《生产管理论文：基于OPC和B-S的生产管理网络研究与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生产管理论文：基于OPC和B-S的生产管理网络研究与实现（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 生产管理论文：基于OPC和B/S的生产管理网络研究与实现摘要：为满足企业生产过程监控与管理的需求，解决企业内部控制层与管理层之间存在的通信瓶颈，提出基于OPC（OLE for Process Control）和B/S模式的生产管理网络系统。本文对系统开发中所涉及的关键技术进行了深入研究，阐述了软件体系结构，提出了一个基于B/S模型的三层体系结构，分析如何实现生产过程数据在系统网络中的实时传输和分析处理。通过实例剖析如何实现系统集成及其主要功能，验证了该系统的可行性和有效性。关键词：OPC；B/S；体系结构；实时0引言在大型冶金企业中，管理层距现场比较远，传统的生产过程监控与信息管理，是现场操
2、作人员在集控室观察采集，然后通过报表上报到生产管理部门，生产过程信息才能传递到管理层。无法获取实时的生产信息，无法对生产状况进行及时获取，难以做到快速、及时的调度决策。目前，大多数企业经过技术改造，在生产过程控制、优化等底层自动化方面已具备良好的基础，相关硬件设施也比较健全，广泛的利用集散控制系统（Distributed Control System,DCS）对生产过程进行集中监视、操作和管理。但由于许多企业未实现控制层与管理层联网，DCS采集到的过程数据无法实现信息集成，报表仍采用人工传递的方式，使得各生产部门的信息处于孤立无序的状态，造成极大的信息资源浪费1。随着OPC和WEB技术的飞速发
3、展和广泛应用，特别是浏览器/服务器（Browser/Server，简称B/S）模式的逐步推广，为企业实现信息集成和远程管理创造了条件。它打破了管理网络与控制网络的分离，使控制信息和过程数据走出集控室，管理人员能够更及时的了解整个工厂的生产状况，方便生产调度；同时通过分析现场数据，帮助做出更合理的决策2。本文根据河南豫光锌业有限公司过程控制层与管理系统的网络集成要求，阐述了基于OPC技术和B/S模式的生产管理网络的体系结构，深入其实现过程中所涉及的关键技术，为企业生产管理网络的信息集成提供一条有效的途径，并于2008年投入运行。1系统软件体系结构根据具体生产工艺的实际要求，选择并建立合体系结构，
4、最大限度的满足系统各种性能。由于大型底层控制系统设备种类繁多，要求必须满足底层控统和数据采集系统的完美结合，O P C（OLE for ProControl）技术正是解决这一个问题的最佳方案，它是工业设备和应用程序间信息集成、数据交互的标准接此外，该系统采用基于B/S模式的三层结构，突破了方式下生产管理系统的限制，工作人员可不受部门、约束，实现远程生产过程的监控与管理3。具有如下特点：一是系统以OP务器作为统一的数据库平台，底层控制现场的过程通过D C S、可编程控制器和现场仪表等实时采集，汇OPC服务器中；二是OPC服务器中的过程数据经过Acti等控件转换，保存到实时/历史数据库中，再通过系
5、统拓扑结构图间件，进行WEB服务器发布，用户通过Web浏览器就可以监控现场的生产情况；三是采用B/S的三层体系结构，即数据存储层、业务处理层和用户界面层，将用户端和数据库服务器端分开处理。由于业务处理层的功能组件易于扩充，便于系统功能的重构和用户容量的扩充。2系统采用的关键技术2.1 OPC技术OPC技术是建立在Microsoft平台上的OLE（现在的ActiveX）、COM（组件对象模型）和DCOM（分布式组件对象模型）技术之上的一项软件接口标准，它采用客户机/服务器模式模型，为现场设备、自动控制应用和企业管理应用软件之间提供了开放统一的标准接口，已成为通用的工业标准。ActiveX/COM
6、技术中包含了不同软件间如何交互使用和共享数据的定义，DCOM在COM基础上增加了网络功能，所以它可以在分布式环境下使用。OPC提供了一个标准的方法，是用户能够从任何客户端的P C机上获得来自各种数据源的数据，建立网络数据共享的平台。这些数据源可以是控制系统的I/O通道数据，也可以是存放在数据库、文件和内存缓冲区中的数据。此外，用户可以使用统一的规范对数据进行网络透明的访问。用户不必关心数据源的种类、操作系统平台和计算机类型，就可以访问分布在不同计算机上的数据4。2.2三层B/S结构系统以浏览器/服务器（Browser/Server?B/S）模式为基础，建立基于客户端和服务器端的三层体系结构，只
7、需有通用的W E B浏览器，即可完成访问WEB服务器和其相连的后台数据库功能。在客户端向指定的WEB服务器提出服务请求后，WEB服务器用HTTP协议把所请求的数据传给用户并显示在客户端浏览器中。第2层是功能层，完成客户指定的应用功能。WEB服务器接受客户请求，与后台数据库连接，进行申请处理，然后将处理结果返回给WEB服务器，再传给客户端。WEB服务器是基于HTTP协议的，我们常用基于Windows NT的IIS（Internet Information Server）服务器。在服务器端的应用程序由A S P构成，负责处理用户的请求，提供数据库访问等功能，以完成客户端与数据库服务器的交互5。第3
8、层数据层，即数据服务器。数据库服务器应客户请求独立的进行各种处理，只能由应用层的ASP程序访问，表示层不能对数据库进行直接操作，从而保证了数据库数据的安全性和完整性。ASP对数据库的访问是通过ADO控件（ActiveX data Object）实现的。2.3冗余环网快速交换式工业以太网在物理层上采用高防护等级的光纤传输，网络为双环光纤冗余结构，采用专为工业应用场合设计支持冗余功能的MOXA EDS408A系列以太网交换机。它可通过基于浏览器的用户界面设定功能参数，支持即插即用Turbo Ring冗余环网协议，自愈时间20ms，能够实现网络的管理和故障诊断，常用于故障安全型的骨干网络中。在网络发
9、生异常情况时，可通过E-maill/继电器输出报警信号，并保证数据的无间断快速传递，为高水平安全快速的通信提供保障6。通过冗余以太网交换机和冗余通信口连接各工段控制系统，连接到数据库服务器中，使得上级网络可以监视全厂各控制系统的生产状况。3系统应用实例3.1系统介绍本实例为某锌冶炼厂的具体生产管理网络应用案例它由锌焙烧工段（西门子冗余系统）、化水工段（西门子冗余系统）、净液工段（西门子S7-300）、浸出工段（和利时DCS）、硫酸工段（横河DCS）、镉工段（西门子S7-400）、东西电解（西门子S7-300）等7个独立的控制系统组成。根据生产工艺和企业要求应达到如下目的：（1）把这7个控制系统
10、以及调度室、厂长办公室的计算机连成一个统一的网络；（2）集控室和厂长办公室能够随时查看到与现场一致的画面和数据；（3）根据生产调度要求，按相应格式定期打印生产报表。（4）实现生产现场远程监控。3.2网络拓扑结构把两台IBM服务器作为WINCC数据库服务器，一方面作为各个工段控制系统的OPC服务器客户端，读取各服务器数据；另一方面又作为一个实时数据平台，调度室或厂长办公室等操作员站（OS）可随时通过WEB浏览器，透明的读取服务器中的数据，进行过程监视、报警或报表打印等。通过百兆光纤冗余环网，实现数据的无间断传输，保障生产管理网络数据的实时传输。3.3主要功能3.3.1实时数据显示管理人员可随时通
11、过W E B浏览器访问各工段控制系统，快速的确定生产现状，并可通过曲线、柱状图等形式查看工艺参数，进行实时数据挖掘，进行基于工艺分析的（下转第139页）基于OPC和B/S的生产管理网络研究与实现王国富生产指导7。3.3.2历史数据查询系统提供多种查询手段，可实现按设备位号、时间和类型等方式查询，并自动生成各种形式的统计报表，为企业决策提供科学分析。生产现状透明化，针对用户自定义视图，按照绝对和相对时间生成查询信息。3.3.3报警处理系统能实现自动报警，能够及时了解生产现场的故障信息，帮助运行操作人员和管理层对生产工况和故障状态进行快速准确的判断，最大限度的减少故障排除时间提高效率，提高企业安全
12、性能8。3.3.4安全管理实现对用户的安全级别进行设置和重点画面加密，运行时要求访问者的优先级比被访问对象的优先级高，且访4结束语实现全厂控制系统的信息集成，对于加强企业管理、提高企业竞争力有极为重要的意义。本文针对锌冶炼企业信息集成提出采用OPC和B/S技术的实施方案，具有可扩展性好、可靠性高、易维护和费用低等特点。该系统已于2008年在某冶炼企业运行，系统稳定可靠，满足了企业对生产过程监控与管理的实际需求，提高了企业的市场竞争力和工作效率，具有极高的推广价值。参考文献1张士杰,马丽娜,田景贺.石化企业生产过程监控与管理系统关键技术研究J.计算机集成制造系统,2006,12(2):24024
13、52邓全亮,邹益仁.基于OPC技术的系统集成J.计算机应用研究,2005,1:1601633余秋霞,廖常初.基于OPC的电厂控制信息集成J.电力自动化设备,2004,24(2):48504张林.基于OPC和WEB的电厂监控系统J.微计算机信息,2006,22(10):1081105孙丽,潘辉,张利峰.基于OPC服务网关的企业信息网与控制网的融合J.计算机工程,2006,32(16):2562586马建伟,刘江海,曹哲.工厂能源计量实时检测系统网站的设计J.自动化仪表,2003,24(2):53557李正,徐皑冬,王忠锋.EPA网络中OPC服务器的实现J.仪器仪表学报,2006,27(6):1351378刘恒川.辅控网在大型火电厂中的应用与优化J.自动化仪表,2007,6:3537
