王壽震

（金陵石化 信息化與計(jì)量中心，南京 210033）

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、制藥等生產(chǎn)行業(yè)。本文所研究系統(tǒng)為Honeywell Uniformance PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是企業(yè)一體化解決方案（UMS，Unified Manufacturing Solution），主要涉及到系統(tǒng)內(nèi)部的RDI接口模塊對裝置DCS通訊協(xié)議的通訊過程，同時(shí)優(yōu)化與改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模式與架構(gòu)，利用工控VLAN網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)數(shù)采結(jié)構(gòu)的虛擬化。

1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫PHD340的接口模式

1.1 RDI接口通訊原理

Uniformance PHD為多層服務(wù)器結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置裝置、工廠兩級服務(wù)器結(jié)構(gòu)。各裝置的儀表間配置緩存服務(wù)器（Uniformance Buffer Server），通過各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫接口RDI將DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集到緩存服務(wù)器，做相對短暫的歷史存儲(chǔ)。例如，幾天或幾月（根據(jù)具體需要自定義歸檔文件大?。S主服務(wù)器通過PHD TO PHD RDI將緩存服務(wù)器的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集至主數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)裝置DCS，PLC等接口多樣性的特點(diǎn)，數(shù)采PHD緩存服務(wù)器上運(yùn)行不同的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口RDI。RDI是 Uniformance PHD從控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)的接口軟件，將采集到的數(shù)據(jù)存入PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。RDI與Uniformance配置工具相結(jié)合使用，具有診斷、恢復(fù)、配置等管理功能。

文中所論述的接口采用Honeywell的OPC RDI，TDC_LXS，CS RDI。TDC_LXS是PHD與Honeywell控 制 系 統(tǒng)APP節(jié)點(diǎn)機(jī)的專用數(shù)據(jù)接口；CS RDI是PHD與橫河CS控制系統(tǒng)的專用數(shù)據(jù)接口；OPC RDI是Honeywell針對OPC協(xié)議開發(fā)的通用數(shù)據(jù)接口。OPC是工業(yè)普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)接口，RDI FOR OPC通過DCS或現(xiàn)場設(shè)備的OPC Server采集相關(guān)數(shù)據(jù)，確保實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理及關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理兩大部分組成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，存儲(chǔ)從各裝置采集到的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并向應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。企業(yè)所用PHD340中Uniformance為全企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和管理，建立了一整套單一、開放、集成的一體化應(yīng)用平臺(tái)，開放型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成所有工廠的過程數(shù)據(jù)并支持相關(guān)應(yīng)用。它存儲(chǔ)與工藝流程相關(guān)的幾萬至十幾萬位號點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其他應(yīng)用程序可從這些數(shù)據(jù)中精選出有意義的信息，并對MES、計(jì)量管理系統(tǒng)、生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。這些信息可以用來指導(dǎo)工藝改進(jìn)，降低物耗，增加產(chǎn)量。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理具有以下主要功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理、歷史數(shù)據(jù)管理、標(biāo)簽定義管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等功能。

關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理主要依托于關(guān)系數(shù)據(jù)庫，關(guān)系數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必要的關(guān)系型數(shù)據(jù)，如用戶的權(quán)限管理和配置信息等。

1.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對外接口方案

企業(yè)Uniformance主要提供了4種接口途徑與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，分別是：

1）直接調(diào)用PHD提供的API函數(shù)。

2）通過PHD提供的關(guān)系數(shù)據(jù)庫與PHD的接口，用標(biāo)準(zhǔn)的SQL工具與PHD交換數(shù)據(jù)。

3）通過基于微軟IIS開發(fā)的Web Services接口，向外部應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

4）通過OPC Server接口向外提供數(shù)據(jù)。

在企業(yè)內(nèi)部中，通過PHD的OPC Server、API或Web Servcies接口，可完成與其它生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞。

2 可虛擬化數(shù)采接口的配置與分析

2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與DCS端的接口通信

PHD可通過多種過程數(shù)據(jù)接口，將DCS，PLC，F(xiàn)IX及其它類型控制器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，用于集成生產(chǎn)過程信息（如各種工藝參數(shù)）與高層次應(yīng)用程序（如先進(jìn)控制、優(yōu)化、過程管理）的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)。針對不同的DCS系統(tǒng)的接口類型，根據(jù)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的數(shù)據(jù)請求，從DCS監(jiān)控系統(tǒng)讀取生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并返回給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，數(shù)采Buffer接口站具有本地緩存功能，使系統(tǒng)在接口服務(wù)器與數(shù)據(jù)采集服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，數(shù)據(jù)采集不中斷。

2.2 中控ECS-100系統(tǒng)的數(shù)采接口

目前，中控ECS-100系統(tǒng)采用SCO文件的方式來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)組態(tài)信息。通常來說，中控的OPC Server包括了OPC DA標(biāo)準(zhǔn)和OPC AE標(biāo)準(zhǔn)的OPC服務(wù)器，可以向客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)也提供仿真數(shù)據(jù)供離線進(jìn)行調(diào)試。OPC Server綜合版，通過廣播模式可以和多個(gè)客戶端程序進(jìn)行連接，每個(gè)連接可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的交換，同時(shí)支持以診斷位號實(shí)時(shí)值的方式，對外提供控制器、通訊模塊、I/O模塊的診斷項(xiàng)的故障狀態(tài)[1]。

在開始菜單中選擇“選擇程序>OPC Server>OPC DA Server”，啟動(dòng)軟件。初次運(yùn)行時(shí)，需要選擇裝置對應(yīng)的SCO組態(tài)文件后，才可正常運(yùn)行。通過修改JXServer.ini配置文件屬性，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)組態(tài)的修改、位號只讀屬性的修改和主動(dòng)讀周期的修改。運(yùn)行后，即可以在本機(jī)使用OPC枚舉工具，在Localhost中搜索到名為SUPCON.JXServer.1的OPC Server名稱，在網(wǎng)絡(luò)通訊模式下即可查詢到位號實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)GOOD值。

接下來的一種采集方式是在數(shù)采OPC Server站上配置DCOM通道。首先，保證管理員級的用戶名和密碼上下端一致，通常為administrator/supcondcs。以Win10或WinServer2012為例，在組件服務(wù)我的電腦屬性中的默認(rèn)屬性中選定“默認(rèn)”和“標(biāo)識”，同時(shí)選擇面向連接的TCP/IP。COM安全下的“編輯限制”和“編輯”默認(rèn)值中，在結(jié)合了廠家官方文檔幫助及現(xiàn)場實(shí)踐情況，總結(jié)出下列必須的用戶/用戶組權(quán)限：administrator；administrators；everyone；interavtive；anonymous login；system；network；Distributed COM Uesrs，同時(shí)，所有用戶/用戶組、本地/遠(yuǎn)程啟動(dòng)和本地/遠(yuǎn)程激活選擇允許。接下來在DCOM配置中，OpcEnum和SUPCON.JXServer兩項(xiàng)的屬性常規(guī)頁上，身份驗(yàn)證級別為“無”，位置為在此計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序。安全頁面下的啟動(dòng)與激活權(quán)限、訪問權(quán)限、配置權(quán)限的編輯用戶為：administrator；administrators；everyone；interavtive；anonymous login；system；network。終 結(jié) 點(diǎn) 為面向連接的TCP/IP服務(wù)，標(biāo)識在上下級的OPC通訊協(xié)議中，一般采用交互式用戶。完成后，必須重啟機(jī)器之后使得DCOM配置生效，OPC Server全部配置完成后，然后數(shù)采buffer機(jī)器遠(yuǎn)程使用PsOPCClient工具查詢到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證DCOM通道下的數(shù)據(jù)已正確傳輸。

第二種采集方式是通過Remote RDI的接口模式，其原理為調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫RDI Server的遠(yuǎn)程接口方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集。首先，在下層數(shù)據(jù)所在機(jī)器上注冊Remote RDI的服務(wù)，遠(yuǎn)程通道的端口號配置54200，在桌面服務(wù)中選擇Uniformance Remote RDI啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，登陸賬戶為本地系統(tǒng)默認(rèn)賬戶，同時(shí)允許服務(wù)與桌面進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。其內(nèi)部機(jī)制是通過rditcpip.dll和rdiutils.dll的動(dòng)態(tài)鏈接庫為依托，實(shí)現(xiàn)與上層buffer機(jī)器的PHD RDI接口的數(shù)據(jù)通訊。

2.3 中控ECS-700系統(tǒng)的數(shù)采接口

目前，首先確定浙大中控ECS-700系統(tǒng)的配置情況，包括操作站、工程師站節(jié)點(diǎn)的IP地址、冗余交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。通常數(shù)采現(xiàn)場需要配備一臺(tái)微型電腦工作站，并正確安裝中控VF軟件及專用加密鎖（即軟件狗）認(rèn)證作為OPC Server，并且在中控VF組態(tài)軟件客戶端的系統(tǒng)信息中保證軟件狗的正確識別，如Visual Field未能正確讀取軟件狗內(nèi)的OPC授權(quán)信息，則OPC Server將在120min后無法接收到ECS-700控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)可信數(shù)據(jù)。接下來需要在DCS的工程師站上新增操作節(jié)點(diǎn)并生成對應(yīng)的控制A/B網(wǎng)址和信息網(wǎng)地址，同時(shí)在系統(tǒng)組態(tài)軟件中選擇全體增量發(fā)布，即完成了工程師站的配置工作。在數(shù)采OPC Server端的VF軟件中選擇系統(tǒng)全局選項(xiàng)，配置通訊地址完畢后，完成與DCS網(wǎng)絡(luò)的連接工作，到這里即可完成OPC Server的數(shù)據(jù)配置工作。

接下來在保證用戶名和密碼的上下級一致后，可通過上文論述的DCOM配置，來實(shí)現(xiàn)與上層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫Buffer機(jī)器的數(shù)據(jù)通訊，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫Uniformance RDI Server服務(wù)來完成與OPC Server的數(shù)據(jù)對接。首先，配置好OPC Server的DCOM，主要是SUPCON.SCRTCore和OPCEnum的多用戶權(quán)限，指定通訊賬戶和標(biāo)識用戶賬戶，安裝中控VF3.2/4.2軟件。與工程師站完成數(shù)據(jù)通訊后，接下來是作用域的下裝工作，將裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口接入OPC Server[1]。配置虛擬buffer機(jī)，并接入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)一與OPC站對接，網(wǎng)絡(luò)二接數(shù)采專網(wǎng)，在buffer機(jī)上創(chuàng)建與OPC服務(wù)器統(tǒng)一的通訊賬戶后并配置數(shù)采RDI采集接口，建立與OPC Server的訪問通道，并做好本地緩存機(jī)制。通過TPI工具完成buffer機(jī)與PHD服務(wù)器的SHADOW接口，并配置采集點(diǎn)與父節(jié)點(diǎn)。啟動(dòng)PHD服務(wù)器端與Buffer端的RDI接口，接口狀態(tài)正常ACTIVE后，即可正確采集到裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)位號值。

2.4 霍尼韋爾PKS系統(tǒng)的數(shù)采接口

確定Honeywell PKS系統(tǒng)的軟件版本與硬件配置情況，主要是冗余交換機(jī)和工程師站的內(nèi)網(wǎng)地址，確定DCS系統(tǒng)目前數(shù)據(jù)所在的Server A/B服務(wù)器。在系統(tǒng)各項(xiàng)配置安全的前提下，配置好裝置現(xiàn)場的OPC Server機(jī)器與DCS服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通訊暢通[2]。在OPC接口的協(xié)議下，使用具備管理員權(quán)限的用戶名及密碼與DCS服務(wù)器端一致。接下來需要在現(xiàn)場數(shù)采機(jī)器上配置DCOM權(quán)限來保證數(shù)據(jù)的正常通訊，具體情況與上文涉及到的DCOM一致。完成后須重啟本機(jī)，使用PsOPCClient枚舉工具來查詢到組態(tài)服務(wù)器上的HWHsc.OPC Server，接著可以add一個(gè)group組，選中數(shù)據(jù)查詢其實(shí)時(shí)值且屬性為good。到此，表明數(shù)據(jù)已經(jīng)成功從DCS服務(wù)器順利通訊至現(xiàn)場的數(shù)采OPC Server機(jī)器。

現(xiàn)場機(jī)器配置完成后，則使用另一塊網(wǎng)卡接入現(xiàn)場的數(shù)采專用交換機(jī)，通過專用虛擬VLAN網(wǎng)絡(luò)接入上層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫Buffer機(jī)器，Buffer機(jī)器通過RDI Server服務(wù)從下位機(jī)中取得裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再由PHD Server服務(wù)送入主服務(wù)器中，完成采集工作。

圖1 硬件設(shè)備USB設(shè)備配置列表Fig.1 Hardware Device USB device configuration list

3 數(shù)采接口虛擬化的研究與實(shí)現(xiàn)

3.1 中控ECS-100系統(tǒng)數(shù)采接口虛擬化的實(shí)現(xiàn)

目前，此類型接口的虛擬化分為兩個(gè)部分來完成：一是與DCS連接的硬件實(shí)體OPC機(jī)器替換為上層虛擬機(jī)器，即OPC Server與PHD Buffer的功能合二為一；二是中控OPC授權(quán)軟件加密鎖（即軟件狗）通過DIGI Anywhere USB Plus 這個(gè)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對Hyper-V 虛擬機(jī)的USB認(rèn)證。

首先，DCS控制器數(shù)據(jù)通過硬件防火墻后，由OPC通信專網(wǎng)接入數(shù)采專用的VLAN端口，保證安全性、隔離性、穩(wěn)定性、時(shí)效性。在與上層的PHD Buffer機(jī)器ping通以后，主要涉及中控JX Server OPC程序與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫PHD的Uniformance PHD Server和Uniformance RDI Server的用戶權(quán)限問題。由于需要與控制器的OPC服務(wù)器之間采用OPC（OLE for Process Control）協(xié)議來傳送數(shù)據(jù)和I/O信息，上層虛擬機(jī)的管理員用戶密碼需要與OPC服務(wù)器一致。為保證數(shù)據(jù)顯示的正確性，必須確保OPC服務(wù)器使用的組態(tài)與DCS控制站使用的一致。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的Uniformance采集軟件方面，PHD 340的接口軟件特性同樣也是Buffer機(jī)器的，管理員、用戶名和密碼必須與PHD 服務(wù)器所在機(jī)器一致。需要新增一個(gè)符合需求的權(quán)限用戶來完成數(shù)據(jù)的上傳工作，同時(shí)需要給予用戶Product Administrators用戶組權(quán)限，保證與PHD服務(wù)器的RDI接口可以正常啟動(dòng)ACTIVE。在Uniformance PHD Server和ULM License Server都正常安裝后，需要將服務(wù)中的PHD Server和RDI Server的登陸賬戶選擇為新增的PHD用戶，保證RDI接口與主服務(wù)器和中控OPC程序可以正常啟動(dòng)并采集與上傳數(shù)據(jù)。

圖2 授權(quán)軟件狗在Web平臺(tái)信息展示Fig.2 Information display of authorized softdog on Web platform

圖3 授權(quán)軟件狗硬件成功識別虛擬機(jī)界面Fig.3. The authorized softdog hardware successfully identifies the virtual machine interface

在完成中控JX Server與PHD Server的軟件配置后，下一步就是通過網(wǎng)絡(luò)來給予中控軟件狗的授權(quán)認(rèn)證，主要是由DIGI Anywhere Usb Plus這個(gè)硬件設(shè)備來完成這項(xiàng)工作。首先，需要在虛擬機(jī)上安裝Anywhere USB Manager這個(gè)軟件來識別網(wǎng)絡(luò)端的設(shè)備，完成后需要為本臺(tái)機(jī)器配置一個(gè)獨(dú)一的Client ID來用于遠(yuǎn)程設(shè)備的識別。啟動(dòng)軟件后，將自動(dòng)搜索本網(wǎng)段內(nèi)的DIGI設(shè)備，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備后需要通過Open Web UI這個(gè)功能來實(shí)現(xiàn)對硬件設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址管理和端口詳細(xì)配置。其次，登陸用戶名admin，密碼為設(shè)備銘牌上的出產(chǎn)預(yù)設(shè)碼，配置完成后需要Reboot來重啟DIGI硬件，使得網(wǎng)絡(luò)地址生效，再次登陸Web UI則可以直接在瀏覽器中輸入設(shè)備之前配置好的網(wǎng)絡(luò)地址來直接訪問，完成后開始對設(shè)備USB端口的按需設(shè)定，在System >Anywhere USB Configuration界面上，按照軟件狗的類型和USB端口做好一對一的對應(yīng)，如圖1所示。

Web UI端正確配置完成后，可以看到成功識別的軟件狗類型，可以根據(jù)類型及對應(yīng)的Client ID號來賦予所需要的虛擬機(jī)并進(jìn)行認(rèn)證，如圖2所示。

其中，Port1/3為中控ECS-100所用軟件狗的驅(qū)動(dòng)代號，Port2為中控ECS-700所用OPC授權(quán)軟件狗的驅(qū)動(dòng)代號。在虛擬機(jī)上，首先，ping通DIGI Anywhere USb硬件設(shè)備的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，接下來需要啟動(dòng)Anywhere USB Manager這個(gè)軟件，接著賦予所需軟件狗類型對應(yīng)的Client ID號，認(rèn)證成功后的界面如圖3所示。

可以看出：虛擬機(jī)端的中控OPC軟件已經(jīng)能夠被識別并由軟件狗正確認(rèn)證，同時(shí)在設(shè)備管理器中顯示Anywhere USB的硬件設(shè)備信息和OPC授權(quán)軟件狗的驅(qū)動(dòng)信息，具體情況如圖4所示。

從中可以找到與DIGI Anywhere USB PLUS硬件管理B/S端一致的設(shè)備信息，說明成功將軟件狗設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證到預(yù)設(shè)定好的虛擬機(jī)中控軟件中。

至此，硬件設(shè)備完全虛擬化的工作已經(jīng)全部完成，接下來做好對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫上層服務(wù)器的SHADOW接口，底層DCS數(shù)據(jù)采集接口在經(jīng)過硬件防火墻后，直接通過VLAN數(shù)據(jù)專網(wǎng)送至上層服務(wù)器虛擬機(jī)端，同時(shí)在上層硬件服務(wù)器端前仍然配備工控防火墻及OPC通訊策略來保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

3.2 浙江中控ECS-700系統(tǒng)數(shù)采接口虛擬化實(shí)現(xiàn)

V700系統(tǒng)軟件Visual Field具有矩陣式的分域控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)跨域通訊管理功能，其儀表通訊網(wǎng)絡(luò)由控制網(wǎng)A和控制網(wǎng)B冗余組成[2]，同時(shí)還配有一根信息網(wǎng)來進(jìn)行控制域內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)同步與備份。通常來說，現(xiàn)場配置數(shù)采硬件機(jī)器需要與控制網(wǎng)和信息網(wǎng)同時(shí)連通，工程師站需要做好作用域的新增節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)配置和組套全體發(fā)布，OPC Server站再完成Visual Field非組態(tài)版軟件的安裝與網(wǎng)絡(luò)配置和數(shù)據(jù)下裝的工作。同時(shí)，與中控OPC授權(quán)軟件狗完成認(rèn)證，即可以實(shí)現(xiàn)與DCS工程師站的數(shù)據(jù)通訊與采集。經(jīng)過大量分析與實(shí)踐論證，通過VLAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)跨網(wǎng)絡(luò)傳輸和軟件狗的虛擬化認(rèn)證，可以實(shí)現(xiàn)對V700 DCS的虛擬化數(shù)采。

通過一段時(shí)間的研究與觀察記錄，對V700的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊規(guī)律有了一定的認(rèn)識。其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要由控制網(wǎng)A進(jìn)行通訊，信息網(wǎng)一般為控制域服務(wù)，而數(shù)采機(jī)器屬于作用域，只負(fù)責(zé)接受實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不參與控制域的數(shù)據(jù)同步與備份，相關(guān)度較低?？梢酝ㄟ^VLAN網(wǎng)絡(luò)將DCS的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的控制網(wǎng)A與上層服務(wù)器的虛擬buffer機(jī)器接通，并做好硬件防火墻的相關(guān)安全配置，保證只允許上傳OPC/UDP通訊數(shù)據(jù)。

在V700的OPC授權(quán)軟件狗的認(rèn)證上，其大致步驟與硬件配置同上文的中控JX300一致，如授權(quán)認(rèn)證出錯(cuò)，則會(huì)導(dǎo)致VF軟件對外數(shù)據(jù)只提供采集10個(gè)位號，超出的位號采集值為0，可信度為-1，無法正確采集。在虛擬機(jī)VF軟件正確識別OPC授權(quán)軟件狗后，設(shè)備管理器與圖4所示一致，即可正常登錄中控V700的監(jiān)控軟件，同時(shí)正常采集數(shù)據(jù)。

圖4 虛擬機(jī)的設(shè)備管理器顯示認(rèn)證授權(quán)軟件狗信息Fig.4 The device manager of the virtual machine displays the authentication and authorization softdog information

圖5 V700虛擬機(jī)的設(shè)備管理器展示授權(quán)軟件狗信息Fig.5 The device manager of v700 virtual machine shows the information of authorized softdog

3.3 霍尼韋爾PKS系統(tǒng)數(shù)采接口虛擬化的實(shí)現(xiàn)

霍尼韋爾PKS系統(tǒng)的內(nèi)部通訊結(jié)構(gòu)由兩臺(tái)冗余服務(wù)器Server A/B，通過冗余交換機(jī)與工程師站和操作員站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊與組態(tài)等操作。通過實(shí)踐與論證，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端上層的PHD Buffer虛擬機(jī)器通過數(shù)采專用交換機(jī)，經(jīng)過配置獨(dú)立VLAN端口，在經(jīng)過DCS前端的硬件安全網(wǎng)閘設(shè)備后，與PKS系統(tǒng)的交換機(jī)空閑自適應(yīng)端口直接相連。這樣配置以后，遠(yuǎn)端上層的虛擬Buffer機(jī)器，即可以與PKS系統(tǒng)的服務(wù)器ServerA/B ping通。

接下來需要在上層Buffer機(jī)器上配置3個(gè)步驟：一是使用與PKS服務(wù)器一致的用戶名與密碼且具有管理員權(quán)限；二是根據(jù)PKS服務(wù)器的用戶權(quán)限配置好本機(jī)的DCOM（具體步驟與上文類似，故不再論述）；三是對PHD的RDI Server服務(wù)登陸權(quán)限修改配置為新用戶及密碼（與PKS服務(wù)器的OPC通訊用）。完成后則可以使用PsOPCClient端遠(yuǎn)程讀取到裝置Good屬性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如未正確配置會(huì)導(dǎo)致OPC讀取Bad錯(cuò)誤值[3]。采用虛擬化以后，Buffer機(jī)器的RDI接口即可直接實(shí)時(shí)地讀取到DCS正確數(shù)據(jù)，無須下位機(jī)的緩存與中轉(zhuǎn)作用，虛擬化工作完成。

4 結(jié)論

1）數(shù)采硬件設(shè)備虛擬化的成功實(shí)現(xiàn)，標(biāo)志著一種新的數(shù)采架構(gòu)。其打破了實(shí)體硬件結(jié)構(gòu)間的阻礙，同時(shí)不受制于現(xiàn)場空間、環(huán)境、電力等多重限制，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。原先數(shù)據(jù)采集設(shè)備都是安裝在現(xiàn)場的多個(gè)物理設(shè)備，這些設(shè)備分布范圍廣、運(yùn)行時(shí)間長、硬件性能低，維護(hù)的難度較大，也存在一定的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。一旦發(fā)生故障將造成較長時(shí)間的裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中斷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)、調(diào)度、節(jié)能、環(huán)保等各個(gè)信息系統(tǒng)的使用，而現(xiàn)在通過虛擬化的架構(gòu)及VLAN網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸，對數(shù)據(jù)接口計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中化虛擬化部署，大大降低了原本硬件設(shè)備的成本和故障率。同時(shí)，將數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一部署以后，可以更好地實(shí)現(xiàn)辦公網(wǎng)絡(luò)與工控網(wǎng)絡(luò)的有效隔離，進(jìn)一步提升工控網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。

2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫PHD及其衍生功能還需要進(jìn)一步地研究、探索和嘗試，同時(shí)與智能工廠的交互對接還可以繼續(xù)加強(qiáng)，與生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)的配合還需更深入的融合。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是企業(yè)信息化建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，是智能工廠與生產(chǎn)大數(shù)據(jù)時(shí)代的基石，是過程優(yōu)化控制和MES、ERP等生產(chǎn)應(yīng)用的前提和支撐，企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建設(shè)已成為流程工業(yè)企業(yè)信息化與數(shù)字化建設(shè)的一項(xiàng)重要工作。