工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)技術(shù)及其發(fā)展-資料下載頁
2025-06-26 23:49本頁面
【正文】 承性、多態(tài)性等特點,這些特點使面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖I(lǐng)域得到迅速的發(fā)展，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，很多控制對象同樣具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的“對象”屬性，也引起了人們的注意，控制工程師和控制軟件開發(fā)人員也試圖將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動化領(lǐng)域，但目前基本上仍停留在針對某個控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和控制軟件的軟件設(shè)計中，這些都說明面向?qū)ο蟮募夹g(shù)可以應(yīng)用在工業(yè)自動化領(lǐng)域，但沒有真正將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)的整體系統(tǒng)設(shè)計中。這就是要將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)優(yōu)勢引入到整個自動化系統(tǒng)的設(shè)計之中，而不是簡單的停留在某個具體的軟件設(shè)計之中的?？傊瑐鹘y(tǒng)的面向功能的設(shè)計方法集中在控制系統(tǒng)的局部，圍繞某個功能的實現(xiàn)為主線，而在嵌入面向?qū)ο蠹夹g(shù)的自動化軟件平臺Wonderware Industrial Application Server上，采用面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計監(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，同時采用抽象對象的方法來看待整個監(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，提供了供自動化工程師選擇使用的多個基礎(chǔ)模板，將程序中的面向?qū)ο蠹夹g(shù)屏蔽掉，只需要經(jīng)過客戶化的配置以及擴展即可以滿足工業(yè)自動化系統(tǒng)的設(shè)計和規(guī)劃工作，從而使工程師從簡單復(fù)雜耗時的程序模塊設(shè)計中解放出來，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)自動化系統(tǒng)的設(shè)計和上線時間，并提高了系統(tǒng)的重用性。(4) 工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)的平臺化在工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)的發(fā)展過程中，由于涉及到多種功能的實現(xiàn)，因此在20世紀80年代末期和20世紀90年代，根據(jù)模塊功能的區(qū)別，實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的模塊化。而由于工業(yè)自動化系統(tǒng)設(shè)計的范圍及廣度的增加，需要一個統(tǒng)一的平臺軟件，實現(xiàn)各個功能的統(tǒng)一運行。國內(nèi)外大的工業(yè)自動化軟件企業(yè)都將自己的模塊化軟件統(tǒng)一運行在自己的平臺之上，而且該平臺具有高度的開放性和擴展性，相關(guān)廠商的產(chǎn)品就可以在該平臺上進行開發(fā)。(5) 工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)的綜合管理化目前各個工業(yè)自動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)場的要求，提供豐富的管理軟件，向著工業(yè)自動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，目前都在積極提供為企業(yè)ERP進行數(shù)據(jù)支撐的MES解決方案。最明顯的就是不少廠商推出了基于S95標(biāo)準的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)準的生產(chǎn)效能跟蹤管理的解決方案。在工業(yè)自動化軟件支持的數(shù)據(jù)點數(shù)、處理能力以及可伸縮性或擴展性等方面，都有明顯的發(fā)展和提高。廠商考慮越來越多的是系統(tǒng)隨時間推移而增值和延長項目的生命周期，從整體上提高系統(tǒng)建設(shè)的投資回報率。4 工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)的應(yīng)用實例 電廠外圍系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)和經(jīng)營管理的重要環(huán)節(jié)，但相對于機爐控制而言，其運行方式比較簡單，基本都是就地獨立控制。(1) 運行人員投入多，成本太高。(2) 由于位置分散，距離集控室較遠，給系統(tǒng)的運行、維護和管理帶來許多困難。因此，采用先進的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(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)計和設(shè)備存在的問題，而且將為構(gòu)建統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)，實現(xiàn)管控一體化創(chuàng)造一個良好的基礎(chǔ)。下面以筆者在某電廠外圍設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)中的實施方案為例，介紹應(yīng)用Wonderware的工業(yè)自動化軟件FactorySuite套件實現(xiàn)的火電廠輔助設(shè)備計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)。實踐證明該方案從設(shè)計到實施都取得了良好的效果。 計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的子系統(tǒng)對象 某實時監(jiān)控系統(tǒng)由下列子系統(tǒng)對象構(gòu)成:(1) 化學(xué)補給水控制系統(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，其數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場設(shè)備是由三類由多臺SCHNEIDER MODICON的QUANTUM系列PLC、AB公司的Conlogix系列控制器和一個基于Modbus的遠程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)計了4個現(xiàn)場I/O Server,與上位機通過網(wǎng)絡(luò)實施集中監(jiān)控。應(yīng)用InSQL建立實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應(yīng)用InTouch開發(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)場和數(shù)據(jù)分析客戶端的工業(yè)實時信息圖形門戶，實施廠內(nèi)安全級別內(nèi)的B/S結(jié)構(gòu)的遠程工業(yè)實時信息監(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，各子系統(tǒng)之間很容易切換，直觀反映現(xiàn)場工況，且便于操作人員使用，簡潔、直觀、功能完善是它的最大特點。采用層次型結(jié)構(gòu)便于操作人員完成多個子系統(tǒng)的準確切換，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、各種報表生成等。監(jiān)控畫面要符合電廠監(jiān)控系統(tǒng)人機界面的設(shè)計風(fēng)格，按照分級瀏覽、逐級細化的原則設(shè)計畫面，采用彈出式窗口、下拉式菜單等多種符合Windows標(biāo)準的設(shè)計手段實現(xiàn)畫面的切換和顯示，單個畫面的工藝流程、信息顯示(包括運行參數(shù)、狀態(tài)、故障情況等)和各種曲線要布局合理、生動，色調(diào)柔和。事故追憶系統(tǒng)包括所有進入控制系統(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點均可以曲線的形式顯示，為實現(xiàn)系統(tǒng)運行在線分析、診斷提供豐富的數(shù)據(jù)資源。5 結(jié)束語盡管工業(yè)自動化系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，對自動化軟件系統(tǒng)的要求也越來越高，但是工業(yè)自動化系統(tǒng)軟件技術(shù)正在快速發(fā)展，越來越先進的新系統(tǒng)技術(shù)給解決復(fù)雜大系統(tǒng)的優(yōu)化控制與實現(xiàn)管理扁平化提供了強大的技術(shù)后援，鼓舞人們?nèi)ソ鉀Q一個又一個的技術(shù)難題。上述討論的問題，是作者多年從事工程實踐的一些認識，不知是否恰當(dāng)。10 / 10
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