李文東(新特能源股份有限公司, 新疆 烏魯木齊 830000)
HART協(xié)議基礎(chǔ)下智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)
李文東(新特能源股份有限公司, 新疆 烏魯木齊 830000)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升與科技的進(jìn)步,工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)也相應(yīng)發(fā)生了改變,由傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的功能管理轉(zhuǎn)向智能化管理。目前,市場(chǎng)上基于HART協(xié)議基礎(chǔ)下的設(shè)備管理系統(tǒng)深受各個(gè)行業(yè)的青睞,在電力、石油化等領(lǐng)域中都占據(jù)重要的地位。工業(yè)儀表設(shè)備的管理系統(tǒng)走向智能化發(fā)展道路是未來的必然趨勢(shì),因此針對(duì)當(dāng)前多數(shù)還依靠手工、手動(dòng)進(jìn)行操作的管理系統(tǒng)要進(jìn)行科學(xué)改進(jìn),設(shè)計(jì)出能夠自動(dòng)識(shí)別命令,囊括設(shè)備自主管理、監(jiān)視與維護(hù)等功能的系統(tǒng)。
智能設(shè)備;管理系統(tǒng);研究
基于HART協(xié)議研發(fā)的總線技術(shù)能夠發(fā)揮設(shè)備管理系統(tǒng)的控制作用,但是這種狀態(tài)下的管理控制只能處于人工操作背景下,并不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各類儀表的智能控制與管理。本文主要進(jìn)行了智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究,針對(duì)當(dāng)前儀表設(shè)備管理系統(tǒng)的智能向發(fā)展進(jìn)行分析,并且設(shè)計(jì)出具備多種功能的系統(tǒng)軟件。
1983年HART協(xié)議面向全社會(huì)開放,為儀表控制管理領(lǐng)域提供了大力支持。以往,由于科學(xué)技術(shù)的限制,基于HART協(xié)議基礎(chǔ)的具備通訊能力的現(xiàn)場(chǎng)儀表使用量并不大,而隨著自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展,人們研究出更多可與HART協(xié)議通訊配套的軟件產(chǎn)品,這樣才促進(jìn)了儀表設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展,并為智能設(shè)備管理系統(tǒng)的完善提供了支持。如今,HART協(xié)議為用戶提供了充足的集成途徑,為智能儀表設(shè)備管理系統(tǒng)的研發(fā)提供了保障,因此在設(shè)計(jì)智能設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí)要遵守HART協(xié)議[1]。
運(yùn)用B/S結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)對(duì)所研究的設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn),本設(shè)備管理系統(tǒng)主要的運(yùn)行場(chǎng)所包括主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)PC機(jī),于主機(jī)上能夠分管其他子系統(tǒng),并可在現(xiàn)場(chǎng)PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)便捷管理,而二者均通過WEB服務(wù)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備進(jìn)行管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是為了擴(kuò)大系統(tǒng)管理功能,增加除控制功能外的其余功能,因此按照單進(jìn)程方式對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),開發(fā)多項(xiàng)功能模塊,包括系統(tǒng)主框架、調(diào)度模塊、標(biāo)定管理模塊、工作票管理模塊等。
(1)主框架程序功能模塊 主框架程序功能模塊是設(shè)備管理系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)的骨骼,支撐起中央處理功能與各個(gè)部分功能。主框架程序中要建立起主窗體,將設(shè)備管理系統(tǒng)中涉及的功能列表顯示出來,通過連接不同管理功能模塊,在主窗體上進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)整體的控制[2]。在窗口中顯示的各項(xiàng)功能列表,可以顯示出設(shè)備管理系統(tǒng)的管理對(duì)象,操作人員可通過窗口執(zhí)行不同的命令,如設(shè)備在線、設(shè)備離線、上載參數(shù)等,一旦在窗口進(jìn)行了操作就會(huì)有命令通過主窗體傳達(dá)到調(diào)度與控制模塊,形成連通作用,進(jìn)而進(jìn)行智能交互工作,促進(jìn)各個(gè)功能模塊的工作。
(2)調(diào)度與控制功能模塊 本設(shè)備管理系統(tǒng)是基于HART協(xié)議基礎(chǔ)下生成的,在進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)過程中,采用界面與邏輯分離的設(shè)計(jì)形式,在主框架功能中接受用戶的各項(xiàng)操作,一旦操作生成命令就會(huì)到達(dá)調(diào)度與控制功能模塊,因此這部分起到邏輯控制與組織的作用。調(diào)度與控制功能模塊接收命令信息后,開始進(jìn)行工作分配,其在系統(tǒng)儲(chǔ)存內(nèi)部中篩選組態(tài)信息,選定管理對(duì)象,實(shí)行管控的創(chuàng)建與恢復(fù)工作。該模塊負(fù)責(zé)程序從起始到運(yùn)行再到結(jié)束后的處理工作,當(dāng)運(yùn)行程序開始后,調(diào)度與控制功能模塊負(fù)責(zé)保全程序內(nèi)部信息安全,當(dāng)程序運(yùn)行終止后,又要進(jìn)行數(shù)據(jù)的銷毀。并且,調(diào)度與控制模塊作為接通主框架功能模塊的部分,其是將主窗體命令信息發(fā)送到其他功能模塊的載體,為所有功能模塊的交互工作架設(shè)了溝通橋梁。
(3)標(biāo)定管理功能模塊 標(biāo)定管理功能模塊主要任務(wù)是利用系統(tǒng)功能對(duì)操作人員的操作資格進(jìn)行權(quán)限判斷。標(biāo)定管理功能模塊可以直接與設(shè)備系統(tǒng)的信息管理模塊、用戶管理模塊進(jìn)行交互工作,分享這些功能模塊中的數(shù)據(jù)和信息。為實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì),可將標(biāo)定管理功能模塊作為可以接收數(shù)據(jù)信息的部分,創(chuàng)建用戶數(shù)據(jù)庫(kù)口指針、用戶管理接口指針,實(shí)時(shí)將接口處獲得的數(shù)據(jù)與信息反饋到調(diào)度與控制功能模塊[3]。在標(biāo)定管理模塊處建立的接口對(duì)象包括:用戶管理模塊、數(shù)據(jù)與信息管理模塊和報(bào)表管理模塊等。按照標(biāo)定管理模塊要求的軟件功能、界面的需求分類,以及處理邏輯和流程上設(shè)計(jì)的需要,設(shè)計(jì)成界面控制與顯示子模塊和數(shù)據(jù)處理子模塊兩部分。
(4)工作票管理功能模塊 工作票管理功能模塊的作用是獲取工作票信息。在設(shè)備管理系統(tǒng)中工作票管理功能模塊屬于不可或缺的部分,其在運(yùn)行過程中會(huì)同時(shí)與多個(gè)功能模塊進(jìn)行交互工作,因此在設(shè)計(jì)中可創(chuàng)建工作票線程、工作票界面、工作票資源釋放等程序,通過設(shè)立與其他功能模塊連接的接口,獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理工作,同時(shí)利用與用戶管理模塊連接的接口進(jìn)行工作票操作權(quán)限的控制。
綜上,HART協(xié)議基礎(chǔ)下的智能設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)重視各項(xiàng)功能模塊的功能開發(fā),利用正確的創(chuàng)建方法,提升不同功能模塊的工作能力,劃定設(shè)備系統(tǒng)各功能模塊的結(jié)構(gòu)和組成,推動(dòng)智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究進(jìn)展。
[1]王松林.基于EDDL的設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].西安電子科技大學(xué),2010.
[2]黃晗.基于HART協(xié)議的智能溫度變送器設(shè)計(jì)[D].哈爾濱工程大學(xué),2010.
[3]魏巍,劉楓.基于Hart的OPC服務(wù)器的開發(fā)和應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009,(10):27-29.
李文東(1987- ),男,漢,甘肅渭源人,大學(xué)本科。