CTS工業(yè)廠房FMCS系統(tǒng)集成方案

摘要：本文采用FMCS系統(tǒng)來滿足天津CTS工業(yè)廠房的集成需求，主要從PLC控制、DCS系統(tǒng)和OPC技術等方面進行了闡述。Abstract:ThisarticleintroducestheapplicationofFMCSsystemintheCTSindustryworkshopinTientsinmainlyfromthreeaspects:PLCcontrol、DCSsystemandOPCtechnique.關鍵詞：系統(tǒng)集成;PLC;DCS;OPCKeywords: Thesystemisintegrated;PLC;DCS;OPC引言FMCS系統(tǒng)是一個采用分層的分布式結構的監(jiān)控系統(tǒng)，總體上講分為四層結構，最底層為現(xiàn)場設備層，包括各類傳感器、探測器、儀表和執(zhí)行機構等設第二層為現(xiàn)場總線控制層，主要完成現(xiàn)場制器，PLC等設備對底層設備的數(shù)據(jù)采集，下發(fā)控制命令，多采用MODBUS ，PROFIBUS ，RS-485以及LONWORKS 等總線協(xié)議，具有實時性要求第三層為子系統(tǒng)監(jiān)控操作層，主要完成各子系統(tǒng)的監(jiān)視和操作,HMIOPCServer數(shù)據(jù)源，是確保各TCP/IPODBC（開放式數(shù)據(jù)庫互聯(lián)驅動）標準接口，SQL結構化查詢語言進行數(shù)據(jù)提取和交換。集成需求天津CTS是一座具有現(xiàn)代化智能型工業(yè)廠房。目前所涉及到的自系統(tǒng)包括EMS能源管理系統(tǒng)、FADCSCNS計算機網(wǎng)絡）OS。根據(jù)業(yè)主和智能化廠房的要求，同時兼顧未來的發(fā)展趨勢，擬對上述自系統(tǒng)在工廠級局域網(wǎng)（TCP/IP以太網(wǎng)）上進行系統(tǒng)集成為FMCS。用戶不僅可以在局域網(wǎng)上瀏覽和操作FMCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，還可以借助于國際互聯(lián)網(wǎng)Internet，在任何地點，任何時間查看、瀏覽和操作FMCS系統(tǒng)。FMCS的各子系統(tǒng)都具有獨立的硬件和豐富的軟件功能，在實現(xiàn)底層物理連接和標準的通信協(xié)議FMCSlEMS與FMCS數(shù)據(jù)流FMCS的啟停。的啟停。圖1FMCS系統(tǒng)組成及信息流示意FMCS報表，現(xiàn)場控制器運行狀態(tài)等。lFA與FMCS數(shù)據(jù)流向FMCS發(fā)送數(shù)據(jù)：各防區(qū)探測設備狀態(tài)和各控制主機運行的累計報表，報警及與其它子系統(tǒng)報警信息。lDCS與FMCS數(shù)據(jù)流A.FMCS的控制指令：預制生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的控制模式，控制參數(shù)及報警參數(shù)設定，報表預制。B.FMCS發(fā)送數(shù)據(jù)：實時過程數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，報警數(shù)據(jù)，設備運行設備運行狀態(tài)。FMCS 集成方案系統(tǒng)硬件集成由于類屬于EMS的HVAC系統(tǒng)包含有兩個部分，其一為舒適型空氣調節(jié)系統(tǒng)，此多為工廠非生產(chǎn)區(qū)的環(huán)境控制，如辦公樓，寫字間等，相對控制工藝簡單，采用SIEMENS 樓宇科技的APPOGE600系統(tǒng)即可勝任。其二為生產(chǎn)區(qū)潔凈系統(tǒng)，工藝要求復雜，控制精度要求較高，該系統(tǒng)控制品質的良直接影響企業(yè)生產(chǎn)的質量，所以選用SIEMENSS7 —300型PLC作為主控制器，PLC系統(tǒng)與樓控系統(tǒng)的集成通過網(wǎng)關，在相對底層進行集成，這樣的集成保證了HVAC系統(tǒng)的完整性，可作為獨立系統(tǒng)單獨運行另外同屬于EMS的電梯控制系統(tǒng)和動力配電系統(tǒng)也是通過網(wǎng)關在底層進行集成.HVAC系統(tǒng)主機上運行的是WINDOWSNT 平臺上的Insight軟件它是SIEMENS 樓宇科技多任務環(huán)境HVACOPCServer.FA火災報警及消防系統(tǒng)屬于第三方提供的子系統(tǒng)，國家對該系統(tǒng)的施工方案組織和實施都有相應嚴格的規(guī)定對FA系統(tǒng)集成的原則上在局域網(wǎng)上通過OPCServer技術實現(xiàn)，一般情況下，F(xiàn)A主機上運行的系統(tǒng)軟件都能提供COM/DCOM 的接口組件。也有部分廠家的產(chǎn)品不具備上述軟件接口議，而僅提供基于RS-232或RS-485的通用或專用協(xié)議在這種情況下就需要自行開發(fā)基于網(wǎng)絡應用的ActiveX控件或OPCServer,使FA系統(tǒng)在工廠局域網(wǎng)上開放并能夠共享其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。圖2FMCS系統(tǒng)集成示意圖DCSPLC作為現(xiàn)場工藝流程控制的基控DCSPLC產(chǎn)品都支持以太網(wǎng)EthernetIntranetDCS系統(tǒng).DCSIntellutioniFIX的HMII/OOPCServOPCClient,ODBCAPIiFIX領域中首選的軟件產(chǎn)品.FMCS主機在宏觀上講,是所有各子系統(tǒng)OPCServer的客戶端,完成低端的接口驅動,并通過ODBC接口,向FMCS主服務器構建共享的大型數(shù)據(jù)倉庫.BC接口,向FMCS主服務器構建共享的大型數(shù)據(jù)倉庫.FMCS主服務器實際上就是一個MicrosoftSQLServer,該服務器的構建可視工廠企業(yè)網(wǎng)Intranet上數(shù)據(jù)庫服務器的具體情況而定,或合并,或分散,要以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)負荷均衡,工作協(xié)調為原則.FMCSWEB頁的瀏覽器B/SInternetLAN的企業(yè)網(wǎng)開始采用InternetIntranetB/S系統(tǒng)軟件集成系統(tǒng)集成的功能最終是由軟件實現(xiàn)的,而軟件技術的核心和基礎即是OPCServer,ActiveX,COM/DCOM;數(shù)據(jù)庫服務器軟件SQLServer或Oracle又是其密不可分的組成部分;DHTML,ASP 以及B或JAVA腳本語言等Web技術是其最終的表現(xiàn)手段.OPC（OLEForProcessControl）是與廠商無關的軟件數(shù)據(jù)交換標準接口和規(guī)程，由微軟倡導問?？梢哉fOPC數(shù)據(jù)接口（OPCServerOPC規(guī)范的接口來讀寫硬件設備的信息（OPCClient）OPCServer訪問過程數(shù)據(jù)，可以克服異構網(wǎng)絡和網(wǎng)絡協(xié)議之OPCFMCS集成子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和互操作性問題，構造真FMCS系統(tǒng)。OPCOPC圖3基于OPC應用的軟硬件結構同時，因為硬件驅動的OPC服務器建立在上位機中，所以上層應用與OPC服務器之間的數(shù)據(jù)交換是應用程序間的數(shù)據(jù)交換關系,不需要包含各自的設備驅動程序，這可以避免多個設備驅動程序同時訪問可能引起的沖突。訪問可能引起的沖突。OPCOPCOPCOPCOPC數(shù)據(jù)服務器中取得數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的靈活配置的多種系統(tǒng)的真正意義上的集成。OPCI/O,OPC技術規(guī)范還解決了大量的應用層之間的數(shù)據(jù)交換,如各子系統(tǒng)EMS,FA和DCS.FMCS正是將EMS,FA和DCS系統(tǒng)當作這樣3利用ActiveXOPC范的設備和系統(tǒng)比較適用.ActiveXOLEInternetOLEInternetIntranet.ActiveX,COM/DCOM組件,超級鏈接,服務器擴展以及腳本語言等.ActiveXWebHTMLHTMLWORD,EXCELDLL（鏈接庫）實現(xiàn)并提供某些Http服務器沒有提供的功能,如數(shù)據(jù)庫的鏈接等.OPCServer和ActiveX技術同屬于OLE（對象鏈接和嵌入技術）技術,其基礎都是COM.COM（ComponentObjectModel）OLEC++,COM關心的是與其他對象的接口,不關心如何與外部交互.COMDCOM是M在網(wǎng)絡