王 昱

（中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017399）

引言

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（Production Information Management System，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PIMS）是一款工廠信息化軟件。它具有生產(chǎn)信息監(jiān)視及分析等功能，主要用于滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視、生產(chǎn)信息調(diào)度、生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)及分析、能耗及自控率統(tǒng)計(jì)等方面的需要。隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，管控一體化建設(shè)將越來(lái)越普遍，利用于管理的PIMS系統(tǒng)將會(huì)得到更多的應(yīng)用，PIMS測(cè)點(diǎn)數(shù)量會(huì)越來(lái)越龐大，大型數(shù)據(jù)庫(kù)也將得到更多應(yīng)用。

PIMS系統(tǒng)軟件通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的配置，可方便靈活地完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查找、管理、事故追憶、趨勢(shì)分析等功能，可滿(mǎn)足中天項(xiàng)目工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息化的需求。PIMS軟件的用戶(hù)安全管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)分布式管理，構(gòu)建復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。同時(shí)通過(guò)Web發(fā)布功能，工廠用戶(hù)可以直接訪問(wèn)站點(diǎn)，獲取最新的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

本文將根據(jù)PIMS系統(tǒng)在中天合創(chuàng)化工項(xiàng)目中的應(yīng)用情況，對(duì)PIMS系統(tǒng)的工廠應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟硬件配置等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 功能介紹

中天合創(chuàng)項(xiàng)目中，采用浙江中控軟、硬件實(shí)現(xiàn)PIMS的功能。浙江中控PIMS系統(tǒng)支持Web監(jiān)控和本地監(jiān)控兩種查看方式，工廠調(diào)度及技術(shù)人員在IE瀏覽器及本地監(jiān)控軟件中均可瀏覽實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)；系統(tǒng)維護(hù)管理人員可通過(guò)管理員權(quán)限，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

PIMS系統(tǒng)中，支持實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，包括整個(gè)系統(tǒng)的總貌、各部分系統(tǒng)的模擬圖、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備位號(hào)的運(yùn)行趨勢(shì)、報(bào)警等圖形監(jiān)控界面動(dòng)態(tài)刷新，與工廠實(shí)際DCS操作畫(huà)面一致，便于管理者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)同步監(jiān)控。

同時(shí)，通過(guò)PIMS軟件可以查看生產(chǎn)平穩(wěn)率及儀表自控率。各裝置技術(shù)管理人員可通過(guò)PIMS軟件，查詢(xún)各裝置區(qū)域?qū)崟r(shí)及歷史平穩(wěn)率、自控率數(shù)據(jù)（下頁(yè)圖1為平穩(wěn)率實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面），并導(dǎo)出報(bào)表供分析，以便更好地監(jiān)控工廠實(shí)際工況。

2 系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)配置

本項(xiàng)目由于點(diǎn)數(shù)較多，采用大型庫(kù)VxHistorian（ODS中心服務(wù)器）和PIMS服務(wù)器相結(jié)合的方式進(jìn)行配置。

ODS中心服務(wù)器安裝VxHistorian大型庫(kù)軟件，VxHistorain作為PIMS的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)使用，部署了采集服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、查詢(xún)服務(wù)、組態(tài)服務(wù)。VxHistorain接收數(shù)據(jù)采集器IOServer的數(shù)據(jù)并存檔。同時(shí)為PIMS提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。通過(guò)數(shù)據(jù)采集器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的擴(kuò)展。

PIMS服務(wù)器是同時(shí)部署了Web數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器功能的計(jì)算機(jī)，這種部署方式是目前PIMS系統(tǒng)的主流應(yīng)用模式。Web數(shù)據(jù)服務(wù)器為Web監(jiān)控提供數(shù)據(jù)，部署了Web服務(wù)、Web數(shù)據(jù)服務(wù)、統(tǒng)計(jì)服務(wù)及其他DCS提供的相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)，將數(shù)據(jù)下發(fā)到Web站點(diǎn)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器部署了IIS服務(wù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，使客戶(hù)端能夠通過(guò)權(quán)限配置對(duì)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。

項(xiàng)目中同時(shí)配置了隔離網(wǎng)關(guān)，隔離網(wǎng)關(guān)可完成信息交互任務(wù)，為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供安全保障；也用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊界安全，實(shí)施對(duì)關(guān)鍵服務(wù)器的重點(diǎn)防護(hù)；用于隔離異構(gòu)系統(tǒng)，避免局域網(wǎng)之間有病毒傳送；避免穿透連接，實(shí)現(xiàn)安全區(qū)域間邏輯隔離。數(shù)據(jù)支持單向、雙向傳送。

圖1 PIMS監(jiān)控平穩(wěn)率畫(huà)面

PIMS系統(tǒng)軟件由PIMS系統(tǒng)配置軟件、PIMS組態(tài)管理軟件、PIMS組態(tài)軟件、監(jiān)控用戶(hù)授權(quán)、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件、畫(huà)面繪制軟件、腳本編輯器、本地報(bào)表軟件、實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件等軟件構(gòu)成。

2.2 PIMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

底層ODS區(qū)域服務(wù)器與各個(gè)裝置的DCS系統(tǒng)屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，安裝IOServer軟件，從DCS的OPC服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)，并通過(guò)VxCollector軟件發(fā)送給ODS中心服務(wù)器。

ODS中心服務(wù)器安裝VxHistorian大型庫(kù)軟件，接收數(shù)據(jù)采集器IOServer的數(shù)據(jù)，并存檔。同時(shí)為PIMS提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。

Web服務(wù)器安裝PIMS軟件，從大型庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)，并對(duì)外發(fā)布，供L4層用戶(hù)查看。域服務(wù)器對(duì)同一個(gè)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中管理。

網(wǎng)絡(luò)示意圖如下圖2。

圖2 PIMS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

3 系統(tǒng)組態(tài)

3.1 VxHistorian組態(tài)

1）添加數(shù)據(jù)采集器。

大型庫(kù)運(yùn)行使用的軟件為VxLaunch，打開(kāi)軟件，啟動(dòng)大型庫(kù)相關(guān)服務(wù)。

通過(guò)VxSystemMangerTool，可以對(duì)大型庫(kù)進(jìn)行組態(tài)。在VxSystemMangerTool的選項(xiàng)中點(diǎn)擊采集器管理，可添加新的采集器，采集器名稱(chēng)需與ODS區(qū)域服務(wù)器的VxCollector上的采集器名稱(chēng)對(duì)應(yīng)。

添加完采集器后，需要把IOServer中的位號(hào)同步到大型庫(kù)中，點(diǎn)擊選項(xiàng)中的位號(hào)同步。選擇對(duì)應(yīng)的采集器，則該采集器新增的位號(hào)都會(huì)顯示在列表中，直接導(dǎo)入即可。導(dǎo)入后在VxSystemMangerTool中可以看到總點(diǎn)數(shù)的變化。

2）存檔組態(tài)。

存檔就是歷史數(shù)據(jù)的記錄，新建存檔目的是為歷史數(shù)據(jù)分配好存儲(chǔ)空間。

VxHistorian軟件的工具欄上“存檔組態(tài)”可進(jìn)行此操作，新建存檔時(shí)勾選上批量新建存檔，設(shè)置好存檔數(shù)量和存檔文件容量，點(diǎn)擊確認(rèn)即可批量新建存檔文件。一般情況下需要根據(jù)硬盤(pán)的大小來(lái)配置存檔文件，盡量把硬盤(pán)空間使用上。

默認(rèn)所有位號(hào)全部進(jìn)行存檔，如果需要修改，可以直接在位號(hào)組態(tài)中搜索相關(guān)位號(hào)，然后選中需要修改的位號(hào)進(jìn)行批量修改?；蛘邔?dǎo)出位號(hào)表，在EXCEL表格的ArchiveBArcSwitch欄中修改存檔屬性。

3）新增測(cè)點(diǎn)。

如果DCS組態(tài)修改，需要在大型庫(kù)中新增對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)，則需在三個(gè)地方修改：在IOServer中新增對(duì)應(yīng)OPC測(cè)點(diǎn)，并點(diǎn)擊更新組態(tài)；在大型庫(kù)中的位號(hào)同步中，把對(duì)應(yīng)采集器的位號(hào)同步到大型庫(kù)中；在PIMS中對(duì)應(yīng)畫(huà)面增加相關(guān)測(cè)點(diǎn)。

PIMS的組態(tài)與DCS有非常緊密的關(guān)系，為了方便PIMS的組態(tài)，在DCS組態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該規(guī)劃好PIMS的對(duì)應(yīng)模板。

3.2 PIMS組態(tài)

1）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置。

在子工程中的數(shù)據(jù)庫(kù)選項(xiàng)中不做任何設(shè)置，在大型數(shù)據(jù)庫(kù)中運(yùn)行模式選擇“實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)源”，并把VxHistorian的IP地址填寫(xiě)到IP地址欄中。那么PIMS的數(shù)據(jù)將全部從大型庫(kù)中獲取。

這樣組態(tài)的PIMS，如果備份到其他電腦上修改，因沒(méi)有連接大型庫(kù)，將找不到任何位號(hào)，修改時(shí)應(yīng)參照導(dǎo)出的位號(hào)表進(jìn)行組態(tài)。

2）PIMS流程圖組態(tài)。

由于歷史數(shù)據(jù)也由大型庫(kù)提供，因此PIMS的歷史趨勢(shì)組態(tài)也不需要做任何操作，僅需要增加對(duì)應(yīng)的操作小組，并把流程圖、報(bào)表等功能添加到PIMS操作小組中。

DCS流程圖畫(huà)面導(dǎo)入PIMS需要以下幾個(gè)步驟。

第一，需要對(duì)流程圖進(jìn)行版本轉(zhuǎn)化，利用PIMS系統(tǒng)工具中的流程圖工具，把VF流程圖版本轉(zhuǎn)化為PIMS流程圖。流程圖工具將會(huì)把OAO里的所有流程圖顯示出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為PIMS版本。

第二，把DCS的位號(hào)修改成PIMS位號(hào)。一般在IOServer組態(tài)時(shí)，OPC位號(hào)的規(guī)律是把DCS位號(hào)中的點(diǎn)“.”改成下滑線“_”，因此在DCS流程圖修改時(shí)可以批量把“.”替換成“_”。由于PIMS具有多張流程圖批量替換功能，建議導(dǎo)入到PIMS組態(tài)后再進(jìn)行批量替換。替換時(shí)選擇多個(gè)畫(huà)面，并把需要替換的畫(huà)面選擇到目標(biāo)畫(huà)面中即可。

在流程圖位號(hào)替換完成后，需要引入到操作小組中，并進(jìn)行發(fā)布。發(fā)布完成后打開(kāi)監(jiān)控畫(huà)面，檢查使用有錯(cuò)誤的位號(hào)，如果位號(hào)不存在將顯示“####”，如果位號(hào)組態(tài)錯(cuò)誤將顯示“？？？？”。一般需要把畫(huà)面中所有的“#”和“？”全部消除。如果發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)錯(cuò)誤，先進(jìn)行位號(hào)檢測(cè)，后按照上述3.1的第3點(diǎn)“新增測(cè)點(diǎn)”進(jìn)行位號(hào)添加。

4 結(jié)語(yǔ)

中天合創(chuàng)項(xiàng)目PIMS系統(tǒng)上線兩年有余，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作界面簡(jiǎn)潔，便于工藝技術(shù)人員在不影響DCS正常操作的情況下，查看并收集工廠實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)參數(shù)、平穩(wěn)率及儀表自控率等數(shù)據(jù)。儀控專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)該軟件維護(hù)、升級(jí)、修改等內(nèi)容。PIMS系統(tǒng)的應(yīng)用為中天項(xiàng)目自動(dòng)化的發(fā)展打下一定基礎(chǔ)。