摘? 要：隨著我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)自動(dòng)化水平顯著提高，數(shù)字化集控模式已成為提高管理水平的重要技術(shù)手段。文章提出了一套基于ICentroView綜合監(jiān)控平臺開發(fā)建立的鋼鐵廠生產(chǎn)管控系統(tǒng)的方法與步驟。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、SCADA展示、視頻監(jiān)視、語音報(bào)警和智能聯(lián)動(dòng)等綜合應(yīng)用，打破系統(tǒng)孤島，提高了鋼鐵廠管理效率。

關(guān)鍵詞：iCentroView;SCADA;綜合監(jiān)控平臺

中圖分類號：TP277? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2021）22-0161-04

Abstract： With the development of China’s iron and steel industry， the basic automation level has been significantly improved. The digital centralized control mode has become an important technical means to improve the management level. This paper puts forward the method and steps of production management and control system of iron and steel factory built based on iCentroView integrated monitoring platform. The system realizes comprehensive applications such as data acquisition， SCADA display， video monitoring， voice alarm and intelligent linkage， breaks the system island and improves the management efficiency of the iron and steel factory.

Keywords： iCentroView; SCADA; integrated monitoring platform

0? 引? 言

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼鐵廠對生產(chǎn)管控的要求也逐步提高。傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)，側(cè)重在于現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)視，缺少與周邊系統(tǒng)如信息管理系統(tǒng)、監(jiān)控大屏系統(tǒng)等聯(lián)系，生產(chǎn)管控力度薄弱，滿足不了當(dāng)下管理人員對生產(chǎn)管控的需求。

寶信自主研發(fā)的iCentroView綜合監(jiān)控平臺的解決方案，集畫面組態(tài)、智能聯(lián)動(dòng)、多媒體監(jiān)控等功能，將周邊系統(tǒng)有機(jī)的集成在一起，打破信息孤島，充分發(fā)揮各系統(tǒng)的優(yōu)勢，減小監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度，提升管控能力。對標(biāo)行業(yè)中的WINCC、IFIX、INTOUCH等主流HMI軟件，iCentroView具有集成度高、分布式部署、易開發(fā)維護(hù)等顯著特點(diǎn)，更加適合國內(nèi)制造業(yè)推廣。

1? 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

某鋼鐵廠的生產(chǎn)管控系統(tǒng)，架構(gòu)如圖1所示，基于iCentroView綜合監(jiān)控平臺設(shè)計(jì)，同時(shí)配套部署了iHyperDB實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。生產(chǎn)管控系統(tǒng)覆蓋了鐵前、煉鋼、軋鋼整個(gè)冶煉過程。

生產(chǎn)管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集中調(diào)度指揮和生產(chǎn)過程全流程監(jiān)控。生產(chǎn)集中調(diào)度指揮是指通過組態(tài)畫面實(shí)現(xiàn)對全公司各工序的主要設(shè)備生產(chǎn)情況進(jìn)行在線統(tǒng)一監(jiān)視、趨勢查詢功能，同時(shí)與MES制造執(zhí)行系統(tǒng)無縫對接，展示準(zhǔn)確、完備、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)執(zhí)行情況。生產(chǎn)過程全流程監(jiān)控是指利用現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備，通過生產(chǎn)管控系統(tǒng)，可以一鍵調(diào)出并監(jiān)測所選區(qū)域的視頻圖像，從而迅速掌握生產(chǎn)現(xiàn)場狀況。

2? 數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)

iCentroView自帶主流的PLC驅(qū)動(dòng)，支持如S7、modbus、OPC DA/UA等協(xié)議，通過簡單配置，能夠快速地完成數(shù)據(jù)采集工作。同時(shí)，支持變量轉(zhuǎn)儲至iHyperDB實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或者SQLSEVER、Oracle、DB2等主流關(guān)系數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊涵蓋混勻、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐、煉鋼、軋鋼主要廠區(qū)，以及能源設(shè)備。涉及的PLC有西門子300/400系列，1200/1500系列羅克韋爾1756系列以及施耐德PLC。本設(shè)計(jì)中利用平臺自有驅(qū)動(dòng)完成對現(xiàn)場PLC的連接，變量數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)儲至iHyperDB實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，采集和轉(zhuǎn)儲周期為1S，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場要求配置變量的報(bào)警參數(shù)。

考慮到鋼鐵廠現(xiàn)場控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、離散等特性以及安全和保生產(chǎn)任務(wù)要求，項(xiàng)目設(shè)計(jì)以各個(gè)產(chǎn)線為節(jié)點(diǎn)，部署采集防火墻，接入數(shù)采專網(wǎng)。通過防火墻NAT映射，將控制網(wǎng)PLC地址映射至數(shù)采專網(wǎng)地址。防火墻NAT技術(shù)的引入，有效地避免了因PLC的IP沖突，去申請檢修時(shí)間下裝PLC硬件，而耽誤產(chǎn)線生產(chǎn)的事件發(fā)生，給客戶節(jié)省了大量的時(shí)間。

控制網(wǎng)安全一直是系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的首要問題，根據(jù)現(xiàn)場情況，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)采用了以下技術(shù)：

（1）IP過濾，數(shù)據(jù)包雙向指定具體IP，設(shè)置白名單。

（2）端口限制，限制到PLC具體端口，如西門子PLC，102端口;羅克韋爾PLC，44818端口;施耐德PLC，502端口。

（3）防火墻隔離，避免外網(wǎng)故障影響至控制網(wǎng)。

（4）NAT映射，避免內(nèi)網(wǎng)地址泄露。

（5）只讀控制，采集模塊使用只讀方式，不參與控制。

采用以上技術(shù)，能夠有效地保障了控制網(wǎng)安全，為后續(xù)應(yīng)用設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

3? 應(yīng)用設(shè)計(jì)和開發(fā)

3.1? HMI展示

HMI設(shè)計(jì)為三個(gè)區(qū)域，菜單欄：通過菜單欄切換至不同區(qū)域的畫面;主畫面：產(chǎn)線生產(chǎn)畫面;報(bào)警欄：實(shí)時(shí)顯示報(bào)警信息。生產(chǎn)管控系統(tǒng)的畫面結(jié)構(gòu)如圖2所示。iCentroView的組態(tài)方式與WINCC、IFIX和INTOUCH等主流HMI軟件一致，所見即所得，且支持VBScript腳本開發(fā)。

3.2? 視頻展示

多媒體展示是iCentroView的強(qiáng)項(xiàng)和特色，平臺支持標(biāo)準(zhǔn)的onvif協(xié)議的視頻產(chǎn)商，在“視頻服務(wù)”組件中設(shè)置視頻設(shè)備IP地址，通道屬性，用戶密碼等參數(shù)，視頻插件支持實(shí)時(shí)播放、回放、截取和攝像頭控制。生產(chǎn)管控系統(tǒng)視頻展示效果如圖3所示。

生產(chǎn)管控系統(tǒng)配置了312路視頻，覆蓋了整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域。為了使開發(fā)工作簡化，此次開發(fā)了視頻類畫面，設(shè)置傳遞參數(shù)，根據(jù)不同的傳遞參數(shù)展示不同區(qū)域的視頻畫面，以及視頻展示的布局。具體實(shí)現(xiàn)代碼為：

Sub Image_XJ0_OnClick（） '視頻彈出按鈕

If sys.GetiCentroViewUserName=”admin” Then

sys.Handlepage "/page：視頻.bsp;/pagesize：360，100 /pagetitle：XJ0皮帶監(jiān)控 /pageparams：NVR1_12_XJ0”

Else

MsgBox "視頻權(quán)限，請聯(lián)系管理員！"，vbOKOnly，"提示"

End If

End Sub

Sub page_OnLoad（）? '視頻畫面打開

Dim strUserName

strUserName = sys.GetiCentroViewUserName（）

strTip = VIDEOCLIENT1.VideoStartClient（strUserName，””）

videotext=VIDEOCLIENT1.VideoSetCurrentLayout（1，1） '圖像布局

strTip = VIDEOCLIENT1.VideoSetCameraToCurrentWindow（Page.Param1）

If strTip = 0 Then

Else

SelectValue = MsgBox （"視頻網(wǎng)絡(luò)故障，請檢查網(wǎng)絡(luò)！"，vbOKOnly，"提示框"）

If SelectValue=1 Then

sys.handlepage “/pageflag：1，視頻.bsp;”? '隱藏畫面

Else

End If

End If

End Sub

Sub page_OnUnLoad（）? '視頻畫面關(guān)閉

VIDEOCLIENT1.VideoStopClient

End Sub

3.3? 趨勢展示

生產(chǎn)管控系統(tǒng)采用了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為變量存儲容器，趨勢的展示是對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的操作。因?yàn)橄到y(tǒng)本身只負(fù)責(zé)采集與展示，沒有數(shù)據(jù)處理與存儲，使得生產(chǎn)管控系統(tǒng)的響應(yīng)速度比傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)快，而且隨著使用時(shí)間延續(xù)，對比更加突出。趨勢展示如圖4所示。

本次趨勢畫面的設(shè)計(jì)與視頻類似，都采用了類管理，通過傳遞參數(shù)的形式，調(diào)用公共趨勢畫面，展示所需趨勢，極大地節(jié)省了開發(fā)時(shí)間。

3.4? 智能聯(lián)動(dòng)

智能聯(lián)動(dòng)是當(dāng)監(jiān)控變量達(dá)到一定條件下，平臺自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的預(yù)案，執(zhí)行當(dāng)前場景下的應(yīng)對動(dòng)作。智能聯(lián)動(dòng)，能夠大大提高平臺在應(yīng)急情況下的響應(yīng)能力。平臺支持直觀便捷的配置。智能聯(lián)動(dòng)支持時(shí)間、事件和自定義三種觸發(fā)方式。當(dāng)條件達(dá)到要求時(shí)，按照設(shè)定好的預(yù)案執(zhí)相應(yīng)行動(dòng)作;聯(lián)動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作有：變量控制、組態(tài)畫面調(diào)用、語音播報(bào)、可執(zhí)行程序、操作數(shù)據(jù)庫等。

本系統(tǒng)中配置了共有44處智能聯(lián)動(dòng)預(yù)案，其中聯(lián)動(dòng)監(jiān)控視頻16處，語音報(bào)警28處。

3.5? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口

傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，側(cè)重于現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示，缺少管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支撐，滿足不了當(dāng)下生產(chǎn)管控要求。基于iCentroView的生產(chǎn)管控系統(tǒng)支持多種方式對接關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，其一是根據(jù)平臺自帶的插件，另一種是依托畫面中的VBScript腳本等，各有優(yōu)勢。本文通過VBScript腳本，連接關(guān)系數(shù)據(jù)庫，獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。連接數(shù)據(jù)庫代碼如下：

Sub page_OnLoad（）

On Error resume Next

Dim conn，rs

Set conn = CreateObject（"ADODB.Connection"）'建立連接

conn.ConnectionString = “Driver={SQL server};server=192.168.0.1;Database=TQDB;uid=sa;pwd=password;”

conn.open

PLANNO “QT”，Text_PLANNO_QT，Conn '查詢球團(tuán)方案號

Conn.Close '關(guān)閉連接

Set Conn=Nothing

End Sub

Function PLANNO（DEVCODE，TEXT1，Conn） '在用方案號

sql=”Select top 1 PLAN_NO FROM PRTR60 where UNIT_NO=’”&DEVCODE&”’ AND STATUS = 0 order by SLOT_NO asc “

Set Rs=Conn.Execute（sql）

If Rs.Eof Then

‘MsgBox "沒有記錄"

Else

TEXT1.Text=rs.fields（"PLAN_NO"）'在用方案

rs.close '關(guān)閉記錄集

Set rs=Nothing

End If

End Function

在管理數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，結(jié)合平臺上的柱狀圖、表格、儀表盤等控件，進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)展示，使得生產(chǎn)管控的管理更有深度和廣度，用戶認(rèn)可度很高。

4? 結(jié)? 論

應(yīng)用表明，基于iCentroView開發(fā)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)，整合信息管理系統(tǒng)、監(jiān)控大屏系統(tǒng)等周邊系統(tǒng)，提升現(xiàn)場過程管控水平，從而進(jìn)一步提高企業(yè)管理效率，在國內(nèi)制造業(yè)具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 時(shí)俊普，范昀，陳戰(zhàn).一體化監(jiān)控指揮平臺中視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) [J].寶鋼技術(shù)，2009（1）：31-34.

[2] 周寅晴，歐陽資春.監(jiān)控中心管理平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].中國新通信，2016，18（16）：60-61.

[3] 張希武.準(zhǔn)能數(shù)字礦山生產(chǎn)調(diào)度綜合監(jiān)控系統(tǒng) [J].露天采礦技術(shù)，2020，35（6）：87-90.

[4] 高磊，李永紅，鄭健兵.智能水電廠一體化數(shù)據(jù)平臺設(shè)計(jì) [J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測，2012，36（1）：11-14.

[5] 孫彥廣.鋼鐵工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造技術(shù)發(fā)展路線圖 [J].冶金管理，2015（9）：4-8.

作者簡介：王輝（1987—），男，漢族，浙江溫嶺人，電子信息工程師，本科，研究方向：鋼鐵行業(yè)自動(dòng)化和信息化應(yīng)用。