力控组态软件

力控组态软件（共7篇）

力控组态软件 篇1

0 引言

目前, 我国正处于工业快速发展阶段, 对工业现场所应用的设备要求也就很高, 而在工业现场中, PLC以其适用性强、体积小, 重量轻, 能耗低、维护方便, 容易改造、稳定性高等优点在生产控制中得到广泛应用。由于PLC应用对象一般都是大型生产流水线或大型生产设备, 整个设备布局较大较广, 在设备调试或日常运行期间, 很难对程序的执行结果进行监控, 遇到零部件损坏也不能第一时间进行分析判断。如果把被控对象用计算机进行模拟仿真, 并先期进行程序调试, 就可以很直观的展示整个设备运行情况及程序设计中存在的不足, 避免了实际调试中的危险及设备损耗, 整个调试过程将变得比较形象, 还可以根据客户要求, 不断进行功能的调整, 使产品更完善, 更具竞争力。“组态软件”就是用软件提供的工具、方法在计算机上观察控制的过程及结果, 完成用软件来模拟设备 (被控对象) 的工作, 形成监控。“组态软件”能监控PLC的内部各种存储器及参数数据并通过计算机串口与PLC之间进行信息交换及处理, 将各种参数以变量值的形式传输出, 供上位机使用、处理。

而通常把控制、管理、监控作为新型工业自动控制系统划分的三个层次。控制层多以PLC为主;监控层的软件采用工业组态软件 (力控、MCGS等等) 实现完成数据分析处理、流程控制、报警和安全机制、现场数据采集、监控数据曲线和报表输出、企业监控网络及动画显示等功能。

1 多种液体自动混合系统的工作流程

1.1 工艺过程分析

如图1所示, 是一个液体混合装置的工作示意图, 是将三种液体按一定的比例进行充分的混合后, 再根据生产要求, 加热到一定的温度, 用于下一生产要求。

2 监控系统设计

2.1 动画图形设计

1) 液体混合控制加热设备窗口, 是一幅模拟生产过程并实施远程监控及远程控制的动画窗口, 是该工程首先显示的图形启动窗口。“管道”通过“流动块构件”实现;“传感元件、液体混合容器、加热装置、搅拌装置、电磁阀”由“对象元件管理库”调入。

2) 定义数据变量

3) 控制流程的实现

要实现对该装置的有效控制, 需通过选用“模拟设备”对构件的属性进行设置, 通过选用“循环策略中的脚本程序策略块”功能构件, 对控制对象进行编程。

4) 输入输出设备

输入信号:传感原件的接通与断开;输出负载:加热装置的开启与停止、搅拌电机的启动与停止、电磁阀的开启与关闭。

5) 动画连接

力控软件实现动画连结的步骤是先设置相应的动画属性再将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接。在模拟调试过程中, 图形对象的状态特征和外观, 由数据对象分析控制, 从而实现图形的动作效果[1,2,3,4,5]。

6) 仿真界面显示情况

画面显示多种液体混合加热装置的具体位置;画面显示多种液体混合加热装置液体的变化情况[6,7,8,9,10], 以验证PLC及一些执行原件运行是否正确[11,12];画面显示多种液体流动情况;画面配合PLC发出的开关信号仿真多种液体混合加热装置画面的形式并对比PLC程序执行的结果, 显示多种液体混合装置搅拌情况及加热情况是否正常, 整个画面连贯、完整, 画面效果仿真度高, 形象逼真。

7) 仿真装置可实现的功能

该仿真多种液体混合装置的界面分两部分, 一部分是多种液体混合装置的内部图, 一部分是多种液体混合装置的外部图, PLC程序没有任何的附加限制, 不同用户所编写的PLC程序, 实现的多种液体混合装置运行方式也不同, 即多种液体混合装置的运行方式只受用户的控制要求而改变, 而不受仿真控件的限制。仿真程序仿真的多种液体混合装置[13]可以满足PLC实验对控制对象的所有要求, 整个系统柔性度很高。

2.2 设备连接

模拟系统外部结构如图2:

2.3 PLC虚拟控制系统框图

如图3所示:

3 结语

该方案结构简单, 计算机作为上位机, 运行力控组态软件, 是远程监控与远程控制的平台;可编程序控制器作为系统控制核心, 在程序的控制下按照要求正常运行。计算机机与可编程序控制器通过串口进行数据交换及信息处理。

摘要：以多种液体混合加热装置控制为例, 重点介绍了PLC和组态软件之间的数据联系。通过该方法, 可以在控制室利用现场1/O接口传递信息, 实现对工业现场的自动控制。

关键词：组态软件,PLC,工业现场,仿真

力控组态软件 篇2

力控自动化软件平台在长庆“数字化”油田中的应用

关键词： 数字化油田 SOA架构 监控组态软件 ForceControl GIS系统 概述：

长庆“数字化”油田是一个复杂的、多层结构的信息化系统，该项目集成了多种硬件平台、软件平台、多种开发工具、多个厂家共同实施和开发的特大型“数字化”项目，实施周期长，项目中将采用几千套的力控监控组态软件做为基础的油井、气井、联合站、集输等油田关键生产的数据采集与集成，同时力控企业实时数据库pSpace做为海量分布式数据管理平台起到集中数据处理与存储的作用，力控系列产品家族做为基础的自动化软件平台和数据中心管理平台为数字化油田基础的数据采集与管理发挥了巨大的作用。

项目背景介绍

长庆油田为国内第二大油田，矿产资源登记面积25.78万平方公里,跨越5省区，长庆油田管理的7万口油、气、水井分布在37万平方公里的鄂尔多斯盆地，涉及4省（区）、数十个市县，各采油、采气厂比较分散独立，管理难度之大、企业成本之高可想而知。

为了降低企业成本、完善企业管理、提高企业在行业的竞争力，长庆油田成立了数字化建设项目组，利用采油工艺整体优化技术、油藏管理技术、自动控制技术、计算机网络技术、数据整合技术、数据共享与交换技术，结合油田特点，集成、整合现有的综合资源，创新技术和管理理念，建立全油田统一的生产管理、综合研究的数字化管理系统，实现“同一平台、信息共享、多级监视、分散控制”，达到强化安全、过程监控、节约人力资源和提高效益的目标。

项目实施与应用情况详细介绍 2.1项目的规划

数字化油田项目采用面向SOA的服务的多层架构，系统与地理信息系统、视频系统、管理信息系统无缝集成，所有的生产数据完全由力控自动化软件平台采用分布式构架进行远程汇总。以建设“油气田生产运行管理系统”为枢纽，建立面向油气田生产、科研、管理、经营的生产管理调度系统和信息资源共享平台，做到油气田生产管理指挥智能化、办公自动化、管理信息化、信息资源网络化、业务处理电子化以及决策科学信息化，实现油气田生产管理的高度协调统一，把油气田建设成为现代化的数字油气田。

长庆油田采气厂与输油处SCADA系统，先将采气厂与输油处的数据由各个分厂采集至西安长庆大厦信息中心，为生产与调度提供原始数据，同时给Google Earth电子地图系统提供方便的数据接口。

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2.2、系统网络拓扑图 2.2.1系统整体网络图

长庆数字化油田系统结构图图例注释应用服务器WEB服务器ERP系统工程师防病毒服务器工程师大屏幕备份服务器NAS分发交换机数据库服务器办公大楼交换机核心交换机 工业隔离设备数据应用中心Internet路由器应用服务器防火墙工业安全隔离设备防火墙各厂数据中心硬件防火墙实时数据库 从服务器3 U冗余实时数据库 主服务器 实时数据整合关系数据库磁盘阵列千兆交换机长庆油田数据处理区路由器工业隔离设备工业隔离设备工业隔离设备工业隔离设备ADSLModem工业隔离设备ADSLModem工业隔离设备ADSLModem工业隔离设备ADSLModem力控软件力控软件力控软件力控软件力控软件力控软件力控软件ADSL链路采油一厂采油二厂采油三厂采气一厂采气二厂采气三厂采油四厂各采油●●●●●●采气●●●●●●厂 长庆油田有多个采油厂每个采油厂的信息化程度千差万别、使用的硬件设备和软件也不相同。每个厂需要采集点数为6000/4000余点。数据的实时性、安全性、可靠性是油田数字化的基础，为了建立安全可靠的数据平台，在各分厂采用北京三维力控科技的监控组态软件ForceControl6.0和力控科技自主知识产权的实时数据库产品pSpace。ForceControl6.0与pSpace可以很好的无缝集成，保证了数据的安全可靠。

该信息化项目将采用几千套的监控组态软件做为基础的油井、气井、联合站、集输等油田关键生产的数据采集与集成，力控企业实时数据库pSpace做为海量数据管理平台起到集中数据处理的作用，该项目完全是一个多层结构，多种软件平台、多种开发工具、多个厂家实施的特大型数字化项目，力控产品家族在该项目中做为基础的自动化软件平台和数据中心平台发挥了巨大的作用。

分厂信息处理举例：

信息中心针对数据管理平台配备两台冗余的服务器，在内网中运行，为确保网络安全，专门配置一台双网卡服务器,一网口采集第三方软件的数据，另一网口接入至VPN专网，力控ForceControl6.0组态软件以OPC方式采集第三方的数据,将采集的数据一方面交由本地实时数据库pSpace处理，另一方面通过力控的NetServer组件，供远端力控实时数据库pSpace快速访问数据。各分厂需要采集的数据数据经力控分布式实时数据库pSpace进行数

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据汇总后，统一送到面向SOA服务结构的管理系统中。

2.2.2采油（气）厂网络拓扑图

2.3采油（气）厂实施方案

长庆油田的众多采油（气）厂，虽然信息化程度千差万别、使用的硬件设备和软件也不相同，但采用的网络结构大体相似。下面以力控软件在苏里格油气田的解决方案为例，详述采油（气）厂的方案实施。

2.3.1 现场系统现状

由于油田油井负荷监控的设备五花八门，各家产品的技术手段完全不一样，油井负荷控制RTU里的的传输协议，通讯标准也无法做到统一，而长庆油田选用的厂家设备众多，因此监控组态软件配合厂家实现的手段也各种各样，对监控组态软件开发厂家提出了集成的挑战，而RTU存储的负荷数据进到上位机监控组态软件后，各个厂家实现的手段也不一样，有的用文件方式做存储，有的采用关系数据库做存储，由于模式不一样，比如常见的C/S、B/S网络发布各家采用的开发模式都不一样，同时厂家技术力量的参差不齐也为以后的系统维护带来很多的隐患。由力控forcecontrol6.1做为统一的采集平台进行内网web发布与数据传输，满足了各类集成商统一部署的需要，对以后系统扩展和升级带来了便利。

2.3.2力控解决方案

厂家的负荷管理的数据部分统一采用关系数据库做存储，自己控制和管理，自己实现WEB发布后，与力控forcecontrol6.1的发布功能进行集成发布，这样的好处是厂家自己的监控管理软件出现问题的时候不会干扰到力控的软件，方便后续改造和升级。

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井场控制站现有PLC/RTU负责采集井场的数据，如压力，流量，温度等等，通过GPRS/电台的方式往集气站发送数据；集气站装有PC机，安装拥有国内大量SCADA应用案例的力控组态软件采集来自井场的数据，每一个集气站大约采集50-60口井的数据，同时可以考虑在集气站设置RTU采集单元，对一些集气站的信号进行采集并上发；建造2-3座气处理厂，通过光纤采集若干集气站的数据，同时处理厂装有DCS控制系统，采集本厂的数据；通过在输油管道关键部位、油气区重点路段和井场、井站安装视频监控、设置电子视频跟踪锁定及传声警示等电子遥控系统，实现异常情况自动报警，监控出入油区的车辆、人员。在油气厂调度中心建造一个生产调度中心，安装具有很高性能的实时数据库pSpace通过光纤采集集气站的数据和气处理厂以及来自管网的数据，实现统一的管理。

厂级调度中心提供系统的全部功能，实现在调度中心通过计算机系统远程监控场站、天然气输配管网的运行情况，企业级实时数据库pSpace5.0 Server做为SCADA实时服务器负责处理、存储、管理从场站、输配管网各远程站点传送来的实时数据，同时又为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。历史数据经压缩处理后存放在pSpace5.0 Server历史库中，也可以通过pSpace5.0 ODBCRouter写入关系型数据库ORACLE中。SCADA实时数据服务器运行通信管理软件，可完成与各远程站点的通信链接、协议转换、网络管理等任务。

苏里格气田开发是长庆创新实施数字化的典型。实施数字化管理前人工巡井是3天1次，如今控制平台可实现每5分钟电子巡井一次，巡井频率是人工巡井的800多倍。这个气田将来生产规模达到200亿立方米以上，建设的气井和集气站将分别达到上万口、120座，数字化管理可将用工的目标控制在2000人以内。数字化给长庆人观念带来革命性变革，成为长庆油田实施低成本战略、加快油气田开发的驱动力。

3、数字化大油田的构建 3.1调度中心数据平台

在西安长庆大厦信息中心长庆油田可采用企业级的实时、历史数据库，汇集各采油（气）厂的数据，采用面向SOA的服务的多层架构软件平台，数据处理系统与地理信息系统、视频系统、管理信息系统无缝集成，将超过众多厂家的SI在统一平台上进行开发、实施和部署。将所有厂区工艺画面都进行了适合于WEB发布的形式重新组态，按地图中不同的节点配置不同的INDEX.HTM文件，可以很直观的从电子地图访问到某厂的某个站控系统当前的运行情况。

利用SOA架构的接口标准化、业务功能模块化、跨平台和重用性等优点集成视频系统实时远程视频监控生产、生活区安全关键点状态；安全异常、突发事件自动报警及应急指令调度处理；集成管理信息系统实现了物资供应部门从计划到采购、库存、消耗整个物流的管

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理过程，实现了采购业务与投资计划、财务与成本、库存等信息集成，提供油田所需各类物资管理报表，利用系统数据进行全局性的统计分析计算，为领导提供决策支持。

3.2力控软件与视频系统的集成

与视频监控系统进行良好的集成，支持SCADA画面如何与视频画面进行联动，可以与数字视频技术基于服务器端与客户端方式的开放融合。

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3.3力控软件与GIS系统的集成

北京三维力控科技开发的ForceControl监控软件具有丰富的组件接口，软件可通过GIS组件实现与GIS系统的无缝集成。GIS组件支持Mapinfo与ArcGIS的地图文件格式，支持组件方式集成GIS-GPS的功能，利用脚本和VBA调用可充分互动。

根据输油气管网信息管理的实际情况，我们采用B/S模式和C/S模式相结合的技术开发方案。在数据管理、专业应用中采用C/S结构模式，其他办公部门以及用户则采用B/S结构（即浏览器方式），两种结构共享同一数据库中的数据。B/S结构是基于Internet/Intranet应用技术之上，通过Web Server调用应用程序，实现信息的录入、修改、查询、统计等操作。GIS利用数据的空间属性，将地理信息和数据库结合在一起，通过图形、符号、颜色对网点分布、状态等，对统计数据信息进行反映，实现数据信息的可视化。

3.4力控软件与ERP系统的集成

力控软件“动态”数据源的设计保证了B/S和C/S等网络模式的数据访问，除了访问自己的实时历史数据库，同步也支持SQL关系数据库和国外大型实时历史数据库等多种数据库系统，系统的参数管理提供了参数的“动态”注册，方便负载调度，历史数据存储归档支持数据定时存储、条件存储、变化压缩存储、趋势压缩存储等多种技术，具备更强大的生产数

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据分析与统计功能，并且软件具有丰富的数据接口方便的与ERP系统的集成。

4、效益分析

力控科技系列产品在长庆油田从苏里格数字化项目开始到现在应用已经有3年多了，力控系列软件平台在数字化项目中的作用发挥巨大。

力控组态软件 篇3

广域网WAN (Wide Area Network) 也称远程网。通常跨接很大的物理范围, 所覆盖的范围从几十公里到几千公里, 它能连接多个城市或国家, 或横跨几个洲并能提供远距离通信, 形成国际性的远程网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网, 它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互联起来, 达到资源共享的目的。常见的广域网形式有ADSL、VPN、GPRS/CDMA等几种。

力控监控组态软件基于.NET的开发平台, 其网络构架分为服务器和客户端模式, 保证在广域网上进行稳定、可靠、迅速的双向实时数据传输和控制。力控监控组态软件结合其相应的组件可以通过ADSL、VPN、GPRS/CDMA等链路实现在广域网的应用。

1 ADSL链路的力控软件解决方案

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行3个相对独立的信道, 从而避免了相互之间的干扰。通常ADSL在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高3.5 Mb/s的上行速度和最高24 Mb/s的下行速度。从通讯速度和实际硬件成本的角度考虑, 这种Internet接入方案比较常用。网络拓扑如图1。

当服务器位于中心监控机房 (有固定IP) 并接入Internet时, 客户端可以通过ADSL“拨号”的方式接入Internet, 客户端、服务器端使用力控的“Data Server”组件或者是“Comm Server”, 将数据从实时数据库“RTDB”中取出, 然后通过已经建立的链路, 将数据“转发”, 实现数据远程共享, 如图2。

力控Comm Server是一个网络通讯的服务器组件, 它是远程实时数据库的一个服务组件, 是远程通讯的核心组件, 支持采集站与服务器间以各种物理层方式来互相通讯。

力控Data Server扩展组件:Data Server可以将运行力控软件的计算机虚拟成一个“从设备” (Slave端) , 其他SCADA软件、调度系统可以作为主端 (Master端) 从力控系统上采集数据。Data Server与Comm Server不同的是Data Server可以主动上传数据, 并且支持都是国际标准的通讯协议, 可以和第三方进行标准通信, 而COMM-SERVER是力控专有协议, 适合力控软件之间通讯。

2 VPN链路的力控解决方案

虚拟专用网络VPN (Virtual Private Network) , 可以理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的2个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路, 就如同架设了一条专线, 但是它并不需要真正铺设光缆之类的物理线路。这就像去电信局申请专线, 但是不用给铺设线路的费用, 也不用购买路由器等硬件设备。VPN技术原是路由器具有的重要技术之一, 在交换机、防火墙设备或Windows XP等系统中也都支持VPN功能, VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。

在实际使用VPN网络中的2台计算机时, 就可以简单地看作2个不同网段的“局域网”内的计算机之间的相互访问和资源共享来配置使用了。

服务器端计算机在10.10.10.0/24网段中, 客户端计算机在10.10.20.0/24网段中, 利用力控中的“DATASERVER”组件, 或者是“Comm Server”组件, 通过VPN通讯链路的方式, 即可实现数据的广域网内的传送。

3 GPRS/CDMA链路的力控解决方案

通用分组无线服务技术GPRS (General Packet Radio Service) , 是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。它经常被描述成“2.5G”, 也就是说这项技术位于第二代 (2G) 和第三代 (3G) 移动通讯技术之间。通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道, 提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式, 只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换。GPRS是一种以全球手机系统 (GSM) 为基础的数据传输技术。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同, 是以封包 (Packet) 方式来传输, 因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算性价比的角度上考虑的, 其使用性更高。

GPRS的传输速率可提升至56 Kb/s甚至114 Kb/s。而且, 因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器, 所以连接及传输都会更方便容易。图3即是远程监控通过GPRS链路拓扑。

GPRS网络中的另外一种设备DTU是指数据终端设备 (Data Terminal Unit) , 可以理解为下位GPRS发射终端, 在进行通信时, 传输数据的链路两端肯定存在DTU在它的作用下对所传信息进行格式转换和数据整理校验。GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS网络进行传送的GPRS无线设备。

力控Comm Bridge组件:力控Comm Bridge是配合I/O驱动程序使用的一个扩展组件。通过Comm Bridge, 原来仅支持直接串口通信的驱动程序可以通过GPRS/CDMA等移动网络对I/O设备进行数据采集, 也可以和CommServer通讯程序配合使力控软件之间通过GPRS/CDMA等移动网络进行通讯来满足SCADA系统的需要。在实现中心站与多个DTU通信时, 由于Comm Bridge对每个DTU采用了单独的信道管理与数据缓冲区管理, 数据收发控制采用并发处理算法, 因此通信效率不会因DTU数据量的增加而受到影响。

控制站和现场分布IO通讯, 将现场数据采集到控制站, 控制站和现场HMI通讯, 现场HMI把现场的数据采集到上位机, 现场的HMI相当于“客户端”DTU登录注册到GPRS网络上, 数据中心站的“服务器”端, 通过力控的“Comm Bridge”控件加“IOServer”实现数据远端的采集, 从而完美地解决广域网数据共享问题。

利用力控监控组态软件与其组件经过简单的参数配置, 方便地实现了在广域网内对生产、设备远程实时监控管理, 满足了企业信息化的需要, 使企业在节省成本、保证生产安全的前提下实现管控一体化。

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力控组态软件 篇4

近年来多媒体技术和数字通信技术的发展为图像远程传输的实现创造了必要的技术基础，特别是光纤与3G等通信技术的普遍使用，实现了在SCADA系统中的遥视功能。远程图像监控作为新型的信息交流手段，不仅使上级调度或监控中心的运行人员能直接监视生产现场的各种设备和各个角落，监视并记录设备及运行的安全情况，更加深入地分析问题、处理事故，提高SCADA系统的安全性和可靠性，而且还能为事后分析提供有关图像资料，可使主管领导加强安全生产监督和管理，及时了解现场实况，实施更加科学的生产调度和决策，大大提高调度管理水平，更加有效地处理突发事件。

结合当前先进的IT技术，基于SOA架构、结合.NET平台技术的力控eForceCon监控组态软件支持B/S和C/S混合模式，实现了与视频监控、多媒体无缝集成，实现了数据和视频的有机结合，支持SCADA画面与视频画面联动，可以与数字视频技术基于服务器端与客户端方式的开放融合。通过网络设备可以将图像进行远程传输，实现图像的远程监视、远程控制等功能。力控eForceCon视频监控系统可以提供强大的图像处理功能，调节图像的亮度和对比度等，即使是在很低照明度的情况下，也能得到高质量的被监控对象的图像，并且可以将图像保存成通用格式，在专业图像处理软件中进一步处理。

下面以海康威视的视频组件功能进行详细介绍。

1 图像预览

通过摄像头获取视频信号显示在监控系统中，能够实现视频画面的多画面显示 (1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81) ，也能全屏显示指定通道内指定摄像头的视频图像。可以固定分辨率也可以选择自定义通过拖拉组件随意选择大小。如果没有设置成只显示视频画面，则在视频画面的右侧显示已连接的设备列表和操作按钮，可以选择设置初始运行程序时读入设备列表，在运行时就可以看到默认连接的设备，同时可通过网络发布对视频监控画面，发布在Web上，用户可以通过网络访问监控画面。如图1所示。

2 云台控制

对于云台可以进行控制操作，向上下左右4个方向转动，并可以设置预制轨迹使其自行运动。单击相应的图标来调整云台，可以控制方向、光圈、聚焦、变焦、雨刷和灯光以及云台的自动扫描。控制云台转动时，可以调节控制速度。云台控制界面如图2所示。

3 报警

报警类型可分为移动侦测报警、视频信号丢失报警、遮挡报警和信号量报警等。移动侦测报警可设置移动侦测参数，除了可配置侦测区域外还可以配置布防时间、报警处理方式以及灵敏度等。遮挡报警可配置遮挡报警参数，可查看已设置的遮盖报警区域，同时可设置遮盖区域，即按住键盘的“Ctrl”键拖动鼠标设置遮挡区域，在已设置区域被遮挡后立即产生报警。

报警查询方式可分为“布防”和“监听”两种方式。两种报警方式都可以接收到设备上传的移动侦测报警、视频信号丢失报警、遮挡报警和信号量报警等信息。

当设备的报警方式设置为“布防”时，对选定的设备进行布防、撤防，布防后力控eForceCon主动连接设备，读取设备产生报警信息，撤防后将不再主动连接设备并不再读取设备产生报警信息。

当设备的报警方式设置为“监听”时，力控eForceCon可设置监听端口，在设定的端口上监听并接收设备主动上传的报警信息，可以任意查看视频设备的报警信息。

报警的处理方式有监视器上警告、声音警告、上传中心、触发报警输出、发送邮件五种方式。可通过设置报警类型选择相应的报警处理方式。同时可在力控eForceCon中自定义报警响应及结束动作，将指定的信息及时地反映给监控用户。

4 实时录像和抓图

在视频播放过程中可以实时录像和抓图，可以播放/停止所有视频。在控件的属性页可设置录像及抓图的保存路径。

可对如图3所示的“录像计划”进行设置，如录像时间、预录时间、录像延时等。单击“设置”按钮，进入定时录像计划设置界面。可以设置定时录像的时间段，并可以选择录像类型。如果选择全天录像，则只能设置录像类型。如果设置录像方式为移动侦测或报警录像，则还要对移动侦测和报警的布防进行设置。

5 语音对讲、转发

语音对讲能实现PC机与设备间音频的发送和接收。语音转发功能实现将待编码后发送的音频数据转发给设备。

6 日志

通过设置查询日志的类型、开始时间和结束时间，就可以查询到操作的日志信息，可选择全部的信息日志或者只显示报警信息日志，并可查看相应操作发生的时间、是否成功、具体操作以及错误信息的错误号。

7 丰富的参数配置

力控组态软件 篇5

近年来,随着核技术在许多领域的应用和发展,放射性有毒气体对环境的污染以及核生产现场的安全越来越受到人们的关注。为了有效防止放射性有毒气体对环境的污染和核生产过程中事故的发生,建立科学完善的环境辐射监测系统显得尤为重要。在监测系统的建立过程中,上层监控组态软件与下层现场工业设备之间的数据交互是系统运行的核心。如何建立上位机与现场设备之间的数据通讯联系是保证数据正常交互的根本要求[1]。本文研究了上位机力控组态软件如何实现与网络化环境辐射监测设备有毒气体监测监测仪之间进行实时数据通讯的问题,以实现上位机对现场环境中的各种放射性异常情况进行远程监控的目的。

1 C#.NET和力控组态软件

1.1 C#.NET

C#(读作C Sharp)是微软公司发布的一种面向对象、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。C#强调以组为基础的软件开发方法,融合了Visual Basic的高效易用和C/C++语言的灵活强大等诸多优点,去掉了它们的一些复杂特性。在.NET框架下的System.NET命名空间为需要进行网络访问的开发人员提供了WinSock接口的接管实现,其中的Socket类用于实现Berkeley套接字接口,并为实现网络编程提供了大量方法。在应用协议层面上,通常使用构建于Socket类之上的TcpClient类和TcpListener类,其位于System.NET.Sockets命名空间中。相比位于底层的Socket类提供了更高层次的抽象,封装TCP套接字的创建,无需处理连接的细节[2]。其中TcpClient类为TCP网络服务器提供客户端连接,其构建于Socket类之上,以提供较高级别的服务,即用于在同步阻止模式下通过网络连接、发送和接收数据。TcpListener类专为服务器端设计,用于监视TCP端口上传人的请求,接收传入的连接请求并创建TcpClient实例以处理请求,并可使用此连接发送和接收数据包[3]。

1.2 力控组态软件

环境辐射监测系统上位机使用的监控软件是北京三维力控公司的力控组态软件ForceControl V7.0监控组态软件。该监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件,最大特点是能以灵活多样的组态方式而不是编程方式进行系统集成,它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法,只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态,便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。该监控组态软件可以与多种类型控制设备进行通信,对于采用不同协议通信的I/O设备,多数都有相应的I/O驱动程序,通过I/O驱动程序来完成与设备的通讯。该工业组态平台与I/O设备之间一般通过以下几种方式进行数据交换:串行通信方式、网络节点(支持TCP/IP协议、UDP/IP协议通讯)方式、DDE方式、OPC方式。力控组态软件基本程序及组件包括:工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种数据服务及扩展组件等,其中实时数据库是系统的核心[4]。力控组态软件结构如图1所示。

2 监测仪与力控软件通讯建立

2.1 监测仪与力控软件主机间网络组建

为了实现上位机组态软件对现场有毒气体参数的实时采集,需要配置的通讯硬件包括:正泰交流接触器、ART阿尔泰模块、串口服务器(USR-TCP232-300)、光电收发器、光纤熔接盒、光缆等设备。数据采集的通讯网络如图2所示。

2.2 客户端力控组态软件通讯配置

上位机客户端力控组态软件通信配置主要步骤包括:①定义I/O设备:在工业组态平台开发系统导航器窗口中双击“I/O设备组态”,启动IoManager。选择“标准MOD-BUS”类中的“MODBUS(TCP)”;②设备属性配置:双击弹出“设备配置”对话框,在“设备名称”中输入逻辑设备的名称、设备描述、更新周期、超时时间。点击下一步输入设备地址(如:192.168.1.11)端口为502,通信方式选择TCP/IP网络方式;③采集配置:该步骤包括保持寄存器写操作、分包配置和线圈功能码的选择。写单个寄存器表示:HR保持寄存器单寄存的写入操作,一般设备支持该命令,一条命令只能写一个寄存器。简单的数据类型可以用这条命令支持,如8位、16位的数据类型可以用此命令写入。写多个寄存器表示:HR保持寄存器多寄存器的写入操作,一条命令可以写多个寄存器的值。复杂的数据类型用这条命令支持,如32位,64位的数据类型。05功能码表示:选中后线圈下置命令用05功能码执行。打开数据库组态,选择数据库新建点,选择相应的点类型(如模拟量I/O点)。点击“继续”按钮,填写点名,其它默认。点击数据连接分页,常用的是PV(现场实时值),选择要连接的设备名称,连接项一栏点击“增加”以增加链接项,根据需要设置相对应的内存区地址以及偏移地址、数据格式、读写属性,则完成了数据在监控界面动态显示的连接全过程。

2.3 服务器端通讯接口程序开发

现场有毒气体监测仪安装的监测软件为NetRMS V2.0网络化实时辐射监测系统,该软件采用Microsoft Access数据库进行实时数据存储,此数据库为实时数据库并且不具备多用户同时访问特性。该特性导致:一方面该数据库不具备大数据智能检索功能,另一方面在监测软件写数据的同时,不允许第三方开发的OPC服务器访问数据库,从而导致上位机无法通过OPC方式直接与其进行数据交换,需要开发通信接口驱动程序来连接该设备。在勘察了现场软件的工作特点后发现,有毒气体监测仪本身提供了以太网接入端口,如果通过此端口接入不但能保证监测主机本身的稳定运行,同时也能保证采集数据的及时有效传输。为了实现上位机与有毒气体监测设备的正常通讯,本文使用C#语言开发一个基于.NET Framework类库的数据通讯接口程序。该程序功能为:一方面作为本机客户端(Clinent)与本机的有毒气体监测软件建立通讯来获取监测数据;另一方面上位机客户端力控组态软件又将该接口程序作为数据服务器Server来获取要采集的数据。

2.3.1 程序设计思路

有毒气体监测软件采集程序本身具有TCP SERVER(服务端)监控功能,鉴于此特点,在不影响本身程序运行的情况下,通讯接口程序作为客户端与有毒气体监测服务器连接,将有毒气体监测软件中的数据存储到MODB-USServer程序中,然后在MODBUSSERVER实例转发出去,同时力控组态软件与内嵌在MODBUSServer中的通讯程序建立连接,该程序将数据同步转发到力控组态软件监控主机上。力控组态软件和通讯接口软件之间的通讯流程如图3所示。

通讯接口程序请求与有毒气体监测软件建立通讯主要是利用.NET框架提供的TcpClient类实现,通讯建立成功后,接口软件进行数据读取并判断数据的正确性,同时将数据保存在MODBUSServer程序中。当客户端力控组态软件向接口程序发出数据通讯请求时,接口程序中的MODBUSServer.cs程序利用.NET框架提供的TcpListener类与其建立联系并向力控组态软件发送数据。

2.3.2 通讯程序具体实现

(1)请求连接。通讯接口程序与有毒气体监测软件通过TCP进行连接,程序代码如下:

(2)数据存储。通讯接口程序与有毒气体监测之间进行数据传输时,有个数据包协议,按照指定的数据包格式检测数据的正确性。判断数据正确后通讯接口程序将有毒气体监测软件中的A、B数值属性填入提前声明并初始化好的MODBUSSERVER实例Bus里。其程序如下:

(3)建立力控组态软件与通讯接口程序连接。

3 结语

本文将Visual C#.NET作为开发工具,通过编写各功能模块对应的操作程序及力控组态软件通讯配置,实现了有毒气体监测设备与力控组态软件之间的数据通讯功能,达到了预期设计目标。

参考文献

[1]雷雨,陈白宁.基于OPC的S7-300PLC与力控组态软件通讯实现[J].成组技术与生产现代化,2011,28(1):47-50.

[2]刘刚.基于OPC的厂站数据采集系统的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2008.

[3]刘蓓莉,刘大红.基于Visual C#的网络通信编程技术[J].电子科技,2013,26(11):151-153.

力控组态软件 篇6

随着现代化工业生产规模的日益扩大, 工业自动化应用日益呈现规模化、复杂化和广域分布化的特点。信息化时代的到来, 使得用户对SCADA系统的功能和结构都提出了更高的要求。Internet、FCS、GSM、GPRS等网络技术的发展, GIS、GPS、面向对象技术、神经网络技术以及Java等技术的融入, SQL、ODBC、OPC的标准的完善, 也为SCADA系统纵向上与MIS、MES、EPR等系统的集成, 横向上与GIS、视频系统、WAP等综合应用提供了技术支撑。图1所示为现代大型“工厂模型”三层架构图。

本文结合工程实例, 以力控大型SCADA的软件eForceCon为例, 介绍SCADA软件与GIS、视频系统、WAP等的综合应用。

2 eForceCon结合视频图像监控功能的应用

传统的SCADA系统, 一般实现了遥测、遥信、遥脉、遥控等功能, 实现了对远方设备的监测和控制, 然而对于一些无人值守的行业现场运行环境, 如通信行业的的动力机房、电力行业的某些变电站、环保行业的某些检测设施、灌区的泵站闸门等, 还需要视频图像监控, 才能更好地实现对现场运行设备在防水、防火、防盗以及检修等方面的监控。

近年来多媒体技术和数字通信技术的发展为图像远程传输的实现创造了必要的技术基础, 特别是光纤与3G等通信技术的普遍使用, 使得在SCADA系统中实现遥视功能也成为了现实。远程图像监控作为新型的信息交流手段, 不仅能使上级调度或监控中心的运行人员直接监视生产现场的各种设备和各个角落, 监视并记录设备及运行的安全情况, 更加深入地分析问题、处理事故, 提高SCADA系统的安全性和可靠性, 而且还提供事后分析的有关图像资料。

结合当前先进的IT技术, 基于SOA架构、结合.NET平台技术的力控eForceCon监控组态软件支持B/S和C/S混合模式, 实现了与视频监控、多媒体无缝集成, 实现了数据和视频的有机结合, 成功地应用于某灌区信息化系统中。

系统采用先进的数字处理技术, 使得图像质量更高, 更易于保存, 通过网络设备可以将图像进行远程传输, 实现图像的远程监视、远程控制等功能。图2为监控画面流程图。

3 e ForceCon结合GIS功能的应用

将GIS作为现代化的信息系统引入SCADA系统, 将为用户提供便捷的图形和数据资料的录入、管理、查询、分析以及丰富的辅助决策功能, 必将大大地提高SCADA系统的应用水平。

利用力控eForceCon监控软件与GIS系统的无缝集成能够把企业生产的各种信息与反映空间位置的图形信息有机地结台在一起, 根据用户的需要对这些数据进行处理和分析, 并提供决策支持。

力控大型SCADA软件eForceCon与GIS系统的集成成功地应用于昆仑燃气的生产指挥系统中。

燃气为高危险性气体, 面对突发事故, 必须进行快速决策和抢修, 将影响范围减到最小, 避免事故的进一步扩大。由于燃气管网多埋于地下, 且相邻管线错综复杂, 导致在进行抢修和决策时不能快速分析判断故障点和其影响范围。图3、图4为eForceCon与GIS系统结合画面图。

为了实时准确地掌握输气管道情况及其他设备运行状况, 中石油昆仑燃气公司采用力控eForceCon与GIS系统集成建立了公司核心管网的地理信息数据库, 建造燃气管网系统模型, 把管网图形信息、属性数据, 乃至管网日常维护数据、燃气用户信息等都综合到数据库中, 提供了高质量的数据库管理、规划、管道工程辅助设计、事故处理、管线设施查询分析、输入、编辑及维护。此系统不仅能大大提高工作质量及生产效率, 也能提高供气的安全度及可靠性, 加强策划及抢险应变能力, 从而提高服务质量, 加快了决策和抢修的速度, 大大缩小了影响范围。

4 eForceCon结合WAP的应用

无线应用协议WAP (Wireless Application Protocol) 是数字移动电话、Internet或其他个人数字助理机 (PDA) 、计算机应用之间进行通信的开放的全球标准。通过WAP技术, 可以将Internet的大量信息及各种各样的业务引入到移动电话、PDA等无线终端中。

SCADA系统监控调度中心的领导及相关人员希望能够随时随地的得到监控系统的实时数据及报警信息, 以便快速处理事故及相应问题。

力控基于IIS服务器, 使用ASP.NET等快速开发工具集成eForceCon来构建企业信息门户, 支持PDA掌上终端通过Internet来访问力控的Web服务器。通过WAP采用PDA智能手机可以独立形成移动监控中心, 以SMS短信技术实现和监控终端通信, 成功地应用在某市路灯监控系统中。

通过WAP采用PDA智能手机可以独立形成移动监控中心, 以SMS短信技术实现和监控终端通信, 随时监控管理路灯。实现终端自动报警, 报警信息可以实时提醒到负责人手机、控制中心系统遥测、路灯的防盗报警、路灯远程开关;可以根据天气、季节以及突发情况及时调整电压、电流等参数采集;手机终端查询以及数据统计分析。

当某一地点的路灯出现故障时, 管理中心相关人员通过PDA终端及时得到报警信息, 通过与SCADA系统集成GIS系统结合视频图像监控功能准确地定位出现故障的路灯位置, 初步了解路灯出现故障的原因, 及其他路灯的工作情况, 判断是自然原因引起的故障还是犯罪分子偷盗路灯电缆造成的。SCADA软件与GIS、视频图像系统、PDA智能终端的综合应用, 使企业更全面、多方位、及时地了解到企业的生产情况、设备的运行状况, 保障了企业的安全生产, 节约人力物力, 降低了企业的运营成本, 增强了企业的竞争力。SCADA监控无所不在, 随着信息技术以及自动化技术的不断进步, SCADA系统监控的内容以及监控手段会越来越丰富, 相应地SCADA系统的功能扩展也会不断出现, 给企业带来的收益将更大。

公司网址:www.eforcecon.com

Email:cauto@sunwayland.com.cn

地址:北京市海淀区中关村大街27号中关村大厦六层邮编:100080

电话:010-82856898传真:010-82856163

力控组态软件 篇7

1 力控解决方案

1.1 系统拓扑图

系统由下位采集设备及上位力控eForceCon SCADA软件组成,如图1所示。系统采用B/S结构,授权用户可以在任何能够登录网络的地方,进行系统数据查阅及运行状况观察。

由于有些环保检测设备所处的地理位置比较偏远,采用网络布线的方式进行数据的传输比较困难,维护也不方便。为了减少布线成本和将来数据传输线路的维护成本,针对物联网设备的特点本方案采用GPRS/CDMA的无线传输方式,通过力控eForceCon SCADA软件无线通讯组件CommBridge以数据并发的方式对远程环保数据进行实时采集,对环保监测设备进行控制与部署管理。

1.2 系统方案实现

力控eForceCon SCADA软件除了常见的监控功能外,远程管理初步实现了以下功能:

(1)力控工程远程部署与监控

通过部署服务器可以实现多个力控监控组态软件工程的远程部署,产品进程状态的诊断,如图2所示。

力控eForceCon®系列软件支持远程部署,可以在线修改参数,适合多人协作开发,构建典型的分布式应用,可以同步构建历史站、事件服务器、报警服务器等多种应用模式。

eForceCon专门配备了远程部署-服务器以及远程部署-客户端工具。

(2)监控设备远程在线管理与维护

力控软件支持远程在线的设备添加与管理。对数据模型、控制设备、HMI监控形成了模板,对实际对象可以远程添加、管理与维护,方便此类工程的后期管理。通过eForceCon平台可实现对现场设备运行数据的采集和上传,变量监控、参数设置,同时提供数据库存储保存现场设备运行历史数据。管理人员可通过Web页面浏览现场设备运行状态数据、历史数据,并通过分析形成多种分析报表。另外平台还支持运行数据以指定存储形式提供给监控中心端维护和分析工作站进行数据分析处理,可同时实现上千个TCP连接的统一接入和管理。

(3)模型与模板化

远程设备模型对象一般都是可拷贝的,因此从监控的角度将通讯模板、实时数据模型、HMI监控单元模板快速集成在一起,方便产品后期维护。

2 监控系统主要功能

系统实现了对废水、烟气治理设施运行关键工艺参数、设备运行状态、监测参数、污染减排核算需要的相关参数的采集及监控,系统实时采集了污水处理设施运行中的水质指标、鼓风机电流、鼓风量、曝气设备的运行状况、溶解氧浓度、污泥浓度、滤池堵塞率等数据,以及烟气脱硫设施运行中的锅炉负荷、温度、流量、风机电流和叶片开启度、氧化风机和密封风机电流、输送泵电流、旁路开启度、浆液PH值,以及烟气进口和出口二氧化硫、烟尘、氮氧化物浓度等过程关键参数,杜绝了治理设施不运行的现象。同时将采集到的数据存储到远端专用服务器并以人机界面还原展示现场工艺过程,管理部门可以通过互联网进行登录、查看、监督,是实现污染减排目标的有效监管系统。

(1)用户界面:用户输入正确的用户名及密码则进入自己的主界面进行相关操作,烟气治理设施监管用户整体主界面与废水治理设施监管用户界面如图3、图4所示。

(2)企业列表:用户进入自己的界面可以查看自己监督范围内所有的企业及企业相关信息,列表图形如图5所示。

(3)设施运行状况查看:当用户进入自己的界面时可点击企业列表中的相关企业查看企业中各个设备的运行状况,系统将设备运行状态以动态图形人机界面展示给用户并附有相关参数,其界面如图6所示。

(4)参数查看:用户通过点击数据报表图形可以查看所有设施每时每分采集的各项数据,并具有查询此企业某时间点或时间段内的数据,也可打印出数据报表。

(5)数据曲线图:用户通过点击数据变化曲线图即可看到此企业的某项或多项数据在一天内的变化曲线图,并具有查询此企业的某天内的多项或一项数据变化图及打印曲线图的功能。

(6)系统提醒:当某企业设施停止运行时,系统中红灯闪烁,单击红灯查看设施停止的企业,如果设施运行数据发生异常,红灯同样闪烁,单击可查看异常报警信息,当设施停止运行无数据输出时,系统也会报警,提示缺失数据情况。

(7)数据打印:数据打印与数据查看、查询在同一界面,在数据查看、查询的同时可以对所查看、查询的数据及图表进行打印。

(8)数据查询:数据查询与数据查看在同一界面,当用户查看企业数据时想查询时间段内的某项数据或某天的数据变化曲线图,则可以输入始末时间及查询项目即可查看到所想查看的数据及数据变化图。

(9)系统服务:系统服务主要是帮助用户修改登录密码并提供技术服务的公司相关信息。

(10)数据修改:此功能主要面向系统管理员,系统管理员发现上报的某项数据有错误则其具有修改数据的权利。

(11)权限分配:系统管理员具有最高的使用权限,可根据环保局的级别分配不同的权限,如:区、县级的环保局具有监督区、县本地的相关企业权限,市环保局用户则可监督所有的企业。