基于ControlNet現場總線技術的冷站CIMS系統設計與集成

引言
cims系統是一個以企業網絡為基礎把企業經營決策、管理、計劃、調度、過程優化、故障診斷、現場控制等信息統一進行優化處理的系統。文章以某卷煙廠動力車間冷站cims系統改造設計為例，就該冷站cims系統實現的相關技術作了比較深入的討論。

2 cims系統集成的實現技術
在構建cims系統時，控制與信息網絡互聯具有重要意義，在該冷站cims系統設計中以支持OPC技術的組態軟件為紐帶，實現控制與信息網的集成。
2.1 opc技術
opc是實現控制系統現場設備級與過程監控級間信息互聯的關鍵技術。它以微軟的（分布式）組件對象模型為基礎，采用客戶/服務器模式，按照面向對象的原則，將一個應用程序（opc服務器）作為一個對象封裝起來，只將接口方法暴露在外面，客戶以統一的方式去調用，使用戶從低層的開發中脫離出來。opc可實現遠程調用，使應用程序的分布與系統硬件的分布無關，便于系統硬件配置，從而使系統的應用范圍更廣。實際上，opc是提供了一種機制，使系統能夠以標準的方式從數據源獲取數據并將其傳遞給任何客戶程序。

opc服務器是數據的供應方，負責為 opc客戶端提供所需的數據;opc客戶端是數據的使用方，opc服務器作為現場總線體系結構的中間層，將現場信號按照統一的標準與 scada、hmi等軟件無縫連接起來，把硬件和應用軟件有效地分開. opc服務器對下層設備提供接口，使現場的各種過程信息能夠進入opc服務器，從而實現向下互聯;opc服務器還對上層設備提供標準的接口，使上層信息網絡（intranet）設備能夠取得 opc服務器中的數據，從而實現向上互聯，這兩種互聯都是雙向的。通過opc接口就能訪問所有提供了opc服務器的現場設備,實現與現場設備的通信。

2.2 監控組態軟件
為設備配套方便，系統使用rsview32組態軟件。該組態軟件通過其繪圖工具可生成各種圖形對象或文本，提供了大量的工業設備圖形、儀表符號，還提供趨勢圖、歷史曲線、組數據分析圖等圖形庫，可以直接使用其它繪圖軟件包如autocad、coreldraw等生成的對象。它提供的圖形化用戶界面gui友好，包括一整套windows風格的窗口、彈出菜單、按鈕、消息區、工具欄、滾動條和監控畫面等，其動畫控制功能畫面豐富多彩，可以激活圖形對象以使它反映出過程變化，為設備的正常運行、操作人員的集中監控提供了極大的方便。此外，其重要的特點是具有強大的通信功能、良好的開放性以及數據庫資源共享[6]。
（1） 數據庫資源共享
開放式設計可以很容易地與microsoft產品共享信息，其實時標簽數據庫是odbc[7]兼容數據庫，可以利用其它數據庫工具如:microsoft access、sybase、sql server等瀏覽并管理標簽，實現本地控制單元與上位機之間數據和信息共享，為用戶提供更為集中的數據操作環境，實現信息集中管理。
（2） 強大的通信功能
　　該組態軟件能與多種通信協議互聯，支持多種硬件設備，如allen-bradley、modicon、siemens、omron等公司的各種型號 PLC，適應各類測控硬件設備，可以滿足不同測點的要求。向下可以通過rslinx、opc等與數據采集硬件通信;向上可以通過 tcp/ip，ethernet與高層管理網互聯。opc使rsview32可以作為一個客戶端或服務器，允許在不同的rsview32站以及其它opc 服務器之間進行點對點通訊。
（3） 組態軟件在監控系統中的地位
　　在監控系統中，投入運行的監控組態軟件是系統的數據采集處理中心、遠程監視中心和數據轉發中心。如圖2所示，它處于運行狀態的監控組態軟件與各種控制、檢測設備（如掛接在現場總線上的工控計算機、plc）等共同構成快速響應/控制中心。監控組態軟件投入運行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項任務:

查看生產現場的實時數據及流程畫面，瀏覽各實時/歷史趨勢畫面;
　　自動打印各種實時/歷史生產報表;
　　及時得到各種過程報警和系統報警;
　　在需要時，可人為干預生產過程，修改生產過程參數和狀態;
　　與管理部門的計算機聯網，為管理部門提供生產實時數據。
　　rsview32支持opc技術，是連接控制網絡與信息網絡的橋梁。通過opc接口，它不僅能連接從現場設備傳送來的信息，而且可以與其它應用軟件交換數據;通過opc接口，可以實現信息網絡與控制網絡實時數據庫的互聯，即實現控制網絡與信息網絡的集成。