摘要：本文主要介紹了隔離網(wǎng)關(guān)pSafetyLink及PIMS生產(chǎn)管理系統中的應用方法，介紹了其總體設計思想與功能模塊，及以此為基礎的生產(chǎn)信息管理系統應用的情況。
關(guān)鍵詞：pSafetyLink PIMS 隔離網(wǎng)關(guān) 生產(chǎn)管理系統



一、前言
        二十一世紀信息革命的風(fēng)起云涌，為中國帶來(lái)了前所未有的機遇和挑戰。在信息技術(shù)的驅動(dòng)下，正由傳統工業(yè)向高度集約化、高度知識化、高度技術(shù)化工業(yè)轉變。為了實(shí)現系統的數據集成就要進(jìn)行控制系統聯(lián)網(wǎng)。早期的聯(lián)網(wǎng)基本沒(méi)有安全防護，然而，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)病毒的泛濫，對控制系統的威脅也就越來(lái)越大。經(jīng)常造成控制系統死機，嚴重地危害安全生產(chǎn)。pSafetyLink系列網(wǎng)絡(luò )隔離式工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)的應用解決解決了工業(yè)SCADA 控制網(wǎng)絡(luò )如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò )（外網(wǎng)）的問(wèn)題。pSafetyLink 內部為雙獨立主機架構，雙主機之間采用專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )隔離技術(shù)，徹底阻斷任何網(wǎng)絡(luò )形式的連接，同時(shí)pSafetyLink 通過(guò)內嵌的高性能工業(yè)通信軟件，支持各種主流工業(yè)SCADA 通信標準，如：OPC、Modbus、DNP3 等。
        PIMS生產(chǎn)信息管理系統，是用于生產(chǎn)管理的軟件。它提供了一個(gè)信息集成和管理的平臺，主要用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的全廠(chǎng)生產(chǎn)數據的采集、數據存儲、數據查看、數據處理和數據管理。它真正實(shí)現了辦公室和生產(chǎn)現場(chǎng)的信息溝通，實(shí)現了企業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的實(shí)時(shí)數據的管理、實(shí)時(shí)流程查看、實(shí)時(shí)趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開(kāi)關(guān)量變位記錄與查看、報表數據存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產(chǎn)過(guò)程報表生成、生產(chǎn)統計報表生成等功能，從而實(shí)現企業(yè)過(guò)程控制系統與信息系統的網(wǎng)絡(luò )集成與綜合管理。用戶(hù)可以通過(guò)微軟IE瀏覽器登陸PIMS Web Server瀏覽生產(chǎn)過(guò)程的信息。

二、PIMS生產(chǎn)信息管理系統平臺的功能模塊
PIMS生產(chǎn)信息管理系統是一套綜合化、全方位生產(chǎn)、信息管理系統；該系統從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，結合實(shí)際管理制度，采用當前先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工具與系統結構模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)。為了能夠靈活地實(shí)現多樣化的功能，軟件的體系結構也相應地比較復雜。這樣一種功能模塊的劃分是基于以太網(wǎng)的，非常需要安全防護功能。
PIMS系統包括如下幾個(gè)功能模塊：
1）分布式實(shí)時(shí)數據庫模塊；
2）開(kāi)發(fā)及組態(tài)系統功能模塊；
3）運行系統軟件模塊；
4）Web Server網(wǎng)上發(fā)表模塊；
5）SQL、DDE、OPC、COM接口模塊；
6）腳本編譯執行模塊；
7）生產(chǎn)報表生成功能模塊；
8）I/O設備驅動(dòng)模塊；
9）管理統計表報生成模塊；


三、PIMS生產(chǎn)信息管理系統的結構和安全接入
1、PIMS生產(chǎn)管理系統結構

                        圖1 PIMS生產(chǎn)管理系統結構及安全接入示意圖
PIMS生產(chǎn)信息管理系統的系統結構可以劃分為三個(gè)層次，自下而上依次為：過(guò)程控制層、工廠(chǎng)管理層、企業(yè)管理層。其中企業(yè)管理層完成管理者和各職能科室生產(chǎn)管理報表生成的任務(wù)；工廠(chǎng)管理層完成各職能科室實(shí)時(shí)監控的任務(wù)，它對下連接現場(chǎng)控制層，對上通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接企業(yè)管理層，它不僅負責現場(chǎng)控制設備的實(shí)時(shí)數據采集，而且在系統中起到上傳下達的重要作用；過(guò)程控制層由DCS、PLC、智能儀表等控制器組成，它是整個(gè)生產(chǎn)管理系統的基礎。
PIMS生產(chǎn)管理系統項目中，生產(chǎn)信息管理系統的服務(wù)器放在工廠(chǎng)的調度中心，完成數據采集、數據處理、Web發(fā)布等功能。在工廠(chǎng)管理層與過(guò)程控制層之間，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和RS-485總線(xiàn)進(jìn)行通訊。在企業(yè)管理層、工廠(chǎng)管理層之間，通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。在企業(yè)管理層配置有用于企業(yè)管理的關(guān)系數據庫，還有統計報表生成軟件模塊，用于生成統計報表。

                                                       圖2 趨勢瀏覽圖

2、PIMS生產(chǎn)管理系統的特點(diǎn)
PIMS的特點(diǎn)主要是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這樣一種技術(shù)非常需要安全防護功能。主要特點(diǎn)是：
（1）Web功能：隨著(zhù)Internet/Intranet技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是基于WEB的信息發(fā)布和檢索技術(shù)的不斷發(fā)展,整個(gè)應用系統的體系結構逐漸從C/S的主從結構向靈活的多級分布結構演變。[2]目前，以Web技術(shù)為核心的信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用賦予這種多級分布的網(wǎng)絡(luò )結構以更新的內涵，這就是瀏覽器/服務(wù)器（B/S）體系結構。
B/S結構事實(shí)上是一種類(lèi)似于終端/主機系統的結構模式，同時(shí)又具有客戶(hù)機/服務(wù)器模式的分布計算特性。它的主要特點(diǎn)是集中管理，也就是說(shuō)軟件程序、數據庫以及其他一些組件都集中在服務(wù)器端。用戶(hù)端除了瀏覽器及其所依賴(lài)的操作系統之外無(wú)需其他軟件和相關(guān)的管理維護工作。這樣用戶(hù)需要查詢(xún)的資料和打印文檔的數據都來(lái)自于同一個(gè)數據庫，從而保證了數據的一致性、及時(shí)性和完整性。從管理的角度而言，程序代碼的維護以及更新、數據庫的備份和日常維護等都可只在服務(wù)器端進(jìn)行。
另外，利用WWW技術(shù)，能夠實(shí)現企業(yè)管理系統在Internet上發(fā)布,從而實(shí)現遠程管理。
（2）實(shí)時(shí)性、開(kāi)放性：系統采用合理分配數據傳輸量的方法來(lái)平衡系統網(wǎng)絡(luò )的負荷，提高傳輸速度，使系統具有良好的實(shí)時(shí)性。
工控軟件系統的開(kāi)放性是網(wǎng)絡(luò )時(shí)代工業(yè)控制技術(shù)與信息技術(shù)緊密結合的必然要求，也越來(lái)越引起軟件制造商和硬件制造商共同的重視，并逐漸成為工控軟件的競爭熱點(diǎn)。不論采用何種技術(shù)，只要是能夠提供充分的開(kāi)放性、兼容性的軟件，就必將被廣大的用戶(hù)接受。在PIMS軟件中，我們通過(guò)DDE、OPC、ODBC等多種方法與其它應用程序交換數據，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。
（3）友好的人機界面：軟件在設計時(shí)完全按照客戶(hù)化的界面設計思想，使用戶(hù)使用更加方便。完全漢化的系統軟件，采用組態(tài)方式進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，能夠按照操作人員習慣設計軟件功能。系統軟件采用標準的Windows 及IE界面，操作簡(jiǎn)便，易學(xué)易用。

                                                                 圖3 報表查詢(xún)圖
3、PIMS生產(chǎn)管理系統實(shí)現的功能
（1）數據采集功能：實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統數據的實(shí)時(shí)采集。
（2）流程圖畫(huà)面瀏覽：通過(guò)流程圖畫(huà)面形象地反映出工藝原理和狀況，使企業(yè)的管理層能夠方便地了解、分析設備狀況和生產(chǎn)情況。
（3）實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢監視：通過(guò)實(shí)時(shí)趨勢的數據變化曲線(xiàn)能夠及時(shí)地反映出當前時(shí)間段的生產(chǎn)情況；通過(guò)歷史趨勢的查看，可以了解長(cháng)時(shí)間的生產(chǎn)情況。當發(fā)生事故時(shí)，可以利用歷史趨勢進(jìn)行事故追憶和事故原因分析。
（4）生產(chǎn)報表自動(dòng)生成：能夠自動(dòng)生成生產(chǎn)班報、日報等生產(chǎn)數據報表。反映的數據真實(shí)準確。
（5）實(shí)時(shí)報警、歷史報警功能：當某個(gè)工藝參數達到報警條件如“HH高高限”時(shí)，就立即產(chǎn)生相應的報警信息，并且有聲音和閃爍及顏色變化等報警信息。
（6）管理統計表報生成功能，由企業(yè)管理層的軟件實(shí)現。完成全廠(chǎng)及企業(yè)的生產(chǎn)信息的分析管理。根據實(shí)時(shí)數據對全廠(chǎng)主要指標，機組同期對比，發(fā)電量、供電煤耗、綜合標煤?jiǎn)蝺r(jià)、燃料費等生產(chǎn)經(jīng)濟狀況作以統計分析，分析采用圖示及表格數據，對所發(fā)生數據做一更直觀(guān)的描述，對于對口專(zhuān)業(yè)人員或領(lǐng)導層人員做好下一步工作，更具有深遠的意義。



圖4 流程瀏覽圖
四、結束語(yǔ)
PIMS生產(chǎn)信息管理系統與pSafetyLink系列隔離式網(wǎng)關(guān)的結合應用，使PIMS生產(chǎn)管理系統項目的安全性得到了保證，避免了病毒及黑客對生產(chǎn)控制系統的侵害，對該企業(yè)的信息化建設起了較大的作用。降低了系統維護的勞動(dòng)強度，提高了信息流轉的穩定性，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。