曹路圓，吳 迪，劉征宇

（北京機械工業(yè)自動化研究所 自控中心，北京 100120）

0 引言

現(xiàn)在大型工業(yè)企業(yè)管理中，往往會建設(shè)若干個相對獨立，具備各自系統(tǒng)特色的PLC控制系統(tǒng)，并設(shè)置專人值班監(jiān)控，定時記錄系統(tǒng)關(guān)鍵點的參數(shù)值，上報到總調(diào)度室，由此形成類似傳統(tǒng)信息孤島的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)孤島。

本文以河北某大型鋼鐵企業(yè)中下屬的焦化廠為背景，闡述通過WinCC Web Navigator將生產(chǎn)現(xiàn)場的多個PLC站點實時數(shù)據(jù)匯總，安全、實時地呈現(xiàn)在調(diào)度和管理人員面前，為企業(yè)的管控一體化提供了一個基礎(chǔ)平臺。

1 系統(tǒng)拓撲設(shè)計

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲

該焦化廠于2007年開工建設(shè)，采用了先進的PLC控制系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控和管理。該廠生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)采用西門子工業(yè)交換機組成光纖環(huán)網(wǎng)連結(jié)各個PLC功能站點，在系統(tǒng)上線以前，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)為一個獨立的局域網(wǎng)，和辦公網(wǎng)絡(luò)在物理上隔離。一個車間可能具備既鋪設(shè)了現(xiàn)場網(wǎng)，也鋪設(shè)了辦公網(wǎng)。

要實現(xiàn)在辦公網(wǎng)中能夠?qū)崟r查看到現(xiàn)場網(wǎng)中的PLC運行數(shù)據(jù)，必然要打通連接兩個網(wǎng)絡(luò)。為了保證生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的安全，采用了清華比威的UF3504網(wǎng)關(guān)來進行安全隔離。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)的實際網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下：

2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布

2.1 數(shù)據(jù)發(fā)布功能需求

系統(tǒng)采用西門子WinCC軟件套件中的Web Navigator作為發(fā)布工具，將WinCC監(jiān)控畫面發(fā)布成可通過IE在線瀏覽的頁面。

根據(jù)客戶的實際要求，確定生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)的主要功能為：實時采集PLC關(guān)鍵數(shù)據(jù)點并儲存到數(shù)據(jù)庫，通過WinCC設(shè)計數(shù)據(jù)發(fā)布畫面及趨勢圖，并通過WinCC的WEB發(fā)布控件進行發(fā)布，供調(diào)度和領(lǐng)導(dǎo)決策參考。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)布主要涉及：8個PLC工作站、1500個左右變量、45個監(jiān)控畫面、41個趨勢圖。

2.2 發(fā)布畫面設(shè)計

作為發(fā)布的畫面，其最主要的特點是：能夠?qū)崟r顯示現(xiàn)場PLC控制變量的狀態(tài)或數(shù)值，屏蔽了所有對現(xiàn)場設(shè)備的控制、設(shè)定、修改等操作。管理人員只能查看生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)，而不能做任何變更，這樣在系統(tǒng)中可以保證現(xiàn)場PLC設(shè)備的安全及責(zé)任區(qū)分。

畫面設(shè)計的主要過程如下：

1）在服務(wù)器建立發(fā)布用的PLC站點程序；

2）復(fù)制現(xiàn)場工作站已完成的PLC站點程序；

3）在服務(wù)器站點程序建立到各PLC的連接（參照各個站點程序）；

4）將各站點程序變量復(fù)制到服務(wù)器，為減少授權(quán)數(shù)量，需刪除不需要的變量；

5）摘選各站點程序的畫面及趨勢圖復(fù)制到服務(wù)器站點程序目錄下，并規(guī)范命名；

6）修改摘選畫面：刪除不必要的畫面元素；對畫面進行重新布局，統(tǒng)一畫面寬度；去掉畫面的所有操控動作，防止管理人員操作到生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備。

圖2 系統(tǒng)畫面

7）做導(dǎo)航畫面，根據(jù)多站點發(fā)布的特點，設(shè)計了三級畫面的結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)首頁，顯示全部八個站點鏈接；站點頁面，顯示站點的主要畫面及趨勢圖鏈接；實際畫面，包括監(jiān)視畫面及趨勢圖；每個下級頁面設(shè)置返回上級頁面的鏈接按鈕。

系統(tǒng)三級畫面圖示如圖2所示。

2.3 用戶權(quán)限設(shè)置

WinCC程序具備完善的權(quán)限管理體系，設(shè)置權(quán)限方式如下：

1）管理人員權(quán)限：可查看所有站點的實時監(jiān)視畫面和趨勢圖；為系統(tǒng)管理員及公司高層、總調(diào)度人員

2）一般人員權(quán)限：為車間管理人員使用，可查看自己管理的車間站點畫面。

2.4 數(shù)據(jù)頁面發(fā)布

通過Web Navigator的發(fā)布向?qū)?，將全部或者指定的畫面發(fā)布到服務(wù)器的WEB站點，使用人員打開IE瀏覽器（僅支持IE內(nèi)核的瀏覽器），在地址欄輸入服務(wù)器IP回車，輸入提示的用戶名和密碼，即可實時查看生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)了。

3 結(jié)束語

通過短期開發(fā)，整合了8個站點的45個實時監(jiān)控畫面、88個關(guān)鍵變量的趨勢圖。經(jīng)過用戶的實際使用，符合用戶的操作習(xí)慣及實際需要，該系統(tǒng)得到了焦化廠用戶的認(rèn)可。

[1] 鄒澤明.面向管控一體化的流程制造業(yè)綜合監(jiān)控平臺研究[J].制造業(yè)自動化,2009,9.