信。任何地方與工業(yè)現場(chǎng)之間，只要能撥打電話(huà)，就可以實(shí)現對遠程現場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的的實(shí)時(shí)監控，唯一需要的是Modem和電話(huà)線(xiàn)。
　　9）Web服務(wù)器程序（Web Server）
　　Web服務(wù)器程序可為處在世界各地的遠程用戶(hù)實(shí)現在臺式機或便攜機上用標準瀏覽器實(shí)時(shí)監控現場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程。

實(shí)時(shí)數據庫系統簡(jiǎn)介
　　霍尼韋爾公司的UNIFORMANCE PHD是一套成熟石化行業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫系統，同時(shí)該系統也可作為生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫系統開(kāi)發(fā)和應用平臺。該系統具有采集工藝過(guò)程數據點(diǎn)數不限、用戶(hù)數不限、能與多種型號的DCS系統互聯(lián)、擴展性好、用戶(hù)界面可與OFFICE等桌面軟件無(wú)縫連連、穩定性好等特點(diǎn)。
　　雖然UNIFORMANCE PHD能與多種型號的DCS系統互聯(lián)，但并不能與所有的DCS系統實(shí)現互聯(lián)。如霍尼韋爾自己TDC3000系統，如果軟件版本不升級就無(wú)法實(shí)施實(shí)時(shí)數據采集，在實(shí)際的應用中我們就碰到這樣的問(wèn)題，有一套裝置DCS 是TDC3000系統目前版本為R510，但軟件版本由于多種原因一直沒(méi)有升級，而且該裝置先前已經(jīng)實(shí)施了APC（先進(jìn)生產(chǎn)控制系統）系統，且系統運行非常穩定，如果為了進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)數據采集對軟件進(jìn)行升級，就需要承擔一定的風(fēng)險即DCS軟件升級后是否能與運行中的APC軟件兼容等一系列問(wèn)題。經(jīng)過(guò)了多個(gè)方案的選擇，最終我們選定了北京三維力控科技有限公司的力控PCAuto組態(tài)軟件作為數據采集的中間軟件，使用該軟件進(jìn)行數據采集不需要對原TDC3000 DCS進(jìn)行升級，同時(shí)在PCAuto組態(tài)軟件基礎上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)使采集數據進(jìn)入UNIFORMANCE PHD系統。系統組成結構原理圖如下：
　　

圖1 系統結構圖

　　
　　1.生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫系統主要功能
　　1）數據采集
　　采集DCS系統的裝置生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據，包括壓力、溫度、流量、液位、氣體濃度、產(chǎn)品指數等數據。
　　2）動(dòng)態(tài)顯示
　　將工藝流程圖通過(guò)組態(tài)軟件真實(shí)地反映在動(dòng)態(tài)體流程圖上，同時(shí)與DCS操作畫(huà)面保持一致，顯示各測量點(diǎn)的參數變化趨勢，并使畫(huà)面具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)效果。位號趨勢圖和數據詳細列表如下：
　　

圖2 位號趨勢圖

圖3 數據詳細列表

　　
　　3）監控操作
　　完成各工位的參數設定，并對溫度、液位、流量和壓力進(jìn)行自動(dòng)監測。流程圖如下：
　　

圖4流程圖

　　
　　4）操作畫(huà)面
　　在操作畫(huà)面上可查詢(xún)各控制點(diǎn)的溫度、液位、流量等實(shí)時(shí)和歷史數據，并可按要求設定和打印出實(shí)時(shí)報表和歷史報表。
　　
　　2. 系統硬件及網(wǎng)絡(luò )
　　以企業(yè)現有的聯(lián)通所有生產(chǎn)裝置的以太局域網(wǎng)為基礎，由一臺PC機作為實(shí)時(shí)數據采集機，即數據采集服務(wù)器，用以存在所有生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據，并接入內部網(wǎng)絡(luò )；在網(wǎng)絡(luò )中心機房設置一臺為主服務(wù)器，即實(shí)時(shí)數據庫主服務(wù)器，用以存在所有生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據；同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )中心機房設置一臺WEB服務(wù)器，作為生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據發(fā)布平臺，所有接入內部網(wǎng)絡(luò )的計算機用戶(hù)都可通過(guò)瀏覽器分級查看裝置的生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息。
　　網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的操作系統為Windows NT 4.0，客戶(hù)端為Windows95、98、2000等操作系統，通過(guò)使用客戶(hù)端軟件可實(shí)現管理功能，如管理部門(mén)所需數據的記錄報表、統計報表等。系統通過(guò)此服務(wù)器與企業(yè)Intranet及Internet相連，以實(shí)現與其他系統的信息交互。

　　3.系統聯(lián)接與網(wǎng)絡(luò )設計
　　1）DCS與采集機相聯(lián)
　　定做霍尼韋爾TDC3000專(zhuān)用同軸電纜，一頭與DCS打印機口相聯(lián)，另一頭與采集機COM相聯(lián)。
　　2）采集機接入網(wǎng)絡(luò )
　　采集機安裝以太網(wǎng)卡，通過(guò)五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)接入裝置內的以太網(wǎng)交換機，以太網(wǎng)交換機通過(guò)光纖接入中心機房主干網(wǎng)絡(luò )交換機。
　　3）主服務(wù)器和WEB服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò )
　　主服務(wù)器和WEB服務(wù)器為保證網(wǎng)絡(luò )帶寬和速度，放置在中心機房并采作快速以太網(wǎng)接入主干網(wǎng)絡(luò )交換機。
　　
　　4.軟件開(kāi)發(fā)和組態(tài)
　　4.1 TDC3000發(fā)送接口軟件開(kāi)發(fā)和組態(tài)
　　此TDC3000控制系統LCN網(wǎng)絡(luò )上的UxS 節點(diǎn)是基于HP 的Unix操作系統平臺的工作站。系統當前采用的Honeywell軟件版本為UxS R200（其中HP Unix系統版本為R9.05；UxS屬性版本為Personality R510，Honeywell系統軟件為R510）。
　　經(jīng)過(guò)多次開(kāi)發(fā)和調試，完成了Unix工作站上專(zhuān)用接口軟件的開(kāi)發(fā)，此接口軟件主要實(shí)現過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )向工廠(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò )上傳數據的功能，即由此軟件負責向打印口發(fā)送裝置數據。為實(shí)現對用戶(hù)需要數據的采集的在此軟件中對所有相關(guān)位號進(jìn)行了組態(tài)，即經(jīng)過(guò)組態(tài)的數據可以采集到實(shí)時(shí)數據庫中。TDC3000發(fā)送數據包如圖：
　　

圖5 TDC3000發(fā)送數據包

　　
　　4.2 TDC3000接收接口軟件開(kāi)發(fā)
　　在采集端開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的TDC3000串口數據通信協(xié)議軟件，主要實(shí)現對DCS送出的加密數據進(jìn)行解碼，然后把數據送至三維力控的PCAuto實(shí)時(shí)數據庫中。
　　TDC3000串口接收數據通信協(xié)議如圖：
　　

圖6 TDC3000串口接收數據通信協(xié)議

　　
　　4.3 PCAuto接口軟件開(kāi)發(fā)和組態(tài)
　　為實(shí)現對所有接收到數據的存貯必須對所有位號在實(shí)時(shí)數據庫中進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)信息包括位號名稱(chēng)、數據類(lèi)型、單位、上下限等十幾個(gè)參數據，通過(guò)組態(tài)保證所有通過(guò)DCS送出的實(shí)時(shí)數據存貯到PCAuto實(shí)時(shí)數據庫中。
　　PCAuto 2.62工程管理器如圖
　　

圖7 PCAuto 2.62工程管理器畫(huà)面

　　
　　PCAuto實(shí)時(shí)數據庫如圖：
　　

圖8 PCAuto實(shí)時(shí)數據庫瀏覽畫(huà)面

　　
　　4.4 PHD RDI軟件開(kāi)發(fā)
　　為了使裝置的實(shí)時(shí)數據送入統一的UNIFORMANCE PHD實(shí)時(shí)數據庫系統，必須開(kāi)發(fā)一個(gè)PCAuto實(shí)時(shí)數據庫對應UNIFORMANCE PHD的數據接口，由于UNIFORMANCE PHD提供了接口開(kāi)發(fā)規范，根據規范我們用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)一個(gè)PHD接口軟件，實(shí)現PCAuto實(shí)時(shí)數據庫中數據發(fā)送至PHD實(shí)時(shí)數據庫。PHD接口軟件使用必須與PHD實(shí)時(shí)數據庫相結合，因此在采集機上我們又安裝了PHD實(shí)時(shí)數據庫。PHD實(shí)時(shí)數據庫管理畫(huà)面如圖。
　　
　　

圖9 PHD實(shí)時(shí)數據庫管理畫(huà)面

　　
　　PHD實(shí)時(shí)數據庫數據瀏覽
　　

圖10 實(shí)時(shí)數據庫數據瀏覽畫(huà)面

　　
　　4.5 PHD組態(tài)
　　PHD實(shí)時(shí)數據庫的數據采集是基于RDI接口的，因此在PHD服務(wù)器上對RDI接口進(jìn)行參數的配置，同時(shí)對所有采集位號進(jìn)行組態(tài)，保證采集數據的準確和可信。
　　4.6 操作界面開(kāi)發(fā)
　　通過(guò)開(kāi)發(fā)監控系統與操作人員間的交互界面，可實(shí)現對整個(gè)系統的監視、控制、調度和管理。
　　用戶(hù)界面分兩部分：
　　1）用于日常監視、流程圖的主界面
　　2）用于非日常監視信息、各種報表、趨勢圖
　　同時(shí)對工藝參數、設備運行參數通過(guò)一覽表的形式來(lái)匯總。系統組態(tài)的過(guò)程實(shí)質(zhì)是把組態(tài)顯示界面上的按鈕、報警以及生產(chǎn)趨勢圖形等與現場(chǎng)執行設備或儀表建立對應連接，使操作員在操作站通過(guò)系統組態(tài)畫(huà)面了解現場(chǎng)的設備和儀表運行情況。
　　
　　5．結束語(yǔ)
　　我們通過(guò)采用第三方軟件技術(shù)的組態(tài)軟件建立了裝置的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫系統，經(jīng)過(guò)半年多的試運行表明：該系統運行穩定，監控程序功能完善，提供多種通用接口，與其它系統結合能力強，是一套理想的生產(chǎn)裝置實(shí)時(shí)控制系統。