MES HOLLiAS-Bridge生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)與OPC(DDE)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用

崔 爽，王 賀

中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司，吉林松原 131109

0 引言

在化肥這一生產(chǎn)行業(yè)中，企業(yè)為了提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，各個(gè)部門的生產(chǎn)裝置都會(huì)采用DCS或PLC控制。中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司是設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)15萬(wàn)噸合成氨，25噸尿素的老企業(yè)，從油頭造氣，到煤頭造氣，經(jīng)歷了痛苦的蛻變。到了21世紀(jì)，隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，各種實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大量存在，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的正?？陀^的分析就成了化工生產(chǎn)的改進(jìn)和提高的前提和基礎(chǔ)。然而由于公司的DCS生產(chǎn)自控系統(tǒng)是分工段各自獨(dú)立的， 生產(chǎn)過(guò)程的信息無(wú)法共享，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)專遞，提高企業(yè)管理工作的信息化水平，便于實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，降低成本，提高效益，公司決定上馬HOLLiAS-Bridge生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。

1 公司信息

為了使各個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)共享，降低消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)管理效率，中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司于2010年開(kāi)始安裝、使用HOLLiAS-Brigde生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。由于公司控制系統(tǒng)的種類繁多，要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)通信，情況比較復(fù)雜。

2 OPC(DDE)數(shù)據(jù)采集原理

1）DDE是一種動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)交換機(jī)制（Dynamic Data Exchange，DDE）。在使用DDE進(jìn)行通訊的時(shí)候，要有兩個(gè)Windows的應(yīng)用程序，其中的一個(gè)作為服務(wù)器來(lái)處理信息，另一個(gè)作為客戶端；

2）OPC全稱是Object Linking and Embeding（OLE）for Process Control,它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制應(yīng)用建立了橋梁；

3）dde技術(shù)是絕大多數(shù)控制系統(tǒng)都支持和采用的數(shù)據(jù)交換方式。但是，由于dde是基于windows信息傳遞而建立的技術(shù)，因此，當(dāng)通信量較大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新速度慢、安全性管理機(jī)制差、可靠性能低等現(xiàn)象，從而就有可能致使dde客戶程序在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)得不到回應(yīng)。和dde 技術(shù)相比，基于com和dcom技術(shù)的opc技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳送性能高、 安全性管理性能好、開(kāi)發(fā)成本低等特點(diǎn)。

應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖：

DDE和OPC通訊機(jī)制比較表

表1 DDE與OPC通訊機(jī)制表

在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，客戶可以選擇兩種方式讀取數(shù)據(jù)：緩沖區(qū)（CACHE）或設(shè)備（DEVICE）。從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)時(shí)可以有效地降低服務(wù)器負(fù)荷，從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要高一些。

3 MES HOLLiAS-Bridge與OPC、DDE的數(shù)據(jù)接口

MES HOLLiAS-Bridge可以很好的提高異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)的功能。通過(guò)OPC客戶端，DDE客戶端及轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以和其他的DDE服務(wù)通訊、OPC服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互。當(dāng)通過(guò)OPC、DDE通訊的點(diǎn)比較多時(shí)，或者DDE服務(wù)、OPC服務(wù)器和他們客戶端相互之間的通訊網(wǎng)絡(luò)不可靠時(shí)，為了提高M(jìn)ES HOLLiAS-Bridge系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性以及可靠性，可以使用MES HOLLiAS-Bridge的MisClient，它不僅可以作為標(biāo)準(zhǔn)的OPC客戶端軟件，可以和遠(yuǎn)程的OPC服務(wù)器或多個(gè)本機(jī)同時(shí)相連接，讀取OPC服務(wù)器中指定的Item的數(shù)據(jù)；另一方面，通過(guò)MES HOLLiAS-Bridge的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，完成OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)和MES HOLLiAS-Bridge系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。另外，DDE服務(wù)通過(guò)MES HOLLiAS-Bridge的DDE-OPC軟件轉(zhuǎn)成OPC服務(wù)器后，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

4 MES HOLLiAS-Bridge系統(tǒng)軟件功能

MES HOLLiAS-Bridge由6部分組成：

1）流程圖組態(tài)系統(tǒng)：設(shè)置MES HOLLiAS-Bridge系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)及訪問(wèn)權(quán)限；

2）界面顯示系統(tǒng)VIEW：用來(lái)顯示由DRAW系統(tǒng)組態(tài)的各種工藝流程圖；

3）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQL Anywhere：它是MES HOLLiASBridge系統(tǒng)核心，構(gòu)成分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)地處理數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)，請(qǐng)求處理數(shù)據(jù)服務(wù)、處理報(bào)警等功能；

4）I/O驅(qū)動(dòng)程序：負(fù)責(zé)MES HOLLiAS-Bridge與I/O設(shè)備通訊，將設(shè)備的數(shù)據(jù)讀出，送SQL Anywhere存儲(chǔ)，然后送運(yùn)行系統(tǒng)的畫(huà)面顯示；

5）網(wǎng)絡(luò)通訊程序（NET CLIENT/NET SERVER）：通過(guò)TCP/IP協(xié)議，是Intranet和Internet上的MES HOLLiAS-Bridge的Nodes之間進(jìn)行通訊；

6）Web服務(wù)器程序：為世界各地的遠(yuǎn)程用戶實(shí)現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。

5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MES HOLLiAS-Bridge生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的服務(wù)器安裝在生產(chǎn)調(diào)度室，用于數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、Web發(fā)布等各項(xiàng)功能。為了防止瀏覽的過(guò)程中病毒影響控制系統(tǒng)，在瀏覽和數(shù)據(jù)采集方面采取了三級(jí)保護(hù)方式。共集成了生產(chǎn)自控系統(tǒng)的5000多點(diǎn)，在保證網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)數(shù)據(jù)安全的情況下，以Web的方式實(shí)現(xiàn)了全公司生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控的應(yīng)用。

6 結(jié)論

MES HOLLiAS-Brudge系統(tǒng)自2009年投運(yùn)以來(lái)，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，對(duì)主要的生產(chǎn)工段的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、分析，使管理決策層對(duì)全公司的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握和了解，及時(shí)調(diào)整工藝生產(chǎn)參數(shù)，降低生產(chǎn)消耗，降低成本，提供企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]Wolfgang Mahnke，[德]Stefan-Helmut Leitner，Matthias Damm著.OPC統(tǒng)一架構(gòu)[M].馬國(guó)華，譯.機(jī)械工業(yè)出版社.

[2][英]Martin Fowler著.企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)模式[M].王懷民，周斌，譯.機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]陳龍平，岳有軍著.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[4]MES HolliAS-Bridge生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng).北京和利時(shí)HollySys.