1.项目背景
青岛钢铁集团公司是一家大型钢铁企业,自动控制系统已在企业下属各分厂广泛应用。随着企业信息化应用要求的逐步提高,青钢企业信息化建设总体设想为:建立一个企业网络环境下的全厂生产过程数据采集、数据存储、数据查看、数据处理和数据管理的软硬件系统。该实时数据库软硬件平台应该能够实现企业网络环境下的实时数据采集、流程查看、趋势浏览、报表数据存贮记录与查看、生产调度等功能,从而实现企业过程控制系统与信息系统的网络集成和综合管理。
该解决方案可建立一套以生产系统为中心的实时数据库平台系统,把各分厂分散的自成体系的监控系统以分层、分级的方式进行集中管理和监控,迫切需要采用实时数据库系统来建立全公司统一的生产信息集成平台。通过实时数据库系统与全公司各分厂控制系统的连接,实现管理层与控制层的集成,为上层应用提供统一的数据平台。该系统应具备很强的数据实时性和完整性能力,同时填补ERP系统中从管理层到基础自动化层的“鸿沟”。基于实时数据库平台的青钢公司最终能够实现产、供、物的合理调配,使企业的生产计划、资源平衡、产品营销和预测决策良好运行,取得最佳经济效益。
青钢下属27个分厂,33条生产线/装置的控制系统有PLC、DCS,涉及多家国内外的厂商的系统产品。
2.系统方案设计
鉴于青岛钢铁公司生产规模较大,各厂分散,数据量多的情况,因此为了今后便于管理和维护,采用实时数据库产品来进行系统方案设计。
系统在青钢公司信息中心设置一台实时数据库服务器,该服务器负责存储公司所有现场控制系统的生产数据,远程数据采集机分布在各现场控制室,通过分布在现场监控机上的I/O Server获得数据,并通过企业级主干网将现场数据传送到实时数据库服务器。此外,在公司信息中心设置一台企业级信息门户服务器,为企业提供一个框架结构,把信息传递给每一个用户,包括从高级管理层和生产线的操作员到销售人员和分支机构,甚至到客户、供应商和合作伙伴,企业各层次的人员都可浏览与之相关的信息,了解正在进行的事件以及提高管理手段到了解正在进行的事件以及提高管理手段。厂长、总工、管理科室和车间管理人员等可通过实时数据库服务器的客户端软件或IE浏览器来了解现场的生产情况,并进行数据分析。在与青钢主干网相连的每个用户的PC机都可以根据需要和授权浏览所需信息(实时、历史、报警、报告和报表等)。在公司管理层每个办公室的电脑上看到的生产实时数据与控制系统保持一致,几乎没有时间上的延时。
3 系统方案说明
3.1 网络方案
实时数据库服务器和企业级信息门户服务器安置在信息中心,以双网卡连入公司主干网,其中一个网卡和现场数据采集机以及现场监控机划在一个虚拟网中,构成控制网；另一块网卡划入企业管理网,从而有效地隔离管理网和控制网,保证控制网安全。现场数据采集机如系统结构示意图所示与相应现场监控机组成本地局域网,各分厂局域网通过各厂交换机连入企业主干网,从控制设备到实时数据库服务器,数据流单向流动,保证了监控机的安全。
3.2 实时数据库
3.2.1 非凡的系统的连接性
和信公司开发了多种I/O Server,可以联接各式各样的设备(如:PLC、DCS、RTU等),通过FastDDE、Suitelink、OPC等通讯协议和专门用来开发I/O Server的工具包,任何新的系统都可以无缝的集成进现有系统。和信公司专门为工业应用设计了一个基于TCP/IP使用标准的WinSock接口的通讯协议,所传送的数据除包含数值外还包含数据品质标志和时间标签,因此具有自诊断功能,保证了工厂实时数据数据的可靠性。
可用Windows NT的性能监视器监视通讯状态；在网络理想情况下,以每秒96000个整型标记名(Integer)的速度同时向30个客户端传送数据；快速的通讯保证了实时数据库数据库能以秒级采集和存储数据。
