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现代水工业自动化必须走信息一体化道路(3)

信息发布:中国水工业自动化网 发布时间:2007-11-8 浏览次数: 更多
  要有一个大家共同遵守的标准化编程语言系统软件设计平台;在这个开发平台上,只需要一个公共的变量定义和一个存放所有参数和控制功能的中央数据库。这种标准的软件编程技术,能同时开发多主站和多终端的所有设备,也能同时调试和安装参数众多的机械设备,特别是现场的PLC;它应该是DCS、FCS、IPC、CNC、GIS、OAS、PLC、MC、SCADA系统的编程的统一标准;这种开放的模块式结构应面向所有工业的现场应用,从现场机械设备一直到整个系统的所有设备;这种开发平台,既可以是基于PLC的硬件平台,也可以是基于PC的软件平台。

  四 现场网络技术是实现信息控制一体化的必要条件

  从小系统到大系统,从单一的水厂到大城市水务集团众多水处理工程与管网技术信息集中监控的设计,关联整个系统的结构体系,涉及到整个系统的全局性和根本性的问题。特别是众多分散的厂站级现场网络,像人的四肢神经网络,它是源头。

  1. 好的现场网络为构建新型的信息控制系统创造了条件

  新型实用的工业以太网,可使网络延伸到自动化系统的最低层--各种水质仪器仪表和现场设备,不仅能横向整合现场信息资源,做到快速响应,也能纵向整
合现场信息与企业管理信息,建立全局性的自动化系统,以达到准确诊断、及时调控、快速维护、远程监控、管理服务,满足企业领导层运筹决策,能做到及时参与全球化竞争要求。

  2. 好的现场网络为创造全数字化的开放的信息控制一体化系统奠定了基础

  一个好的现场网络架构,可快速和科学地使基础数据构成有序的数据集合,形成对本企业运营全面、完整、精确的描述。在上一级的监控中心,可准确集成主工艺流程中各种先进控制技术专用的数据集合的在线应用,达到数字化实现系统的高精确度、高闭环调控的目标。

  过去,各大城市的给排水的工艺电气自动化专家们,利用贷款和政策的巨资支持,引进了许多高精确度的水质分析仪器仪表,配置了昂贵的工控机、多功能的数据库、大型的显示盘,也采用了GIS管网监控系统,用水量预测,投药量闭环控制,溶解氧控制、污水处理的PBF人工神经网络、污水处理中SBR工业流程的模糊控制技术等的软件和硬件的系统配置,其功能收效甚微,没有真正发挥其高精尖测控仪表的作用,是因为没有一个完全开放的好的现场网络。

  生产过程控制参数的精确设定,生产实绩、设备和流程状态的信息,都是企业信息的重要组成部分,要通过现场网络在线的无距离的精确实现。这种最底层的控制网络,就在现场控制层,它对应控制系统的三层结构。见图1。

  一个理想的数据结构体系,必须创建一个理想的现场网络结构作基础,才能支持和促进本企业的基本要素生长发展的环境。

  3. 好的现场网络技术为实现本企业的"生命周期成本"开辟美好的前景

  每建一个水处理工程,对本企业的建设成本、维护运转成本、出厂水质精确度、环境污染改进加成本,企业的寿命周期,从工艺到电器,从信息到控制,都要高瞻远瞩地精打细算,如何做到单位水产值耗电量最低,是我们一直追求的目标。

  一个好的现场网络,才能为我们所追求的目标铺平道路。这个"生命周期成本",对工程建设成本和长期运转成本的节约降耗,必须用科学的数字来进行全面比较。有了好的现场网络系统,就能利用上下左右,企业内外的资源信息优势,最大限度地发挥现场设备的全部功能,就能带来最低的维护运转成本。一般来说,长期的运转成本节约降耗,远远大于初期建厂的成本节约。

  五 传统的仪器仪表,要充分 利用嵌入式技术,尽快虚拟化、数字化、智能化和网络化,是实现信息一体化的根本保证

  几千万件的现场测控仪器仪表,加上他们配套的变送器和传感器、执行器是建立水工业领域公司级和厂站级监控系统的基础。上世纪80年代初,一位美国专家就提出"软件就是仪器"的新思想。随着IPC技术发展,国内外智能虚拟仪器正在蓬勃兴起。用户可在各处的Web浏览器上自动生成仪器驱动器代码,可自动完成各种流程工业现场状态的检查,可自动诊断、自动修改编程:可在强大的仿真功能支持下,不用连接实际仪器仪表,就可开发各种测试程序:更可贵的是,它可结合专用集成电路(ASIC)优点和计算机相结合的可重构计算机,对大量现场可编程门阵列(FPGA)作出灵活的相应配置,还可通过流水线级甚至任务级的并行计算机,使运行速度达到通用计算机的数百倍以上;更可随机按需要高速、远程联系网络上各类仪器。

  基于实时工业以太网技术和TCP/IP协议为基础的现场仪器仪表测控网络,使得仪器仪表不再受限于某一特定的计算机操纵,仪器仪表可独立于计算机而存在。可和所有的不同级别的计算机一样,在网络上是一个独立的节点,可自由灵活地接入以太网任何一点,就是说,可在以太网或互联网上被任何一台计算机访问,实时的动态的在线监测。

  TCP/IP协议嵌入现场仪



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