一、前言
隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，在企業(yè)激烈競爭的條件下，要實現(xiàn)企業(yè)利益、員工利益和社會利益最大化，改造傳統(tǒng)控制系統(tǒng)模式、設(shè)計新的高效穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就成為必然趨勢，在原有系統(tǒng)中增加新的控制功能、控制方式及其它信息化渠道已成當務(wù)之急。總之，企業(yè)自動化及信息化建設(shè)是緊迫的,同時也是發(fā)展的必然趨勢。
從上世紀以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的各種企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展到今天的企業(yè)技術(shù)信息系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機監(jiān)測及控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、管理信息化系統(tǒng)，企業(yè)資源計劃以及利用內(nèi)、外聯(lián)網(wǎng)的客戶關(guān)系管理（CRM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）等。這種發(fā)展趨勢決定了企業(yè)自動化和信息化系統(tǒng)建設(shè)的必然性。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是企業(yè)實現(xiàn)自動化和信息化建設(shè)的關(guān)鍵部分，電廠SIS除了要有可靠的后臺實時數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)的大批量處理；還要有完備的容錯機制，網(wǎng)絡(luò)模型同時支持C/S和B/S方式。
二、系統(tǒng)描述及結(jié)構(gòu)
SIS系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場各生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)并存儲，繪制分析曲線和制作生產(chǎn)報表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)綜合了設(shè)備接口技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息管理技術(shù)等成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的理論基礎(chǔ)。
系統(tǒng)的組成主要包括：采集系統(tǒng)、上位機監(jiān)控系統(tǒng)、下位機系統(tǒng)和系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)，詳細介紹如下：
?。?）上位機系統(tǒng)：上位機主機采用工業(yè)PC機，根據(jù)需要可以配備打印機和大屏幕監(jiān)視器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及WEB服務(wù)器；根據(jù)系統(tǒng)需要還可以配置專門的采集站、操作員站、管理員站，即將采集、操作和管理分離開來。上位機系統(tǒng)軟件安裝的主要是監(jiān)控軟件，它的主要功能是通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)上位機與下位機間的數(shù)據(jù)，以及將下位機實時采集的數(shù)據(jù)進行各種處理，包括存入數(shù)據(jù)庫，流程圖、歷史趨勢圖、棒形圖、數(shù)據(jù)表顯示，打印輸出各種要求的報表。用戶還可以查看實時數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、下發(fā)控制操作命令、查看及查詢報警信息。通常上位機系統(tǒng)中含有系統(tǒng)管理員站、操作員站和工程師站等多種方式，某些要求比較高的系統(tǒng)常采用雙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、冗余系統(tǒng)和雙機備用系統(tǒng)。
?。?）下位機系統(tǒng)：下位機指現(xiàn)場測控智能裝置如DCS、PLC的功能，也可以是專用的RTU、智能儀表和智能控制器等。下位監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)形成了不少模式，如DCS、PC+PLC模式、PC+單片機模式、全部進口的PC+RTU模式及混合模式等。下位機系統(tǒng)也包含了先進而復(fù)雜的通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)，同時包含了多種不同的性能指標和標準。
?。?）系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)主要有無線通訊、有線通訊、載波通訊和光纖通訊。
a.無線通訊：如微波、擴頻通訊、衛(wèi)星通訊、銥星通訊、超短波通訊、短波通訊、GSM、CDMA、雙向無線尋呼等。
b.有線通訊：如公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的PSDNISDN和BISDN、采用雙絞線作為介質(zhì)的自建有線網(wǎng)。
c.光纖通訊：光纖通信以其高帶寬，高抗干擾性在信息通訊中得到廣泛應(yīng)用。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中已具備了應(yīng)用條件。
多數(shù)系統(tǒng)可采用如下結(jié)構(gòu)設(shè)計：
（4）采集系統(tǒng)
采集系統(tǒng)分為服務(wù)器和客戶端，服務(wù)器可采用RTDB進行采集，主要功能有：工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)歷史保存、報警數(shù)據(jù)的存儲；客戶端主要完成實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表查詢、報警信息查詢、報警處理、故障排除、曲線和棒圖繪制。電廠采集系統(tǒng)可以與企業(yè)的MES等系統(tǒng)連接。如下圖：
系統(tǒng)服務(wù)器軟件可采用力控企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace作為內(nèi)核，客戶端可采用力控監(jiān)控組態(tài)軟件做為人機界面，根據(jù)電廠的實際需要，軟件主要功能詳細描述如下：
在采集站中，力控具備完備的數(shù)據(jù)通訊接口，支持各種廠家的接口：支持霍尼維爾、橫河、?？怂共_、費希爾等廠家的DCS通訊；AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等廠家生產(chǎn)的PLC；導(dǎo)電、上潤、神港、理化、上潤、虹潤等廠家生產(chǎn)的調(diào)節(jié)器以及其它流行的智能儀表、智能終端；研華、研祥、中泰、康拓等廠家生產(chǎn)的板卡及相關(guān)的智能模塊；SIEMENS、三菱、富士等不同廠家的變頻器；各種不同的UPS設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等；PROFIBUS、Can、LonWorks、MODBUS、Opto22等標準的現(xiàn)場總線。另外，也可以按照用戶提出的通信協(xié)議和硬件接口，在較短時間內(nèi)開發(fā)新的驅(qū)動程序。
?。?）客戶端：
可視化系統(tǒng)是易操作的用戶界面以及美觀的圖形化設(shè)計，易操作、易管理的HMI界面，主要完成數(shù)據(jù)瀏覽和切換其他運行畫面，可以用IE瀏覽器直接瀏覽，是完整的“瘦”客戶端方式。電廠典型監(jiān)控畫面見下：
水處理
鍋爐
汽輪機
發(fā)電網(wǎng)絡(luò)
?。?）完善的用戶管理和方便實用的安全性設(shè)置
用戶可以建立不同級別多個用戶，級別和用戶名分別對應(yīng)于系統(tǒng)中的變量，利用這兩個變量的值可以自由設(shè)置操作權(quán)限。
?。?）實時和歷史趨勢曲線
可以形象地反映當前時間段中各變量的變化趨勢，以及同畫面下不同變量的趨勢比較。
?。?）系統(tǒng)數(shù)據(jù)棒圖
更形象地描述實時數(shù)據(jù)的大小，同類數(shù)據(jù)之間可以進行比較，以及判斷當前數(shù)據(jù)是否越限。
?。?）系統(tǒng)數(shù)據(jù)報表處理、查詢
可將同類型或有某種關(guān)系的變量形成一張報表，方便地瀏覽實時數(shù)據(jù)的變化和比較不同變量數(shù)據(jù)的大小，查詢歷史數(shù)據(jù)。
（10）數(shù)據(jù)庫定時、定量存儲
根據(jù)需要和企業(yè)、行業(yè)標準實現(xiàn)分析、處理、存儲數(shù)據(jù)，方便日后查詢，為日后查詢分析提供依據(jù)。
三、系統(tǒng)開放性：
力控軟件為開放式體系結(jié)構(gòu)，支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA標準。
以O(shè)LE、COM/DCOM、動態(tài)鏈接庫等多種形式提供外部訪問接口，便于用戶利用各種常用開發(fā)工具（如：VC++、VB等）進行深層的二次開發(fā)。
力控軟件提供了很多與外部應(yīng)用程序的控件和接口，其中有數(shù)據(jù)庫接口、運行畫面接口、外部關(guān)系型數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)提供豐富的與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫通訊的函數(shù)和多種組件，例如ODBC GATE、歷史轉(zhuǎn)儲和事件記錄等。
力控軟件完全支持DDE和OPC的客戶和服務(wù)器方式，采集站采用客戶端的方式，不需要另外安裝其他的組件和驅(qū)動程序。
四、系統(tǒng)選型：
一個電廠數(shù)據(jù)采集需要完成以下部分：
1、采集站：
根據(jù)需要可以采用工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等直接采集控制站的數(shù)據(jù)，也可以通過DDE、OPC采集操作站的數(shù)據(jù)。
2、服務(wù)器：
力控軟件是以實時數(shù)據(jù)庫為內(nèi)核的，可以采用力控軟件為系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)核。
3、標準客戶端：
標準客戶端采集服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)，部門可調(diào)度使用。
4、IE“瘦”客戶端
直接瀏覽服務(wù)器的數(shù)據(jù)，客戶端不需要裝任何軟件，適合廠長、辦公室使用。
5、關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口
可以和MIS、MES等系統(tǒng)連接的組件。
6、遠程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件
適合通過GPRS、電臺、MODEM等方式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。
7、電廠監(jiān)控畫面定制
根據(jù)現(xiàn)場的需要進行畫面定制。
