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                                  关键词：集散控制系统；InTouch；InSQL；SUITEVOYAGER；油库

    邓仲辉（1966—）
男，广东高州人，本科，工程师，毕业于石油大学过程控制专业，现就职于湛江东兴石油企业有限公司。从事DCS，ESD设计及维护工作。

1 概述 

    随着科学技术的不断进步，特别是计算机信息技术的飞速发展，我们已经进入一个崭新的信息化新时代。油库生产的持续稳定发展，很大程度上取决于先进实用技术的推广应用。目前，油库生产和管理大多还没有采用任何的闭环检测控制技术，多数工作仍然依靠人工完成，自动化技术应用较少，传统的油库生产方式和管理模式已经显得相对落后。基于上述原因，我们对本公司油库生产的管理由人工管理变成自动化管理，实现油库生产的远程实时监控、生产参数和设备运行状态的自动检测，取得了较好效果。其中监控组态软件、数据库软件及网络浏览软件均采用美国WONDERWARE 公司的产品，它集人机界面技术、图形技术、数据库、通讯技术为一体，包括历史趋势记录、报警、网络发布等，很容易生成所需要的软件。本文将以InTouch9.5工控软件实现现场监控、Industrial SQL Server9.0数据库实现现场数据存储、SuiteVoyagerTM2.6 网络门户实现网络浏览的一个自动化监控和管理系统。

2 系统构成

    系统结构见图1所示。该系统主要包括计算机网络系统、数据库服务器、上位机系统、下位机RTU和生产过程，是一个典型的集散控制系统。集散控制系统又叫分布式计算机控制系统（DCS），是由计算机技术、信号处理技术、测控技术、网络通讯技术和人机接口技术相互发展而产生的，其主要特点是集中管理、分散控制，具有很强的自主性、协调性、灵活性和可靠性。以计算机网络技术为代表的IT业逐渐成为推动高科技产业发展的新热点，“开放”和“资源共享”是未来信息与控制领域发展的基本要求和发展趋势。在本系统中，以YOKOGAWA DCS、Freelance200 DCS和现场RTU构成了下位机系统，完成对油库各储罐的液位、温度，现场各设备状态及流量计瞬时值、累计量、温度、密度等生产相关参数的监测、控制。服务器为上位机系统，通过交换机与下位机互连成网连接至公司局域网。上位机（服务器）由InTouch9.5 工控组态软件完成对所有的数据监控，Industrial SQL Server9.0数据库储存现场数据；SuiteVoyagerTM2.6 网络门户软件将InTouch9.5的数据发布到公司局域网。下面将进行具体介绍。

3 软件特点

     InTouch是美国WONDERWARE公司开发的世界上第一个集成的、基于组件的MMI系统Factorysuite2000中的一个核心组件。它具有世界领先的HMI（人机接口界面）和面向对象的图形开发环境，便于高效、快捷地配置用户的应用程序，它在报警和历史趋势方面的功能，极大地方便了对系统的监控。它具有强大的网络功能，通过传统的DDE、NetDDE（扩展的）和OPC的方式，可与本机和其他计算机的应用程序实时交换数据。同时，它支持通过ODBC访问各种类型的数据库，便于系统的综合管理，它提供了广泛的通讯协议转换接口—I/O Server，能方便地连接到各种控制设备，也可以利用第三方Server。在性能上，InTouch对核心代码进行了优化，运行效率比较高，应该说具有相当高的可靠性和稳定性。Industrial SQL Server是第一个适用于工厂数据的高性能实时关系数据库，内嵌了Microsoft SQLServer。它把关系型数据库的强大功能及灵活性和实时系统的速度及压缩功能相结合，通过大量的客户端应用软件，可以通过网络访问和浏览历史数据和曲线；SuiteVoyager 是WONDERWARE 提供的企业信息门户网站软件，它可以把个人化的制造工业信息发布给上自高级操作主管和工厂经理下至工程师和维护人员的每一位用户。利用它企业可以通过国际互联网或者企业内部网来收集和发布工厂信息，利用简便的转换程序可以有选择地把现用的InTouch图形窗口和相关的动画（现场的监控画面）转换为XML/XSL 格式，并发布到SuiteVoyager 网络门户网站，任何基于浏览器的具有合法安全许可的客户（IE5.5+）都可以访问信息门户中发布的窗口，实时浏览现场生产数据。可以浏览到与他们有关的重要性能指标、控制质量以及实际工艺信息等，从而使他们能够更好地理解他们的操作并在合适的条件下对操作加以改进，因此大大提高劳动生产率。

4 系统实施方案

    4.1 数据通讯 

    在InTouch中，上位机的数据主要分为实型和I/O型。其中，内存型数据为InTouch程序内部定义的变量，不需要通过I/O Server即可进行访问； I/O型数据的来源一般为其它计算机结点或本机运行的其它程序，这类数据由InTouch通过OPC Link的方式获得。

    在本系统中，上位机采集的数据是来自现场的数据，经过处理，将控制命令传给下位机，以此监控生产过程。然而，通常上位机无法直接从下位机中读取得数据，这时需要一个通讯接口——OPC Server。由于，本系统上、下位机通过以太网进行连接，并且下位机为YOKOGAWA的DCS、Freelance的DCS控制系统，因此在每台DCS操作站上均装有OPC Link软件。上位机、下位机IP地址分别为172.17.1.1，……，172.17.1.64则OPC Link中Topic Definition的设置为： 

    Topic Name——CS1K（任意定义）； 

    这样，OPC Server就可以从下位机取得数据了。而要让InTouch从OPC Server中取到正确的数据，还必须为每个OPC Link变量定义Node Name 和OPC： 

    Node Name——172.17.1.64（OPC Link所在结点的IP地址）； 

    OPC Server——YOKOGAWA.CSHIS_OPC(不同的DCS有所差异) ； 

    OPC——FCS0101!（下位机的不同有所差异）。

    4.2 画面构成 
   
    上位机的主要画面包括：油库概貌、生产过程流程图、流量计动态表、产品油（汽油、柴油、液化气、原油、苯、丙烯）罐存量动态表、半产品油罐存量动态表、油库信息。各画面可通过菜单按钮进行切换，InTouch中常用的窗口显示函数为： Show “窗口名” 或ShowAt( "窗口名",横坐标, 纵坐标)。 InTouch提供了常用的作图工具，并支持多种图片格式，但无论原来是什么格式的图片，InTouch都会将其转化为bmp格式，因此粘贴图片时应注意图片的原始尺寸不要太大，以免影响运行速度。另外，InTouch还支持图片透明色功能，这样可去掉图片中不需要的底色，使画面更加协调、美观。 

    4.3 数据库访问 

    数据库是系统管理不可缺少的工具，也是工作报表的数据来源。目前，在大、中型集散控制系统中被广泛采用的数据库管理软件有Oracle、Microsoft SQL Server、Informix等，本系统即采用了SQL Server。InTouch支持SQL语言，并且能通过ODBC接口方便地与不同类型的数据库进行连接。要做到这一点，首先需要在“控制面板”的ODBC中为自己的数据库定义一个数据源名，然后在InTouch的SQL Access Manager\Bind List中为自己在数据库中定义的某张表定义一个绑定列，注意表与绑定列的格式和数据类型应完全一样。这样，要往表中插入数据的程序就可以写为： 

    SQLConnect( ConnectionId, "dsn=oillist" ); （连接数据库）

    SQLInsert( ConnectionId, "tank", "tanklist" );（插入数据）

    InTouch没有提供作报表的工具，但可以自己制作报表窗口，并调用窗口打印函数PrintWindow()打印报表。
    另外，也可以采用其它报表制作工具或采取动态网页的方式。

5 系统功能

    本系统中监控组态使用了各种绘图工具和丰富的图形库等各种元素，形成用户特定的人机交互界面，便于操作。系统功能主要分为监控功能、数据存储功能、网络功能等。

    5.1 监控功能

    服务器的操作系统为Windows2003 Servers ,并安装了InTouch9.5人机界面工业控制软件，负责对现场的生产数据进行实时采集、对现场设备进行启停和调节控制，在计算机屏幕上即可对生产现场的生产情况进行实时监视和控制。本系统最主要的功能就是系统监控， InTouch可以为每一个数据定义它的报警信息，模拟量还可定义高、低、高高、低低报警值，还可以通过条件脚本或数据值改变脚本和用户编制的快速脚本处理各种报警信息，如弹出报警窗口或声音提示，并对危险故障实现优先报警。如定义一个Tanker1.HiStatus条件脚本，在其On True脚本框中写上：

    Show “Tanker1_high_alarm”;(弹出报警窗口)

    PlaySound(“d:\sound\1号罐液位高报.wav”,1);( 声音报警)
 
    5.2 数据存储功能

    Industrial SQL ServerTM是工厂实时关系型数据库，通过现场局域网与InTouch 监控软件系统连接，可以实时存储现场生产数据。应工艺要求本系统采用两种数据存储模式,对现场要求实时性强的数据采用10秒钟存储一次，对现场要求实时性不强的采用每时每2分钟存储一次。

    5.3 网络功能
   
    在服务器上安装一套5 用户的SuiteVoyagerTM 网络门户网站，将需要在网络上实时浏览的InTouch 画面进行发布，任何具有合法安全许可的客户（IE5.5）浏览器，通过网络登录该网站，即可浏览现场实时数据和画面；使用ActiveFactory 客户端软件，可以查询InSQL 工厂实时关系数据库中的历史数据。

6 系统应用效果

    系统自2006 年底投入使用至今，运行稳定可靠，操作简便，减少繁重的人工记录数据，深受使用者的欢迎。该系统成功投运后，实现了由原来人工2小时一次巡回检查改为在计算机屏幕上随时巡检，对发油控量，罐与罐之间倒罐起了重要的作用，并做到故障随时报警，对生产事故进行优先处理，确保了油库安全生产。该系统集数据采集、液位监测为一体，充分发挥自动化全天候监测手段，为油库平稳生产创造了良好的治安环境，确保了油库的正常生产。

7 结束语

    通过上文的介绍，可以看出采用WONDERWARE 公司的InTouch 监控软件、Industrial SQLServerTM实时关系数据库、SuiteVoyagerTM  网络门户网站及所提供的其它软件，即可实现现场自动化监控、数据存储、远程网络实时浏览、历史数据查询和曲线绘制等功能，通过不同软件的组合，即可满足不同用户的控制和数据管理的要求。自系统投用以来大大减轻了操作人员的劳动强度，为油库安全生产提供了保障，提高了生产效率，取得良好经济的效益，为建立现代化企业打下了坚实的基础。

参考文献：

    [1]  俞金寿，何衍庆.集散控制系统原理及应用[M].北京：化学工业出版社，1995.

    [2]  袁鹏飞.SQL Server7.0数据库系统管理与应用开发[M].北京：人民邮电出版社，1999.

    [3]  日本OPC协会OPC(中国)促进会委员会.OPC应用程序入门[Z].2004.

    [4]  Industrial SQL Server 9.0入门手册[Z].2005.