分析計算機網絡系統(tǒng)在制堿工業(yè)中的應用

分析計算機網絡系統(tǒng)在制堿工業(yè)中的應用

一、概述純堿是基本化學工業(yè)中產量最大的產品，是用途十分廣泛的工業(yè)原料，在國民經濟中占有非常重要的地位。隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展，對純堿的需求量不斷增大，為了滿足市場需求，除了擴大生產規(guī)模外，還必須進一步發(fā)掘生產潛力。山東濰坊純堿廠是一個新建廠，設備先進，但純堿生產大部分還是人工操作，落后的操作方法已不能適應生產發(fā)展的需要。為了解決先進設備和落后操作的矛盾，穩(wěn)定生產，提高原料利用率，降低能耗，增加產量，堿廠從美國霍尼韋爾公司引進具有先進水平的TDC-3000集散型控制系統(tǒng)，并用于制堿生產的心臟工序——重堿碳化工段，以實現(xiàn)工業(yè)生產的全局控制。工業(yè)生產的全局控制包含著兩層意義，一是指生產過程的自動化，二是指企業(yè)管理的自動化。生產過程的自動化指的是生產過程采用計算機控制，用計算機自動調節(jié)各生產要素，做到產品的高產、優(yōu)質和低耗。企業(yè)自動化管理指的是調度、經營和決策的自動化，就是把當前生產的全部信息匯總起來，使管理決策者能夠對全廠的生產、經營進行整體布置和調度，以期取得全廠各部門生產活動的協(xié)調進行，達到整體效益的最佳工業(yè)過程。全局控制系統(tǒng)可分為以下4級摘要:1.直接控制級過程控制計算機直接和現(xiàn)場各類裝置(如變送器、執(zhí)行器、記錄儀表等)相連，對所連接的裝置實施監(jiān)測、控制，同時它還向上和第二級的計算機相連，接收上層的過程管理信息，并向上傳送裝置的特性數(shù)據(jù)和采集的實時數(shù)據(jù);2.過程管理級過程管理計算機(主要有監(jiān)控計算機、操作站、工程師站等)綜合監(jiān)視過程各站的所有信息，集中顯示操作，控制回路組態(tài)和參數(shù)修改，優(yōu)化過程處理等;3.生產管理級管理計算機根據(jù)生產過程的特征和需要，協(xié)調各單元級的參數(shù)設定，是生產過程的總體協(xié)調員和控制器;4.經營管理級和辦公室自動化連接起來，擔負起全廠的總體協(xié)調管理，包括各類經營活動、人事管理等。上位機系統(tǒng)在整個控制系統(tǒng)中屬于第三級(生產管理級)，它既可以方便地和過程管理計算機相互交換信息，又可以同廠內現(xiàn)有的計算機網絡連接，形成計算機一體化生產系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠的信息管理一體化。二、系統(tǒng)目標由于純堿生產是人工操作，生產數(shù)據(jù)全部由手工記錄，數(shù)據(jù)錯綜復雜，誤差較大，給管理人員協(xié)調各部門生產、優(yōu)化控制過程造成很大困難。為了使堿廠在運行工況、設備狀態(tài)、故障處理等方面都處在合理、優(yōu)化的狀態(tài)，合理的生產運行和經營管理已越來越顯得重要，而現(xiàn)有的管理水平離一個現(xiàn)代化企業(yè)所要求的目標還相差很遠。針對這種狀況，確定了本系統(tǒng)的目標為摘要:1.利用TDC-3000系統(tǒng)提供的計算機網絡接口(CG)，上位機可以通過網絡服務器實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù);也可以讀取存貯在TDC-3000系統(tǒng)歷史模件上的歷史數(shù)據(jù)。上位機將采集到的數(shù)據(jù)進行加工、處理、分類后，再把它們存放到上位機的碳化塔生產歷史數(shù)據(jù)庫中。此數(shù)據(jù)庫可以保存一年以上的生產數(shù)據(jù)。管理人員可以通過上位機提供的查詢手段，調出所需要的歷史數(shù)據(jù)。上位機自動生成碳化塔生產的班報表、日報表等，避免因手工記錄出現(xiàn)的數(shù)據(jù)誤差較大的現(xiàn)象，大大提高碳化塔生產的科學管理水平。2.本系統(tǒng)局域網采用的是五用戶以太網，即系統(tǒng)可以同時連接5臺上位機，而每臺上位機都可以對歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。另一方面本網絡系統(tǒng)可以和廠內現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)相連，從而將全廠的科學化管理提高到一個新水平。三、PCNM網絡系統(tǒng)PCNM是一個將LCN網(局部控制網)和相關過程信息送到用戶的個人計算機的軟硬件系統(tǒng)。PCNM使用了最新的LAN(局域網)操作系統(tǒng)、關系數(shù)據(jù)庫技術和圖形用戶界面，使用戶可以在自己的計算機上很輕易地得到所需的數(shù)據(jù)(見圖1)。圖中虛線內為本系統(tǒng)配置。圖1PCNM結構圖AM——應用模件US——萬能工作站PCNM系統(tǒng)由TDC-3000的計算機接口(CG)和PCNM服務器組成。通過HDLCLAPB高速數(shù)據(jù)通訊板，LCN網的數(shù)據(jù)可以從CG傳送到PCNM服務器，這些數(shù)據(jù)包括實時瞬時值或存貯在歷史模件(HM)上的歷史數(shù)據(jù)。PCNM服務器是一臺基于網絡和數(shù)據(jù)庫服務器的高性能計算機。它使用了最新的MSLANManager網絡操作系統(tǒng)，可以廣泛地連接多種類型計算機和LAN網絡服務器，其中包括DOS和OS/2個人計算機工作站。對于LAN工作站，PCNM支持圖形顯示接口(GDI)和高級語言應用程序接口(HLLAPI)子程序庫。GDI是一個答應用戶編制自己流程圖的圖形軟件包，流程圖中可以顯示PCNM服務器和LCN網上的數(shù)據(jù)。HLLAPI子程序庫，可以使用戶的應用程序存取PCNM服務器的數(shù)據(jù)庫和LCN網中的歷史數(shù)據(jù)。PCNM提供的網絡連接選擇包括摘要:遠程數(shù)據(jù)存取服務功能，NetWare連接和TCP/IP協(xié)議支持。遠程數(shù)據(jù)存取服務功能可以使用戶通過一個9600波特率的調制解調器，連接到PCNM服務器上。NetWare連接答應一個DOS工作站訪問PCNM服務器和和之相連的其它網絡服務器。TCP/IP協(xié)議支持，可以使用戶的工作站連接到UNIX系統(tǒng)或其它支持TCP/IP協(xié)議的系統(tǒng)中。四、軟件開發(fā)的環(huán)境

現(xiàn)在Windows已得到廣泛應用，它具有以下幾個特征摘要:

1.具有圖形用戶界面(GUI)，美觀、漂亮，所有應用軟件其界面基本類似，用戶易于把握，便于使用;

2.支持多任務，各任務之間切換輕易，并且可以很方便地交換信息;

3.提供虛擬內存管理，使內存突破640KB的限制，程序運行時不會出現(xiàn)內存資源緊張的情況;

4.目前，除了中文Windows以外，國內相繼推出了許多Windows環(huán)境下的中文平臺(如摘要:中文之星)，在中文環(huán)境下，可以非常輕易地編寫中文應用程序。

因此，我們使用MSWindows3.1外掛《中文之星2.0》中文平臺，作為軟件的開發(fā)環(huán)境。

選擇C語言作為系統(tǒng)的編程語言，有兩方面原因。第一，C語言具有數(shù)據(jù)類型多、控制靈活、代碼效率高等優(yōu)點;第二，PCNM網絡所支持的高級語言應用程序接口中，有C、Fortran和Pascal三種庫函數(shù)，只有C語言適合編寫Windows環(huán)境下的應用程序。另外，作為開發(fā)工具，MSVC1.5的開發(fā)環(huán)境比較好，調試工具性能優(yōu)越，編譯速度快。五、系統(tǒng)功能特征分析及結論

本系統(tǒng)是一個具有先進水平的整體優(yōu)化系統(tǒng)。系統(tǒng)功能特征概括如下摘要:

1.實用性

·實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、管理一體化，不僅完成數(shù)據(jù)的自動采集，而且具有統(tǒng)計、報表等管理功能。

·歷史信息存儲功能，可以存儲有關參數(shù)的歷史信息。

·人—機界面友好，采用MSWindows環(huán)境下的編程