工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)技術(shù)及其發(fā)展-資料下載頁(yè)
2025-06-26 23:49本頁(yè)面
【正文】 承性、多態(tài)性等特點(diǎn),這些特點(diǎn)使面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖I(lǐng)域得到迅速的發(fā)展，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，很多控制對(duì)象同樣具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的“對(duì)象”屬性，也引起了人們的注意，控制工程師和控制軟件開(kāi)發(fā)人員也試圖將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，但目前基本上仍停留在針對(duì)某個(gè)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和控制軟件的軟件設(shè)計(jì)中，這些都說(shuō)明面向?qū)ο蟮募夹g(shù)可以應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，但沒(méi)有真正將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。這就是要將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)引入到整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，而不是簡(jiǎn)單的停留在某個(gè)具體的軟件設(shè)計(jì)之中的?？傊?，傳統(tǒng)的面向功能的設(shè)計(jì)方法集中在控制系統(tǒng)的局部，圍繞某個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)為主線，而在嵌入面向?qū)ο蠹夹g(shù)的自動(dòng)化軟件平臺(tái)Wonderware Industrial Application Server上，采用面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，要充分發(fā)揮面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性、繼承性的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)采用抽象對(duì)象的方法來(lái)看待整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的組成。Wonder ware公司推出了一款嵌入面向?qū)ο蠹夹g(shù)的新產(chǎn)品—Wonderware Industrial Application Server。該產(chǎn)品充分發(fā)揮了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)，提供了供自動(dòng)化工程師選擇使用的多個(gè)基礎(chǔ)模板，將程序中的面向?qū)ο蠹夹g(shù)屏蔽掉，只需要經(jīng)過(guò)客戶化的配置以及擴(kuò)展即可以滿足工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃工作，從而使工程師從簡(jiǎn)單復(fù)雜耗時(shí)的程序模塊設(shè)計(jì)中解放出來(lái)，將主要的精力集中在系統(tǒng)控制模型以及控制算法上，大大縮短了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和上線時(shí)間，并提高了系統(tǒng)的重用性。(4) 工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的平臺(tái)化在工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，由于涉及到多種功能的實(shí)現(xiàn)，因此在20世紀(jì)80年代末期和20世紀(jì)90年代，根據(jù)模塊功能的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的模塊化。而由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的范圍及廣度的增加，需要一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的統(tǒng)一運(yùn)行。國(guó)內(nèi)外大的工業(yè)自動(dòng)化軟件企業(yè)都將自己的模塊化軟件統(tǒng)一運(yùn)行在自己的平臺(tái)之上，而且該平臺(tái)具有高度的開(kāi)放性和擴(kuò)展性，相關(guān)廠商的產(chǎn)品就可以在該平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。(5) 工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的綜合管理化目前各個(gè)工業(yè)自動(dòng)化軟件廠商不僅是為企業(yè)提供監(jiān)控功能軟件的廠商，而且能根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求，提供豐富的管理軟件，向著工業(yè)自動(dòng)化解決方案廠商的轉(zhuǎn)變。他們?yōu)槠髽I(yè)提供了資產(chǎn)管理、質(zhì)量、批次管理等豐富的軟件。而且隨著企業(yè)信息化的推進(jìn)，目前都在積極提供為企業(yè)ERP進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐的MES解決方案。最明顯的就是不少?gòu)S商推出了基于S95標(biāo)準(zhǔn)的MES解決方案，比如Wonderware公司的生產(chǎn)事件模塊PEM(Production Events Module)就是遵循S95標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)效能跟蹤管理的解決方案。在工業(yè)自動(dòng)化軟件支持的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)、處理能力以及可伸縮性或擴(kuò)展性等方面，都有明顯的發(fā)展和提高。廠商考慮越來(lái)越多的是系統(tǒng)隨時(shí)間推移而增值和延長(zhǎng)項(xiàng)目的生命周期，從整體上提高系統(tǒng)建設(shè)的投資回報(bào)率。4 工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例 電廠外圍系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理的重要環(huán)節(jié)，但相對(duì)于機(jī)爐控制而言，其運(yùn)行方式比較簡(jiǎn)單，基本都是就地獨(dú)立控制。(1) 運(yùn)行人員投入多，成本太高。(2) 由于位置分散，距離集控室較遠(yuǎn)，給系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理帶來(lái)許多困難。因此，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)所有外圍系統(tǒng)集中控制，不僅可以在很多方面解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備存在的問(wèn)題，而且將為構(gòu)建統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)管控一體化創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)。下面以筆者在某電廠外圍設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)施方案為例，介紹應(yīng)用Wonderware的工業(yè)自動(dòng)化軟件FactorySuite套件實(shí)現(xiàn)的火電廠輔助設(shè)備計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)踐證明該方案從設(shè)計(jì)到實(shí)施都取得了良好的效果。 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的子系統(tǒng)對(duì)象 某實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)由下列子系統(tǒng)對(duì)象構(gòu)成:(1) 化學(xué)補(bǔ)給水控制系統(tǒng)。(2) 凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)。(3) 汽水取樣及加藥系統(tǒng)。(4) 輸煤系統(tǒng)。(5) 凈水站系統(tǒng)。(6) 循環(huán)水泵房系統(tǒng)。(7) 工業(yè)水泵房系統(tǒng)。(8) 燃油泵房系統(tǒng)。雖然各子系統(tǒng)部署分散，但綜合起來(lái)，其數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是由三類由多臺(tái)SCHNEIDER MODICON的QUANTUM系列PLC、AB公司的Conlogix系列控制器和一個(gè)基于Modbus的遠(yuǎn)程I/O組構(gòu)成。 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鑒于上述電廠各外圍系統(tǒng)子系統(tǒng)的具體情況，根據(jù)各子系統(tǒng)發(fā)布情況和各系統(tǒng)的I/O規(guī)模，設(shè)計(jì)了4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O Server,與上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施集中監(jiān)控。應(yīng)用InSQL建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，應(yīng)用InTouch開(kāi)發(fā)建立分類的圖形畫面監(jiān)控工作站，應(yīng)用ActiveFactory建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析客戶端，應(yīng)用SuiteVoyager軟件建立基于圖形畫面監(jiān)控工作站現(xiàn)場(chǎng)和數(shù)據(jù)分析客戶端的工業(yè)實(shí)時(shí)信息圖形門戶，實(shí)施廠內(nèi)安全級(jí)別內(nèi)的B/S結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程工業(yè)實(shí)時(shí)信息監(jiān)視，方便與電廠企業(yè)ERP系統(tǒng)互連，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件監(jiān)控畫面采用層次型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各子系統(tǒng)之間很容易切換，直觀反映現(xiàn)場(chǎng)工況，且便于操作人員使用，簡(jiǎn)潔、直觀、功能完善是它的最大特點(diǎn)。采用層次型結(jié)構(gòu)便于操作人員完成多個(gè)子系統(tǒng)的準(zhǔn)確切換，避免由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁瑣造成的誤操作。各子系統(tǒng)也采用相近的功能菜單，切換方便，功能完善，在同一幅主畫面內(nèi)可完成多項(xiàng)操作功能。 監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)畫面生成、事故追憶系統(tǒng)、各種曲線顯示和打印、各種報(bào)表生成等。監(jiān)控畫面要符合電廠監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格，按照分級(jí)瀏覽、逐級(jí)細(xì)化的原則設(shè)計(jì)畫面，采用彈出式窗口、下拉式菜單等多種符合Windows標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)畫面的切換和顯示，單個(gè)畫面的工藝流程、信息顯示(包括運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、故障情況等)和各種曲線要布局合理、生動(dòng)，色調(diào)柔和。事故追憶系統(tǒng)包括所有進(jìn)入控制系統(tǒng)的事件(如參數(shù)、反饋等)以及控制系統(tǒng)本身發(fā)生的事件(如卡件或通訊故障等)，所有I/O點(diǎn)均可以曲線的形式顯示，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行在線分析、診斷提供豐富的數(shù)據(jù)資源。5 結(jié)束語(yǔ)盡管工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，但是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)軟件技術(shù)正在快速發(fā)展，越來(lái)越先進(jìn)的新系統(tǒng)技術(shù)給解決復(fù)雜大系統(tǒng)的優(yōu)化控制與實(shí)現(xiàn)管理扁平化提供了強(qiáng)大的技術(shù)后援，鼓舞人們?nèi)ソ鉀Q一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)難題。上述討論的問(wèn)題，是作者多年從事工程實(shí)踐的一些認(rèn)識(shí)，不知是否恰當(dāng)。10 / 10
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