【摘要】濟南卷煙廠制絲車間集控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，關(guān)系到制絲生產(chǎn)是否能夠正常進行、煙絲質(zhì)量是否能夠得到控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)是否能夠準確采集等各方面的工作，其重要性是不言而喻的。為了提高制絲集控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，本文作者從優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、保證運行環(huán)境、增加運行監(jiān)控、加強設(shè)備管理等幾方面進行探索，取得了一些成功的經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】制絲；集控；運行監(jiān)控；IAS；維護途徑

1、引言

濟南卷煙廠制絲車間在異地遷建過程中，建立起一套全新的制絲集控管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用先進的集控管理模式，將過程檢測、PLC編程、計算機圖形、網(wǎng)絡(luò)通訊等諸多迅速發(fā)展的技術(shù)結(jié)合在一起，用方便靈活的硬件和軟件模塊組合設(shè)計，以適應(yīng)各種不同特點的工藝控制要求和生產(chǎn)管理要求，滿足隨需應(yīng)變的柔性化生產(chǎn)模式，打破了以往電控系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的界限，將制造過程、生產(chǎn)管理和信息傳遞看作統(tǒng)一的生產(chǎn)過程，使上層的決策能夠最迅速的作用在生產(chǎn)過程中，同時也使得當前的生產(chǎn)信息能迅速的反饋到管理層，便于整個廠的統(tǒng)一安排和優(yōu)化調(diào)度，為總體的MES及ERP奠定基礎(chǔ)。但越是先進的系統(tǒng)，其功能越是強大，就越增加了各項工作對系統(tǒng)的依賴性。現(xiàn)在，車間包括生產(chǎn)安排、過程監(jiān)控等各項工作均依賴于集控系統(tǒng)的正常運行。所以，制絲集控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行變得尤為重要。

2、集控系統(tǒng)簡介

制絲車間現(xiàn)場總線采用的是PROFINET，F(xiàn)ROFINET支持TCP/IP協(xié)議，可以實現(xiàn)由管理層到控制層一網(wǎng)到底，制絲車間控制層采用三層交換機連接千兆光纖環(huán)網(wǎng)為主干網(wǎng)，然后以星形百兆網(wǎng)連接現(xiàn)場設(shè)備。車間主干網(wǎng)是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，主要用于各控制系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制系統(tǒng)與集中監(jiān)控系統(tǒng)間的通訊。每個工藝段按照控制系統(tǒng)的控制范圍和控制功能，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機為各控制系統(tǒng)構(gòu)建星形控制子網(wǎng)絡(luò)，以提供各控制段主控器件和IO站點間的網(wǎng)絡(luò)通訊。

制絲車間集控系統(tǒng)以WonderWare公司的IAS為基礎(chǔ)，結(jié)合Intouch、SuiteVoyager、PEM、SQLServer2005等軟件。主要包括7臺服務(wù)器和16臺監(jiān)控機。7臺服務(wù)器的功能分別為：S-IO1、S-IO2主要運行DAServer，實現(xiàn)與PLC通訊功能；S-IAS1、S-IAS2主要運行IAS中的工廠實例，完成數(shù)據(jù)采集，提供報警數(shù)據(jù)，運行腳本等功能；S-INSQL主要運行INSQL數(shù)據(jù)庫，以記錄歷史數(shù)據(jù)，同時還要完成SuiteVoyager服務(wù)器功能；S-ALARM主要運行報警數(shù)據(jù)庫，記錄系統(tǒng)運行過程中的報警數(shù)據(jù)，同時還要運行與MES的接口程序；S-Domain除了作為域控制器、完成DNS解析功能外，主要是作為IAS系統(tǒng)的GR存儲Galaxy系統(tǒng)數(shù)據(jù)。16臺監(jiān)控機中：工程師站主要完成PLC編程和現(xiàn)場工控網(wǎng)絡(luò)維護功能；管理機主要作為IDE開發(fā)和Intouch編程使用；智能儀表主要采集生產(chǎn)線上的計量儀器儀表等器件的參數(shù)，并通過其相應(yīng)的軟件對計量儀器儀表進行維護；報警管理主要是對報警數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，根據(jù)報警信息的級別，分別采取大屏顯示、聲光提示等措施；能源管理則是通過采集現(xiàn)場能源消耗情況，并統(tǒng)計匯總；其它監(jiān)控機則主要運行各條生產(chǎn)線的監(jiān)控畫面。

3、拓展系統(tǒng)功能

3.1優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

IAS主要由4臺服務(wù)器組成，其中S-IO1和S-IO2負責采集PLC數(shù)據(jù)，S-IAS1和S-IAS2主要運行IAS實例，由于兩臺IAS實例服務(wù)器任務(wù)繁重，造成任務(wù)延遲或不執(zhí)行，影響系統(tǒng)運行速度。而兩臺IO服務(wù)器相對空閑。為了改善系統(tǒng)性能，我們將兩臺IAS實例服務(wù)器和兩臺IO服務(wù)器重新分配任務(wù)，將IAS實例和其相應(yīng)的IO數(shù)據(jù)采集根據(jù)生產(chǎn)模型的模塊劃分，并考慮負載均衡的原則，平均分配給4臺服務(wù)器。重新分配IAS實例部署后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，為進一步提高系統(tǒng)性能，在S-IO1和S-IO2之間建立服務(wù)器冗余配置，在S-IAS1和S-IAS2之間建立服務(wù)器冗余配置，建立冗余后，如果一臺服務(wù)器發(fā)生故障，它所承擔的任務(wù)將瞬間自動移動到冗余服務(wù)器上執(zhí)行，從而大大提高了系統(tǒng)的安全性。

3.2監(jiān)控機房環(huán)境

制絲車間設(shè)備間是整個制絲管控系統(tǒng)的心臟，一旦出現(xiàn)問題將導致制絲生產(chǎn)的全面停頓，設(shè)備間UPS就是為這個心臟提供能源的部分，如果一旦出現(xiàn)問題，將導致系統(tǒng)癱瘓，數(shù)據(jù)丟失，后果不堪設(shè)想。為了便于監(jiān)控UPS運行狀態(tài)，充分發(fā)揮車間工控網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，將UPS通過SNMP卡連接到工控網(wǎng)絡(luò)，建立集控管理計算機與UPS的SNMP通訊，將UPS的相關(guān)參數(shù)傳遞到集控監(jiān)控計算機上，在監(jiān)控計算機上建立UPS監(jiān)控畫面，并將UPS電壓、電流、負載、機內(nèi)溫度等參數(shù)做記錄，以方便查詢。實現(xiàn)在集控室就可以實時的監(jiān)控UPS的運行狀況，出現(xiàn)異常情況可以及時發(fā)現(xiàn)、處理，實現(xiàn)對設(shè)備間UPS運行參數(shù)的實時監(jiān)控和歷史記錄。

精密空調(diào)負責為設(shè)備間提供合適的溫濕度，如果精密空調(diào)故障停機超過4個小時，則所有的計算機、服務(wù)器就會因高溫而損壞。建立精密空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)視空調(diào)運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，避免大的故障發(fā)生，實現(xiàn)對精密空調(diào)運行情況的實時監(jiān)控，實現(xiàn)異常報警功能，對于及時發(fā)現(xiàn)異常情況，及時處理空調(diào)故障，避免因空調(diào)故障影響集控運行具有重大作用。

3.3監(jiān)控工控網(wǎng)絡(luò)運行

制絲工控環(huán)網(wǎng)的運行狀態(tài)直接關(guān)系到整個制絲車間所有生產(chǎn)設(shè)備的正常運行，是保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵，因此，建立網(wǎng)絡(luò)運行監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時觀察網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常及時處理。在工控網(wǎng)絡(luò)中建立SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；安裝配置SNMP轉(zhuǎn)OPC服務(wù)器，提供OPC接口；為工控環(huán)網(wǎng)每臺交換機編寫SNMP屬性；安裝配置FSGatway服務(wù)，為監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)連接；分析西門子交換機參數(shù)，建立相應(yīng)的變量；編寫Intouch程序，實時顯示網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)；將關(guān)鍵參數(shù)記錄運行歷史，以便查詢分析；實現(xiàn)車間主干網(wǎng)運行情況實施監(jiān)控和交換機遠程登錄維護功能。

3.4監(jiān)控IAS系統(tǒng)運行

制絲車間集控系統(tǒng)是制絲生產(chǎn)的控制中心，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和控制指令的下發(fā)都需要和現(xiàn)場PLC進行數(shù)據(jù)通訊，對于現(xiàn)在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通訊故障，不具有專業(yè)技術(shù)知識或不熟悉集控開發(fā)程序的人員無法檢查、排除故障?，F(xiàn)在集控系統(tǒng)連接PLC有兩條線路，一條是主數(shù)據(jù)源，用于正常通信，一條是備用數(shù)據(jù)源，在主數(shù)據(jù)源發(fā)生故障時啟用，保證通訊暢通。該項目針對各個監(jiān)控計算機和各個PLC的連接，建立連接狀況監(jiān)控變量，對通訊情況進行實施監(jiān)控，并實現(xiàn)主數(shù)據(jù)源和備用數(shù)據(jù)源的強制切換功能。該程序，實現(xiàn)IO數(shù)據(jù)連接情況的實時監(jiān)控，集控操作人員可以通過監(jiān)控畫面直觀的查看IO數(shù)據(jù)通訊情況，并根據(jù)需要很容易的進行強制切換，排除部分因IO連接造成的集控系統(tǒng)故障。

制絲車間集控IAS系統(tǒng)主要以服務(wù)的形式運行在各臺服務(wù)器和計算機上，由于各種原因，IAS經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不更新、工單不下發(fā)等故障，經(jīng)檢查主要是因為IAS服務(wù)工作不正常引起的，一般要等所有生產(chǎn)線停車后重啟服務(wù)器來排除故障，操作難度大，影響生產(chǎn)。經(jīng)過對IAS系統(tǒng)的分析研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)各個服務(wù)是以引擎服務(wù)為載體運行于各個服務(wù)器和計算機上，如果有IAS工作不正常，只需要重啟相應(yīng)的引擎服務(wù)即可，而不必重啟服務(wù)器。該項目建立對各個引擎運行狀況的監(jiān)控，并能進行控制，實現(xiàn)對IAS系統(tǒng)引擎的管理功能。項目實施后，使集控操作工在不具備專業(yè)知識、不使用開發(fā)程序的情況下，可以直觀的檢查、管理引擎服務(wù)，排除IAS故障，縮短故障時間，保證正常生產(chǎn)。

4、加強設(shè)備管理

建立《工控網(wǎng)絡(luò)定期巡檢制度》，工控網(wǎng)絡(luò)對正常生產(chǎn)至關(guān)重要，為了更有效的保證生產(chǎn)，建立定期巡檢制度，定期對工控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行巡檢，并做好巡檢報告?zhèn)浒?。建立《外來人員訪問工控網(wǎng)絡(luò)登記制度》，建立《集控室來訪登記制度》，建立《設(shè)備間進入登記制度》，制定《制絲車間設(shè)備維修記錄單》，使維修內(nèi)容有據(jù)可查，并為維修質(zhì)量評價做準備。

加強計算機、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的維護。根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)巡檢規(guī)定，定期巡檢計算機網(wǎng)絡(luò)運行狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時維護，保證系統(tǒng)正常運行。及時處理計算機、網(wǎng)絡(luò)突發(fā)故障，避免影響正常工作。充分利用每次停產(chǎn)時間，升級服務(wù)器和計算機操作系統(tǒng)，定期升級防病毒軟件的病毒庫，系統(tǒng)查殺病毒。備份工控系統(tǒng)內(nèi)幾個數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建腳本。

5、結(jié)束語

通過以上措施的實施，大大提高了制絲集控系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)故障明顯減少，故障平均時間明顯縮短。