基于ControlNet現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的冷站CIMS系統設計與集成

引言
cims系統是一個(gè)以企業(yè)網(wǎng)絡(luò )為基礎把企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策、管理、計劃、調度、過(guò)程優(yōu)化、故障診斷、現場(chǎng)控制等信息統一進(jìn)行優(yōu)化處理的系統。文章以某卷煙廠(chǎng)動(dòng)力車(chē)間冷站cims系統改造設計為例，就該冷站cims系統實(shí)現的相關(guān)技術(shù)作了比較深入的討論。

2 cims系統集成的實(shí)現技術(shù)
在構建cims系統時(shí)，控制與信息網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)具有重要意義，在該冷站cims系統設計中以支持OPC技術(shù)的組態(tài)軟件為紐帶，實(shí)現控制與信息網(wǎng)的集成。
2.1 opc技術(shù)
opc是實(shí)現控制系統現場(chǎng)設備級與過(guò)程監控級間信息互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)。它以微軟的（分布式）組件對象模型為基礎，采用客戶(hù)/服務(wù)器模式，按照面向對象的原則，將一個(gè)應用程序（opc服務(wù)器）作為一個(gè)對象封裝起來(lái)，只將接口方法暴露在外面，客戶(hù)以統一的方式去調用，使用戶(hù)從低層的開(kāi)發(fā)中脫離出來(lái)。opc可實(shí)現遠程調用，使應用程序的分布與系統硬件的分布無(wú)關(guān)，便于系統硬件配置，從而使系統的應用范圍更廣。實(shí)際上，opc是提供了一種機制，使系統能夠以標準的方式從數據源獲取數據并將其傳遞給任何客戶(hù)程序。

opc服務(wù)器是數據的供應方，負責為 opc客戶(hù)端提供所需的數據;opc客戶(hù)端是數據的使用方，opc服務(wù)器作為現場(chǎng)總線(xiàn)體系結構的中間層，將現場(chǎng)信號按照統一的標準與 scada、hmi等軟件無(wú)縫連接起來(lái)，把硬件和應用軟件有效地分開(kāi). opc服務(wù)器對下層設備提供接口，使現場(chǎng)的各種過(guò)程信息能夠進(jìn)入opc服務(wù)器，從而實(shí)現向下互聯(lián);opc服務(wù)器還對上層設備提供標準的接口，使上層信息網(wǎng)絡(luò )（intranet）設備能夠取得 opc服務(wù)器中的數據，從而實(shí)現向上互聯(lián)，這兩種互聯(lián)都是雙向的。通過(guò)opc接口就能訪(fǎng)問(wèn)所有提供了opc服務(wù)器的現場(chǎng)設備,實(shí)現與現場(chǎng)設備的通信。

2.2 監控組態(tài)軟件
為設備配套方便，系統使用rsview32組態(tài)軟件。該組態(tài)軟件通過(guò)其繪圖工具可生成各種圖形對象或文本，提供了大量的工業(yè)設備圖形、儀表符號，還提供趨勢圖、歷史曲線(xiàn)、組數據分析圖等圖形庫，可以直接使用其它繪圖軟件包如autocad、coreldraw等生成的對象。它提供的圖形化用戶(hù)界面gui友好，包括一整套windows風(fēng)格的窗口、彈出菜單、按鈕、消息區、工具欄、滾動(dòng)條和監控畫(huà)面等，其動(dòng)畫(huà)控制功能畫(huà)面豐富多彩，可以激活圖形對象以使它反映出過(guò)程變化，為設備的正常運行、操作人員的集中監控提供了極大的方便。此外，其重要的特點(diǎn)是具有強大的通信功能、良好的開(kāi)放性以及數據庫資源共享[6]。
（1） 數據庫資源共享
開(kāi)放式設計可以很容易地與microsoft產(chǎn)品共享信息，其實(shí)時(shí)標簽數據庫是odbc[7]兼容數據庫，可以利用其它數據庫工具如:microsoft access、sybase、sql server等瀏覽并管理標簽，實(shí)現本地控制單元與上位機之間數據和信息共享，為用戶(hù)提供更為集中的數據操作環(huán)境，實(shí)現信息集中管理。
（2） 強大的通信功能
　　該組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設備，如allen-bradley、modicon、siemens、omron等公司的各種型號 PLC，適應各類(lèi)測控硬件設備，可以滿(mǎn)足不同測點(diǎn)的要求。向下可以通過(guò)rslinx、opc等與數據采集硬件通信;向上可以通過(guò) tcp/ip，ethernet與高層管理網(wǎng)互聯(lián)。opc使rsview32可以作為一個(gè)客戶(hù)端或服務(wù)器，允許在不同的rsview32站以及其它opc 服務(wù)器之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊。
（3） 組態(tài)軟件在監控系統中的地位
　　在監控系統中，投入運行的監控組態(tài)軟件是系統的數據采集處理中心、遠程監視中心和數據轉發(fā)中心。如圖2所示，它處于運行狀態(tài)的監控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設備（如掛接在現場(chǎng)總線(xiàn)上的工控計算機、plc）等共同構成快速響應/控制中心。監控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項任務(wù):

查看生產(chǎn)現場(chǎng)的實(shí)時(shí)數據及流程畫(huà)面，瀏覽各實(shí)時(shí)/歷史趨勢畫(huà)面;
　　自動(dòng)打印各種實(shí)時(shí)/歷史生產(chǎn)報表;
　　及時(shí)得到各種過(guò)程報警和系統報警;
　　在需要時(shí)，可人為干預生產(chǎn)過(guò)程，修改生產(chǎn)過(guò)程參數和狀態(tài);
　　與管理部門(mén)的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門(mén)提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據。
　　rsview32支持opc技術(shù)，是連接控制網(wǎng)絡(luò )與信息網(wǎng)絡(luò )的橋梁。通過(guò)opc接口，它不僅能連接從現場(chǎng)設備傳送來(lái)的信息，而且可以與其它應用軟件交換數據;通過(guò)opc接口，可以實(shí)現信息網(wǎng)絡(luò )與控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)數據庫的互聯(lián)，即實(shí)現控制網(wǎng)絡(luò )與信息網(wǎng)絡(luò )的集成。