1 引言 廣東南方制堿有限公司是由廣州市國有控股大中型化工企業,是長江以南唯一一家年產超20萬噸的大中型純堿生產企業,生產規模位列全國十大純堿生產企業之一,亦是全國唯一一家鹽堿合一的生產企業,由于區域布局優勢、資源優勢、地緣優勢,具有較強的市場競爭力。 目前，企業信息化過于形式化，企業信息化的進一步深入受到嚴重挑戰，為了進一步推動企業信息化，筆者提出信息化的出路在于管控一體化。為此，建立了廣東南方制堿有限公司的基于profibus的遠程監控過程自動化網絡系統，并與信息網絡實現了集成，實現了管控一體化及生產過程的遠程監控。 2 系統要求 廣東南方制堿有限公司控制網絡系統將廠區6個生產車間共14個監測控制點進行組網。近2000個溫度、壓力、流量和液面的模擬量及各種執行結構的開關量及模擬量等測控點在生產調度中全集中監控;并將監測結果送中央控制室主計算機。 控制站分配如下: 石灰車間: 石灰站 重堿車間: 碳化站，蒸吸站 煅燒車間: 煅燒站 壓縮車間: 壓縮站，鹽水站 熱電車間: 1＃鍋爐站，2＃鍋爐站，3＃鍋爐站， 1＃汽機站，2＃汽機站 鹽硝車間: 制鹽站，提硝站，冷凍站 各個控制站要求采取分布式i/o方式進行設計，減少系統的線纜的敷設，減少系統故障的發生，易于檢修和維護。主控制器能夠獨立監測所屬車間的現場設備，儀表的實際參數值，同時又可以自動獨立地對設備進行控制。 在每個現場控制器上聯機的工業計算機可以就地顯示所在車間的生產工藝、儀表參數、設備狀態等工況，還可以由現場操作員進行手動，自動控制，可以進行聲光報警。 3 系統設計與實現 根據上述要求在選擇控制網絡的結構時，著重研究了目前流行的dcs和fcs的優、缺點，從實現的可能性、性能價格比、維護的方便程度、系統擴容性等眾多方面考查，最后選定fcs，以profibus為基礎，用siemens的s7-300系列組成分布式監控網絡。 3.1 系統網絡結構 在各車間的控制點設置控制網絡的從工作站，分別配置工控機，s7-300系列plc的cpu315-2dp，及i/o接口模塊。用profibus總線連接各從站到控制中心，在控制中心設置監控服務器作為控制網絡的主工作站。其網絡結構如圖1所示。 3.2 系統組成 （1） 企業局域網 應用web技術，建造廣東南方制堿有限公司www主頁（www.nfsoda.com），實現: a） 信息發布。通過web服務器向外界發布信息; b） 內部信息交流。內部文件、通知、電話簿、通信錄和新聞等; c） 工作流處理平臺。日程安排、資源預定和協同工作; d） 電子郵件; e） bbs技術論壇; f） 電子商務。 廣東南方制堿有限公司網絡系統應滿足c/s應用、基于web的b/s應用。該局域網應該是一個intranet. 連接監控網絡的企業局域網服務器可帶124個終端，實現企業與世界的連接。 （2） 數據采集監控系統設計 根據廣東南方制堿有限公司數據采集監控系統的特點，擬采用西門子公司的全集成自動化產品構成。用西門子全集成自動化產品利用s-300系列的cpu315－2dp及profibus-dp通信模塊、擴展i/o 模塊等構成數據采集子系統，通過profibus總線集成系統;通過win cc的控制中心連接到internet，win cc的生產過程數據，通過我們自主開發的信息化系統公共服務平臺，以b/s方式傳輸至公司的主頁上。這樣所有網絡工作站都可以瀏覽生產過程實時數據。 a） 基于win cc的服務器作為主工作站 在生產調度控制中心設置基于win cc的服務器，將profibus總線與工業以太網實現連接，用win cc組態所有從站的工業流程，可以監控所有車間的實時生產數據。 基于win cc的服務器直接連接公司級的信息資源服務器，通過我們自行開發的數據交換平臺，以b/s方式在信息資源服務器發布實時生產數據，通過網絡可以象調度中心一樣實現遠程訪問與監控。 中央控制室的主計算機上運行的監控軟件可以顯示全廠的生產工藝圖，動態顯示所有設備，儀表的狀態及參數等生產流程的監控。對重要參數的進行趨勢圖跟蹤，系統報警等。通過該系統也可以進行現場的設備的控制及對有關的參數進行修改。實現企業生產過程地集中調度。 本系統可以對化工生產過程中的壓力、溫度、液位等進行模擬顯示、報警。對閥門、風機、泵等實現運行狀態顯示及故障報警，監視屏上的流程圖是根據真實的生產過程而設計的，給操作人員待來極大的方便。 b） siemens s7-300 plc作為從工作站 simatic s7-300的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此s7-300具有極高的性能/價格比。 由于系統檢測的點數太多，從站使用工控機連接s7-300 plc及分布式i/0 et200m組成。工控機用protool組態生產過程控制，操作人員可以實現就地控制。 c） profibus現場總線實現主、從站的連接 用profibus連接所有的從工作站，總線總長度為2878m，在兩段較長的從站之間設置分別設置了兩個總線rs 485中繼器。由于廠區環境惡劣（地表嚴重鹽堿污染），采用架空走線方式，并用復合pvc管保護。所有的總線，屏蔽層連接在一起，在一端防雷接地。 （3） 企業信息化交換平臺 在信息化企業中，存在多種數據源。如erp數據，財務、倉庫管理數據等，根據目前我國的信息技術與工業自動化的現狀及技術基礎水平，我們為信息化企業開發了該平臺，完成了: 開發出一個具有自主版權的、商品化的、面向大規模數據查詢和處理的內嵌式數據庫管理系統。該系統能在包括dos、windows、unix、linux和內嵌式操作系統等多種平臺下運行。該系統應具有占用資源少，運行效率高，邏輯查詢速度快等特點。該系統的成功研制可以解決許多“應用數據庫但不是數據庫應用”的問題，并具有很好的應用和商業前景。同時實時數據庫的商品化可以彌補我國系統軟件方面的不足，促成系統軟件國產化這一目標的實現。 主要研究內容包括: · erp、crm、scm的項目與過程管理系統公共數據接口; · cad、cae、capp、cam產品數據管理系統數據交換中間件; ·辦公自動化和決策支持系統服務平臺; · 企業間協同和可視化工具接口; ·知識庫模型的續效分析模型、決策模型、企業協同模型、可視化模型、ippr模型、網絡模型的模型庫交換件; ·基于c/s計算模型和并行算法的數據庫引擎，實現對超大規模數據庫的快速查詢和處理，尤其是當大量用戶同時進入系統時的快速響應問題; ·高效的命令和結果cache（緩沖）算法; ·實現數據庫語言與宿主語言的無縫耦合; · 提供api函數庫，提供調試和開發環境; ·多種操作系統下的實現技術（linux和內嵌式操作系統）; ·實現基于實時分布式數據庫的internet查詢中間件。 該平臺解決了企業數據的“孤島”現象，真正實現了信息化集成。 3.3工業過程監控 利用win cc及監控中心工業主計算機組成生產流程監控，可以對化工生產過程中的壓力、溫度、流量、液位進行顯示，報警。對閥門、風機、泵的運行顯示及故障報警。由于監視屏上的流程圖是根據生產流程而畫出的，可以使操作人員一目了然，給維護人員也帶來了方便。 系統設計中采用了兩級監控軟件及win cc。win cc軟件適于監控級應用，設置在控制中心。protool用于現場級，設置在各個控制站點。 部分操作界面如圖2所示。 （1） 軟件性能 軟件分項目、畫面、窗口和目標四級管理;項目數無限制，每個項目最多可有1000個畫面;每個畫面最多可包括:100個窗口，256個動態目標，256個可控目標，16個歷史操作圖，16個當前趨勢圖，16個報警窗口; 支持標記、處方、面板、符號等監控特性;支持9種報警類型; 自定義軟件掃描周期，我們設置最短為50ms。 （2） 系統集成與調試 在實驗室完成所有站點的組態后，安裝好控制柜，實現部分功能的調試，經過多次修改后，再去現場安裝調試。在調試過程中也遇到了一些問題，主要是對于每個cpu最多只能帶2個et200（理論上可以帶3個），設計時在幾個控制點較多的站，都設置了3個et200，導致調試時經常出現系統不穩定，后來減少et200的數量后，系統工作正常。 由于是化工企業，根據行業的特性，要求系統具有較高的可靠性和穩定性。在總線結構上我們采用了各個控制站點之間的隔離，解決了總線的脆弱性，充分保證各個站點的相互獨立性，以提高系統的可靠性。 4 結束語 上述系統設計的站點之多，profibus總線之長，用于化工企業（實現模擬量的監控，比其他行業都要復雜些），實現實時監控在國內并不多見。本文的主要貢獻在于建設基于profibus總線的控制網絡，并與it網絡實現資源共享，無縫鏈接。經近一年的使用，效果良好，達到了設計要求，大大提高了該企業的信息化水平和管理水平。 參考文獻 [1] 周 明.現場總線控制[m]. 北京:中國電力出版社，2002. [2] 鄧則名,鄺穗芳,程良倫. 電器與可編程控制器的應用技術[m]. 北京:機械工業出版社，2002.