計算機網絡系統(tǒng)在制堿工業(yè)中的應用

【摘　要】目前,一些大型化工企業(yè),生產過程采用計算機控制,實現(xiàn)了生產過程的自動化,但是往往忽視了企業(yè)的自動化管理。本文所介紹的個人計算機網絡管理(PCNM)系統(tǒng),既可以方便地與過程控制計算機相互交換信息,又可以同企業(yè)內部原有的計算機網絡連接,形成計算機一體化的生產系統(tǒng),實現(xiàn)了工廠的計算機控制與信息管理一體化。

　　【關鍵詞】計算機應用　工業(yè)過程控制　網絡系統(tǒng)

　　一、概述

　　純堿是基本化學工業(yè)中產量最大的產品,是用途十分廣泛的工業(yè)原料,在國民經濟中占有非常重要的地位。隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展,對純堿的需求量不斷增大,為了滿足市場需求,除了擴大生產規(guī)模外,還必須進一步發(fā)掘生產潛力。

　　山東濰坊純堿廠是一個新建廠,設備先進,但純堿生產大部分還是人工操作,落后的操作方法已不能適應生產發(fā)展的需要。為了解決先進設備與落后操作的矛盾,穩(wěn)定生產,提高原料利用率,降低能耗,增加產量,堿廠從美國霍尼韋爾公司引進具有先進水平的TDC-3000集散型控制系統(tǒng),并用于制堿生產的心臟工序——重堿碳化工段,以實現(xiàn)工業(yè)生產的全局控制。

　　工業(yè)生產的全局控制包含著兩層意義,一是指生產過程的自動化,二是指企業(yè)管理的自動化。生產過程的自動化指的是生產過程采用計算機控制,用計算機自動調節(jié)各生產要素,做到產品的高產、優(yōu)質與低耗。企業(yè)自動化管理指的是調度、經營與決策的自動化,就是把當前生產的全部信息匯總起來,使管理決策者能夠對全廠的生產、經營進行整體安排與調度,以期取得全廠各部門生產活動的協(xié)調進行,達到整體效益的最佳工業(yè)過程。全局控制系統(tǒng)可分為以下4級:

　　1.直接控制級過程控制計算機直接與現(xiàn)場各類裝置(如變送器、執(zhí)行器、記錄儀表等)相連,對所連接的裝置實施監(jiān)測、控制,同時它還向上與第二級的計算機相連,接收上層的過程管理信息,并向上傳送裝置的特性數(shù)據(jù)和采集的實時數(shù)據(jù);

　　2.過程管理級過程管理計算機(主要有監(jiān)控計算機、操作站、工程師站等)綜合監(jiān)視過程各站的所有信息,集中顯示操作,控制回路組態(tài)和參數(shù)修改,優(yōu)化過程處理等;

　　3.生產管理級管理計算機根據(jù)生產過程的特點與需要,協(xié)調各單元級的參數(shù)設定,是生產過程的總體協(xié)調員和控制器;

　　4.經營管理級與辦公室自動化連接起來,擔負起全廠的總體協(xié)調管理,包括各類經營活動、人事管理等。

　　上位機系統(tǒng)在整個控制系統(tǒng)中屬于第三級(生產管理級),它既可以方便地與過程管理計算機相互交換信息,又可以同廠內現(xiàn)有的計算機網絡連接,形成計算機一體化生產系統(tǒng),實現(xiàn)工廠的信息管理一體化。

　　二、系統(tǒng)目標

　　由于純堿生產是人工操作,生產數(shù)據(jù)全部由手工記錄,數(shù)據(jù)錯綜復雜,誤差較大,給管理人員協(xié)調各部門生產、優(yōu)化控制過程造成很大困難。為了使堿廠在運行工況、設備狀態(tài)、故障處理等方面都處在合理、優(yōu)化的狀態(tài),合理的生產運行和經營管理已越來越顯得重要,而現(xiàn)有的管理水平離一個現(xiàn)代化企業(yè)所要求的目標還相差很遠。針對這種狀況,確定了本系統(tǒng)的目標為:

　　1.利用TDC-3000系統(tǒng)提供的計算機網絡接口(CG),上位機可以通過網絡服務器實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù);也可以讀取存貯在TDC-3000系統(tǒng)歷史模件上的歷史數(shù)據(jù)。上位機將采集到的數(shù)據(jù)進行加工、處理、分類后,再把它們存放到上位機的碳化塔生產歷史數(shù)據(jù)庫中。此數(shù)據(jù)庫可以保存一年以上的生產數(shù)據(jù)。管理人員可以通過上位機提供的查詢手段,調出所需要的歷史數(shù)據(jù)。上位機自動生成碳化塔生產的班報表、日報表等,避免因手工記錄出現(xiàn)的數(shù)據(jù)誤差較大的現(xiàn)象,大大提高碳化塔生產的科學管理水平。

　　2.本系統(tǒng)局域網采用的是五用戶以太網,即系統(tǒng)可以同時連接5臺上位機,而每臺上位機都可以對歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行操作,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。另一方面本網絡系統(tǒng)可以與廠內現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)相連,從而將全廠的科學化管理提高到一個新水平。

　　三、PCNM網絡系統(tǒng)

　　PCNM是一個將LCN網(局部控制網)和相關過程信息送到用戶的個人計算機的軟硬件系統(tǒng)。PCNM使用了最新的LAN(局域網)操作系統(tǒng)、關系數(shù)據(jù)庫技術和圖形用戶界面,使用戶可以在自己的計算機上很容易地得到所需的數(shù)據(jù)(見圖1)。圖中虛線內為本系統(tǒng)配置。圖1PCNM結構圖AM——應用模件US——萬能工作站PCNM系統(tǒng)由TDC-3000的計算機接口(CG)和PCNM服務器組成。通過HDLCLAPB高速數(shù)據(jù)通訊板,LCN網的數(shù)據(jù)可以從CG傳送到PCNM服務器,這些數(shù)據(jù)包括實時瞬時值或存貯在歷史模件(HM)上的歷史數(shù)據(jù)。

　　PCNM服務器是一臺基于網絡和數(shù)據(jù)庫服務器的高性能計算機。它使用了最新的MS LAN Manager網絡操作系統(tǒng),可以廣泛地連接多種類型計算機和LAN網絡服務器,其中包括DOS和OS/2個人計算機工作站。

　　SQL服務器是一個工業(yè)標準數(shù)據(jù)庫工具,用于存貯PCNM服務器的實時數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù),SQL服務器為共享LCN網和子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提供了一個既靈活又安全的平臺。

　　對于LAN工作站,PCNM支持圖形顯示接口(GDI)和高級語言應用程序接口(HLLAPI)子程序庫。GDI是一個允許用戶編制自己流程圖的圖形軟件包,流程圖中可以顯示PCNM服務器和LCN網上的數(shù)據(jù)。HLLAPI子程序庫,可以使用戶的應用程序存取PCNM服務器的數(shù)據(jù)庫和LCN網中的歷史數(shù)據(jù)。

　　PCNM提供的網絡連接選擇包括:遠程數(shù)據(jù)存取服務功能,NetWare連接和TCP/IP協(xié)議支持。遠程數(shù)據(jù)存取服務功能可以使用戶通過一個9600波特率的調制解調器,連接到PCNM服務器上。NetWare連接允許一個DOS工作站訪問PCNM服務器和與之相連的其它網絡服務器。TCP/IP協(xié)議支持,可以使用戶的工作站連接到UNIX系統(tǒng)或其它支持TCP/IP協(xié)議的系統(tǒng)中。

四、軟件開發(fā)的環(huán)境

　　現(xiàn)在Windows已得到廣泛應用,它具有以下幾個特點:

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