摘 要：貝加萊的可編程自動(dòng)化控制器（PCC）與數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)具有全開放、易擴(kuò)展、處理能力強(qiáng)和通訊功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了以其為主構(gòu)建的東海糧油食用油罐區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)，著重描述了該系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、主干通訊網(wǎng)絡(luò)的分布式體系和冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件與標(biāo)準(zhǔn)OPC協(xié)議以及該系統(tǒng)的主要功能及其特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：食用油罐區(qū)；監(jiān)控管理系統(tǒng)；貝加萊可編程自動(dòng)化控制器；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件；OPC協(xié)議
中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
0 引言
東海糧油工業(yè)（張家港）有限公司（以下簡(jiǎn)稱東海糧油）是由兩家世界500強(qiáng)企業(yè)——中國(guó)糧油食品 (集團(tuán))有限公司、美國(guó)ADM公司與新加坡KENSPOT公司聯(lián)合，共同投資興建的大型企業(yè)。它是著名的“福臨門”系列食用油的主要生產(chǎn)基地之一，也是全球最大的綜合糧油食品加工基地之一。為了配合國(guó)家食用油戰(zhàn)略儲(chǔ)備計(jì)劃的實(shí)施，東海糧油在原有一、二號(hào)罐區(qū)的基礎(chǔ)上，新建了三號(hào)和四號(hào)罐區(qū)，并還將陸續(xù)增建其它罐區(qū)，形成龐大的食用油戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地。所有新建罐區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)目前均采用貝加萊工業(yè)自動(dòng)化提供的成熟產(chǎn)品——可編程自動(dòng)化控制器PCC—2005系列作為其現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及控制站。
1 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成
如圖1所示，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)包括兩層主干通訊網(wǎng)絡(luò)——上層的管理網(wǎng)（工業(yè)以太網(wǎng)）和中層的控制網(wǎng)（高可靠性的冗余光纖環(huán)網(wǎng)）以及底層的現(xiàn)場(chǎng)總線。管理網(wǎng)與控制網(wǎng)通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)的光纖交換機(jī)和工業(yè)以太網(wǎng)的電氣交換機(jī)連接。若按功能劃分，則該系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)采集與控制級(jí)（I級(jí)）和監(jiān)視管理級(jí)（II級(jí)）。
I級(jí)系統(tǒng)以多臺(tái)貝加萊的PCC為核心，包括各現(xiàn)場(chǎng)PCC站、中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)和碼頭監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備。各PCC均掛接于控制網(wǎng)（冗余光纖環(huán)網(wǎng)）上，它們與各自的遠(yuǎn)程擴(kuò)展裝置分別通過(guò)POWERlink、PROFIBUS-DP和CAN等現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
II級(jí)系統(tǒng)則以系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器為核心，包括兩臺(tái)工作站和多臺(tái)Web客戶機(jī)和局域網(wǎng)客戶機(jī)。它們均通過(guò)數(shù)據(jù)交換機(jī)接入工業(yè)以太網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。
1.2 主干通訊網(wǎng)絡(luò)的分布式體系和冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)罐區(qū)的通訊網(wǎng)絡(luò)采用基于TCP/IP協(xié)議以及Server/Client配置方式的分布式體系結(jié)構(gòu)，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，易于擴(kuò)展采用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議構(gòu)建的通訊網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)器與各PCC之間的數(shù)據(jù)交換。同時(shí)控制器的各設(shè)備供應(yīng)商均提供以態(tài)網(wǎng)接口，能實(shí)現(xiàn)從底層到最上層的無(wú)縫連接和實(shí)時(shí)、高速的數(shù)據(jù)傳輸。
為了確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性和可靠性，采取了以下措施：
（1）在主干通訊網(wǎng)絡(luò)上使用冗余的光纖和電氣交換機(jī)，確保了整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
（2）在數(shù)據(jù)交換技術(shù)上采用接點(diǎn)帶寬控制、圍欄技術(shù)和流量有序控制技術(shù)，使數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中碰撞和堵塞的幾率大大降低。
（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)采用冗余環(huán)行光纖回路，若發(fā)生任意一處光纖介質(zhì)的損壞，通訊路徑仍可以自動(dòng)路由到其它通道，這樣就確保了整個(gè)數(shù)據(jù)通訊鏈路不會(huì)由于局部損傷而導(dǎo)致中斷。
1.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件與標(biāo)準(zhǔn)OPC協(xié)議
在數(shù)據(jù)服務(wù)器中裝入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的OPC協(xié)議采集貝加萊PCC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以PCC作為OPC server，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件作為OPC client。數(shù)據(jù)服務(wù)器將采集的數(shù)據(jù)直接以web 的形式提供給局域網(wǎng)上的各用戶，各客戶端能利用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽和分析等操作。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放原始數(shù)據(jù)和修正后的數(shù)據(jù)，來(lái)自該系統(tǒng)中各生產(chǎn)過(guò)程PCC分站的采集數(shù)據(jù)和手工錄入數(shù)據(jù)以及修正后的數(shù)據(jù)，均應(yīng)保存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件應(yīng)對(duì)各種來(lái)源、各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理組織，以標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，既應(yīng)保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，也應(yīng)方便數(shù)據(jù)的查詢和應(yīng)用。
