HART協(xié)議基礎(chǔ)下智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)

李文東(新特能源股份有限公司， 新疆 烏魯木齊 830000)

HART協(xié)議基礎(chǔ)下智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)

李文東(新特能源股份有限公司， 新疆 烏魯木齊 830000)

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升與科技的進(jìn)步，工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)也相應(yīng)發(fā)生了改變，由傳統(tǒng)簡單的功能管理轉(zhuǎn)向智能化管理。目前，市場上基于HART協(xié)議基礎(chǔ)下的設(shè)備管理系統(tǒng)深受各個行業(yè)的青睞，在電力、石油化等領(lǐng)域中都占據(jù)重要的地位。工業(yè)儀表設(shè)備的管理系統(tǒng)走向智能化發(fā)展道路是未來的必然趨勢，因此針對當(dāng)前多數(shù)還依靠手工、手動進(jìn)行操作的管理系統(tǒng)要進(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，設(shè)計(jì)出能夠自動識別命令，囊括設(shè)備自主管理、監(jiān)視與維護(hù)等功能的系統(tǒng)。

智能設(shè)備；管理系統(tǒng)；研究

基于HART協(xié)議研發(fā)的總線技術(shù)能夠發(fā)揮設(shè)備管理系統(tǒng)的控制作用，但是這種狀態(tài)下的管理控制只能處于人工操作背景下，并不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場各類儀表的智能控制與管理。本文主要進(jìn)行了智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究，針對當(dāng)前儀表設(shè)備管理系統(tǒng)的智能向發(fā)展進(jìn)行分析，并且設(shè)計(jì)出具備多種功能的系統(tǒng)軟件。

1 HART協(xié)議簡介

1983年HART協(xié)議面向全社會開放，為儀表控制管理領(lǐng)域提供了大力支持。以往，由于科學(xué)技術(shù)的限制，基于HART協(xié)議基礎(chǔ)的具備通訊能力的現(xiàn)場儀表使用量并不大，而隨著自動化學(xué)科的發(fā)展，人們研究出更多可與HART協(xié)議通訊配套的軟件產(chǎn)品，這樣才促進(jìn)了儀表設(shè)備自動化發(fā)展，并為智能設(shè)備管理系統(tǒng)的完善提供了支持。如今，HART協(xié)議為用戶提供了充足的集成途徑，為智能儀表設(shè)備管理系統(tǒng)的研發(fā)提供了保障，因此在設(shè)計(jì)智能設(shè)備管理系統(tǒng)時要遵守HART協(xié)議[1]。

2 智能設(shè)備管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

運(yùn)用B/S結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)對所研究的設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)，本設(shè)備管理系統(tǒng)主要的運(yùn)行場所包括主機(jī)和現(xiàn)場PC機(jī)，于主機(jī)上能夠分管其他子系統(tǒng)，并可在現(xiàn)場PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)便捷管理，而二者均通過WEB服務(wù)遠(yuǎn)程對現(xiàn)場儀表設(shè)備進(jìn)行管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是為了擴(kuò)大系統(tǒng)管理功能，增加除控制功能外的其余功能，因此按照單進(jìn)程方式對系統(tǒng)內(nèi)部功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，開發(fā)多項(xiàng)功能模塊，包括系統(tǒng)主框架、調(diào)度模塊、標(biāo)定管理模塊、工作票管理模塊等。

3 針對智能設(shè)備管理軟件功能模塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)主框架程序功能模塊 主框架程序功能模塊是設(shè)備管理系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)的骨骼，支撐起中央處理功能與各個部分功能。主框架程序中要建立起主窗體，將設(shè)備管理系統(tǒng)中涉及的功能列表顯示出來，通過連接不同管理功能模塊，在主窗體上進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體的控制[2]。在窗口中顯示的各項(xiàng)功能列表，可以顯示出設(shè)備管理系統(tǒng)的管理對象，操作人員可通過窗口執(zhí)行不同的命令，如設(shè)備在線、設(shè)備離線、上載參數(shù)等，一旦在窗口進(jìn)行了操作就會有命令通過主窗體傳達(dá)到調(diào)度與控制模塊，形成連通作用，進(jìn)而進(jìn)行智能交互工作，促進(jìn)各個功能模塊的工作。

(2)調(diào)度與控制功能模塊 本設(shè)備管理系統(tǒng)是基于HART協(xié)議基礎(chǔ)下生成的，在進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)過程中，采用界面與邏輯分離的設(shè)計(jì)形式，在主框架功能中接受用戶的各項(xiàng)操作，一旦操作生成命令就會到達(dá)調(diào)度與控制功能模塊，因此這部分起到邏輯控制與組織的作用。調(diào)度與控制功能模塊接收命令信息后，開始進(jìn)行工作分配，其在系統(tǒng)儲存內(nèi)部中篩選組態(tài)信息，選定管理對象，實(shí)行管控的創(chuàng)建與恢復(fù)工作。該模塊負(fù)責(zé)程序從起始到運(yùn)行再到結(jié)束后的處理工作，當(dāng)運(yùn)行程序開始后，調(diào)度與控制功能模塊負(fù)責(zé)保全程序內(nèi)部信息安全，當(dāng)程序運(yùn)行終止后，又要進(jìn)行數(shù)據(jù)的銷毀。并且，調(diào)度與控制模塊作為接通主框架功能模塊的部分，其是將主窗體命令信息發(fā)送到其他功能模塊的載體，為所有功能模塊的交互工作架設(shè)了溝通橋梁。

(3)標(biāo)定管理功能模塊 標(biāo)定管理功能模塊主要任務(wù)是利用系統(tǒng)功能對操作人員的操作資格進(jìn)行權(quán)限判斷。標(biāo)定管理功能模塊可以直接與設(shè)備系統(tǒng)的信息管理模塊、用戶管理模塊進(jìn)行交互工作，分享這些功能模塊中的數(shù)據(jù)和信息。為實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可將標(biāo)定管理功能模塊作為可以接收數(shù)據(jù)信息的部分，創(chuàng)建用戶數(shù)據(jù)庫口指針、用戶管理接口指針，實(shí)時將接口處獲得的數(shù)據(jù)與信息反饋到調(diào)度與控制功能模塊[3]。在標(biāo)定管理模塊處建立的接口對象包括：用戶管理模塊、數(shù)據(jù)與信息管理模塊和報(bào)表管理模塊等。按照標(biāo)定管理模塊要求的軟件功能、界面的需求分類，以及處理邏輯和流程上設(shè)計(jì)的需要，設(shè)計(jì)成界面控制與顯示子模塊和數(shù)據(jù)處理子模塊兩部分。

(4)工作票管理功能模塊 工作票管理功能模塊的作用是獲取工作票信息。在設(shè)備管理系統(tǒng)中工作票管理功能模塊屬于不可或缺的部分，其在運(yùn)行過程中會同時與多個功能模塊進(jìn)行交互工作，因此在設(shè)計(jì)中可創(chuàng)建工作票線程、工作票界面、工作票資源釋放等程序，通過設(shè)立與其他功能模塊連接的接口，獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理工作，同時利用與用戶管理模塊連接的接口進(jìn)行工作票操作權(quán)限的控制。

4 結(jié)論

綜上，HART協(xié)議基礎(chǔ)下的智能設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)重視各項(xiàng)功能模塊的功能開發(fā)，利用正確的創(chuàng)建方法，提升不同功能模塊的工作能力，劃定設(shè)備系統(tǒng)各功能模塊的結(jié)構(gòu)和組成，推動智能設(shè)備管理系統(tǒng)的研究進(jìn)展。

[1]王松林.基于EDDL的設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].西安電子科技大學(xué),2010.

[2]黃晗.基于HART協(xié)議的智能溫度變送器設(shè)計(jì)[D].哈爾濱工程大學(xué),2010.

[3]魏巍,劉楓.基于Hart的OPC服務(wù)器的開發(fā)和應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009,(10):27-29.

李文東(1987- )，男，漢，甘肅渭源人，大學(xué)本科。