要有一個大家共同遵守的標準化編程語言系統軟件設計平臺;在這個開發平臺上,只需要一個公共的變量定義和一個存放所有參數和控制功能的中央數據庫。這種標準的軟件編程技術,能同時開發多主站和多終端的所有設備,也能同時調試和安裝參數眾多的機械設備,特別是現場的PLC;它應該是DCS、FCS、IPC、CNC、GIS、OAS、PLC、MC、SCADA系統的編程的統一標準;這種開放的模塊式結構應面向所有工業的現場應用,從現場機械設備一直到整個系統的所有設備;這種開發平臺,既可以是基于PLC的硬件平臺,也可以是基于PC的軟件平臺。
四 現場網絡技術是實現信息控制一體化的必要條件
從小系統到大系統,從單一的水廠到大城市水務集團眾多水處理工程與管網技術信息集中監控的設計,關聯整個系統的結構體系,涉及到整個系統的全局性和根本性的問題。特別是眾多分散的廠站級現場網絡,像人的四肢神經網絡,它是源頭。
1. 好的現場網絡為構建新型的信息控制系統創造了條件
新型實用的工業以太網,可使網絡延伸到自動化系統的最低層--各種水質儀器儀表和現場設備,不僅能橫向整合現場信息資源,做到快速響應,也能縱向整 合現場信息與企業管理信息,建立全局性的自動化系統,以達到準確診斷、及時調控、快速維護、遠程監控、管理服務,滿足企業領導層運籌決策,能做到及時參與全球化競爭要求。
2. 好的現場網絡為創造全數字化的開放的信息控制一體化系統奠定了基礎
一個好的現場網絡架構,可快速和科學地使基礎數據構成有序的數據集合,形成對本企業運營全面、完整、精確的描述。在上一級的監控中心,可準確集成主工藝流程中各種先進控制技術專用的數據集合的在線應用,達到數字化實現系統的高精確度、高閉環調控的目標。
過去,各大城市的給排水的工藝電氣自動化專家們,利用貸款和政策的巨資支持,引進了許多高精確度的水質分析儀器儀表,配置了昂貴的工控機、多功能的數據庫、大型的顯示盤,也采用了GIS管網監控系統,用水量預測,投藥量閉環控制,溶解氧控制、污水處理的PBF人工神經網絡、污水處理中SBR工業流程的模糊控制技術等的軟件和硬件的系統配置,其功能收效甚微,沒有真正發揮其高精尖測控儀表的作用,是因為沒有一個完全開放的好的現場網絡。
生產過程控制參數的精確設定,生產實績、設備和流程狀態的信息,都是企業信息的重要組成部分,要通過現場網絡在線的無距離的精確實現。這種最底層的控制網絡,就在現場控制層,它對應控制系統的三層結構。見圖1。
一個理想的數據結構體系,必須創建一個理想的現場網絡結構作基礎,才能支持和促進本企業的基本要素生長發展的環境。
3. 好的現場網絡技術為實現本企業的"生命周期成本"開辟美好的前景
每建一個水處理工程,對本企業的建設成本、維護運轉成本、出廠水質精確度、環境污染改進加成本,企業的壽命周期,從工藝到電器,從信息到控制,都要高瞻遠矚地精打細算,如何做到單位水產值耗電量最低,是我們一直追求的目標。
一個好的現場網絡,才能為我們所追求的目標鋪平道路。這個"生命周期成本",對工程建設成本和長期運轉成本的節約降耗,必須用科學的數字來進行全面比較。有了好的現場網絡系統,就能利用上下左右,企業內外的資源信息優勢,最大限度地發揮現場設備的全部功能,就能帶來最低的維護運轉成本。一般來說,長期的運轉成本節約降耗,遠遠大于初期建廠的成本節約。
五 傳統的儀器儀表,要充分 利用嵌入式技術,盡快虛擬化、數字化、智能化和網絡化,是實現信息一體化的根本保證
幾千萬件的現場測控儀器儀表,加上他們配套的變送器和傳感器、執行器是建立水工業領域公司級和廠站級監控系統的基礎。上世紀80年代初,一位美國專家就提出"軟件就是儀器"的新思想。隨著IPC技術發展,國內外智能虛擬儀器正在蓬勃興起。用戶可在各處的Web瀏覽器上自動生成儀器驅動器代碼,可自動完成各種流程工業現場狀態的檢查,可自動診斷、自動修改編程:可在強大的仿真功能支持下,不用連接實際儀器儀表,就可開發各種測試程序:更可貴的是,它可結合專用集成電路(ASIC)優點和計算機相結合的可重構計算機,對大量現場可編程門陣列(FPGA)作出靈活的相應配置,還可通過流水線級甚至任務級的并行計算機,使運行速度達到通用計算機的數百倍以上;更可隨機按需要高速、遠程聯系網絡上各類儀器。
基于實時工業以太網技術和TCP/IP協議為基礎的現場儀器儀表測控網絡,使得儀器儀表不再受限于某一特定的計算機操縱,儀器儀表可獨立于計算機而存在。可和所有的不同級別的計算機一樣,在網絡上是一個獨立的節點,可自由靈活地接入以太網任何一點,就是說,可在以太網或互聯網上被任何一臺計算機訪問,實時的動態的在線監測。
TCP/IP協議嵌入現場儀
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