江雪梅1，張國慶1，宋玉梅2
（1 新疆烏魯木齊市熱力總公司，新疆 烏魯木齊830049；2 北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司，北京100032）
【摘 要】該文以烏魯木齊市熱力總公司葦湖梁熱網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)例，介紹了GENESIS32 V9.0組態(tài)軟件以及B&R的 2005系列和X20系列PCC可編程計(jì)算機(jī)控制器在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，闡述了該系統(tǒng)的構(gòu)成、配置以及組態(tài)過程。
【關(guān)鍵詞】GENESIS32 V9.1；PCC可編程計(jì)算機(jī)控制器；監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集；OPC
中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
Application of GENESIS32 V9.0 Configuration Software in the Heat Supply Network Monitoring System
JIANG-Xuemei1，ZHANG-Guoqing 1，SONG-Yumei2
( 1.Urumchi Heating Power Company, Urumchi 830049,China;
2.Beijing Gas And Heating Engineering Design Institute Co.,Ltd., Beijing 100032, China)
Abstract: By taking for example the Weihuliang heat supply network dispatching monitoring system of Urumqi heating Power Industry Corporation, the paper introduce the application of GENESIS32 V9.0 configuration software, B&R 2005 series and X20 series PCC(programmable computer controller) in this control and monitoring system and elaborates the composition , configuration and the configuration process of the system..
Key words:GENESIS32 V9.1；Programmable Computer Controllers (PCC)；Supervisory Control and Data Acquisition(SCADA);OPC
0 引言
集中供熱系統(tǒng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是體現(xiàn)城市現(xiàn)代化水平的一個(gè)標(biāo)志。發(fā)展集中供熱具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)節(jié)約能源，改善環(huán)境質(zhì)量，提高人民生活水平具有重要的意義。為搞好城市集中供熱工程，必須全面提高供熱技術(shù)水平，特別是要提高供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
烏魯木齊市熱力總公司葦湖梁熱網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)于2001年建成使用，40座換熱站分四批接入熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。近幾年來，由于監(jiān)控中心的服務(wù)器、工程師站及操作員站的計(jì)算機(jī)設(shè)備老化、運(yùn)行緩慢，對(duì)葦電熱網(wǎng)通信方案進(jìn)行升級(jí)改造后（由原先的撥號(hào)通訊方式改為ADSL通訊方式），另有56座換熱站接入熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量增大，系統(tǒng)更加不穩(wěn)定，已經(jīng)無法滿足監(jiān)控系統(tǒng)的要求，對(duì)系統(tǒng)升級(jí)勢(shì)在必行。
熱力總公司對(duì)原有的監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件進(jìn)行了升級(jí)改造，更新了服務(wù)器、工程師站和操作員站計(jì)算機(jī)?；赪indows NT4.0的操作系統(tǒng)和Gensis32 6.0版本組態(tài)軟件也已升級(jí)為基于Windows 2003/XP操作系統(tǒng)的Gensis32 9.0（中文版）。升級(jí)后數(shù)據(jù)連接由原先通過DCOM配置改為基于Internet，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性提高，修正使用DCOM在不同的平臺(tái)之間互連造成的問題，減少了DCOM應(yīng)用程序調(diào)試的時(shí)間。數(shù)據(jù)由原先的Microsoft Access(Limit 1G/Per Database)升級(jí)為Microsoft SQL 2005 Express容量可擴(kuò)展至4G，內(nèi)置Modbus OPC Server,SNMP OPC Server,OPC DDE等通訊協(xié)議，兼容第三方軟硬件，其擴(kuò)展性強(qiáng)，兼容性強(qiáng)，穩(wěn)定性可靠?？紤]到近百座換熱站數(shù)據(jù)量大，并且要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，將PVIOPC服務(wù)器由原來的1臺(tái)增至3臺(tái)。
監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)后，設(shè)2臺(tái)服務(wù)器（冗余），3臺(tái)PVIOPC服務(wù)器（也可當(dāng)操作員站），2臺(tái)操作員站，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。選用ICONICS GENESIS32 V9.0組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的畫面監(jiān)測，歷史趨勢(shì)，參數(shù)設(shè)定、指令控制、報(bào)警管理和報(bào)表管理等功能。
圖1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 系統(tǒng)組態(tài)
2.1 應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)
GENESIS32 V9.0組態(tài)軟件的應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)如下（見圖2）：
Alarm Server Configurator配置OPC服務(wù)器要需要報(bào)警的標(biāo)記,運(yùn)行時(shí)G raphWorX32上利用Alarm Indicator及Live Alarm Viewer控件來觀察報(bào)警服務(wù)器狀態(tài)和報(bào)警。
Alarm Logger Configurator的任務(wù)則是將Alarm Server的報(bào)警內(nèi)容記錄到數(shù)據(jù)庫中,形成歷史警報(bào),運(yùn)行時(shí)G raphWorX32剛利用Historical Alarm Report來顯示數(shù)據(jù)庫中的歷史報(bào)警。
TrendWorX32 Configurator的任務(wù)是將OPC服務(wù)器中需要采集的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)庫中,然后在G raphWorX32利用Historical Trend Viewer控件查看歷史趨勢(shì)。
TrendWorX32 Reporting 則用來打印被采集到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。
GraphWorX32中顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)趨勢(shì)則是直接通過OPC DA從OPC 服務(wù)器中獲得數(shù)據(jù)的。
圖2 應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)
2.2 數(shù)據(jù)庫處理
GENESIS32和B&R2005系列和X20系列PCC可編程控制器的通訊處理的實(shí)現(xiàn)通過B&R Automation軟件建立上位機(jī)與各個(gè)PCC中以太網(wǎng)模塊的連接，將該連接作為OPC服務(wù)器，而GENESIS32作為OPC客戶端，實(shí)現(xiàn)GENESIS32監(jiān)控系統(tǒng)與PCC系統(tǒng)的通訊。
我們首先對(duì)B&R Automation軟件進(jìn)行OPC Server配置，對(duì)標(biāo)簽變量、通訊路徑、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行配置。（見圖3）
圖3 PVI OPC Server配置器
其次，通過對(duì)安裝在服務(wù)器上的SQL Server Express 2005 進(jìn)行配置，創(chuàng)建兩個(gè)數(shù)據(jù)庫，一個(gè)用于存儲(chǔ)報(bào)警時(shí)間數(shù)據(jù)，另一個(gè)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。（見圖4）
圖4 SQL Server管理工作室
2.3 畫面開發(fā)
組態(tài)軟件中的GraphWrox32用于畫面組態(tài)。監(jiān)控畫面參照換熱站工藝圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，直觀反映換熱站的整個(gè)工藝流程，通過色彩的過渡和不同顏色的搭配，突出了整個(gè)工藝的每個(gè)環(huán)節(jié)。參數(shù)總貌、參數(shù)設(shè)定、閥門控制、變頻控制、二次回水壓力設(shè)定、二次供水溫度設(shè)定等，所有畫面風(fēng)格統(tǒng)一，布局一致，充分考慮了操作人員使用習(xí)慣。通過畫面中的動(dòng)態(tài)效果、顏色變化反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以數(shù)值、棒圖、趨勢(shì)圖的變化反映現(xiàn)場數(shù)據(jù)的變化。（見圖5）
圖5 換熱站的工藝流程畫面
2.4 歷史數(shù)據(jù)采集組態(tài)
組態(tài)軟件中的TrendWorX32 Logger Configurator將數(shù)據(jù)記錄到后臺(tái)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫之中,然后以歷史曲線或報(bào)表的方式顯示出來。它不僅可以記錄原始的數(shù)據(jù),還能記錄過濾后的數(shù)據(jù)以及經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算后數(shù)據(jù),它使用微軟的ADO/OLEDB技術(shù),通過它可以連接Access,SQL Server ,MSDE或者Oracle。
圖6 TrendWorX32 Logger 配置器
在GraphWorx32中，有個(gè)TWXView32 ActiveX Control，該控件可通過多種形式來顯示數(shù)據(jù)，如時(shí)間曲線、xy曲線、棒圖、餅圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖等。用戶可以很方便的在其屬性頁中定義其顏色、字體、列屬性、值域范圍、筆屬性、時(shí)間軸等，甚至可以在一個(gè)控件中同時(shí)顯示實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，這樣就可以將上周的數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)前生產(chǎn)量與計(jì)劃生產(chǎn)量進(jìn)行比較，操作員可以隨意添加注釋，曲線可以自由地放大、縮小，數(shù)據(jù)也可以統(tǒng)計(jì)。
圖7 工藝量的歷史趨勢(shì)曲線畫面
2.5報(bào)表生成
組態(tài)軟件中的TrendWorx32 Reporting用于從存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)形成報(bào)表,并且以數(shù)據(jù)庫表格,文本文件,EXCEL文件等方式顯示出來，還可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整所需的時(shí)間段報(bào)表。當(dāng)用戶需要瀏覽、導(dǎo)出、打印某日的報(bào)表時(shí)，只需指定報(bào)表生成日期，系統(tǒng)將自動(dòng)創(chuàng)建歷史數(shù)據(jù)的用戶報(bào)表。
圖8 創(chuàng)建歷史數(shù)據(jù)用戶報(bào)表
2.6報(bào)警存儲(chǔ)、查詢
組態(tài)軟件中的AlarmWorX32 Server是一個(gè)分布式的警報(bào)和事件管理系統(tǒng),可在標(biāo)準(zhǔn)的GENESIS32套裝中使用,也可作為一個(gè)開放的組件單獨(dú)使用,它提供實(shí)時(shí)的報(bào)警信息。報(bào)警服務(wù)器組態(tài)(Alarm Server Configurator) 當(dāng)OPC變量或者表達(dá)式需要報(bào)警時(shí),將其組態(tài)到報(bào)警服務(wù)器組態(tài)里,在報(bào)警服務(wù)器組態(tài)里可定義上下限報(bào)警,偏差報(bào)警,數(shù)據(jù)變化率報(bào)警,以及數(shù)字量的報(bào)警.可指定報(bào)警相關(guān)量,指定報(bào)警點(diǎn)屬于哪個(gè)報(bào)警區(qū),報(bào)警服務(wù)器組態(tài)內(nèi)容是存儲(chǔ)在Access或者SQL數(shù)據(jù)庫之中的。
圖9 AlarmWorX32服務(wù)器配置器
在GraphWorx32中新建一個(gè)窗口,單擊工具欄上的ICONICS AWXView32 控件,會(huì)在畫面中添加一個(gè)報(bào)警控件,如下圖所示。默認(rèn)情況下,該控件已經(jīng)關(guān)聯(lián)了報(bào)警服務(wù)器,可以直接運(yùn)行畫面,如果此時(shí)有報(bào)警信息的話,就可以從控件中看到。
圖10 歷史報(bào)警信息畫面
3 結(jié)束語
該監(jiān)控系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，作為熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)支撐軟件的GENESIS32平臺(tái) ，在系統(tǒng)開發(fā)中發(fā)揮了重要的作用，較大幅度地減少了系統(tǒng)的開發(fā)工作量，縮短了開發(fā)時(shí)間，并具有較好的工作穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1] GENESIS32 V9.0 培訓(xùn)手冊(cè).2008
作者簡介
江雪梅（1976- ），女，大學(xué)本科，烏魯木齊市熱力總公司,系統(tǒng)工程師，主管熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)。
張國慶（1972- ），男，熱工技師，烏魯木齊市熱力總公司,系統(tǒng)維護(hù)員，主管熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)。
宋玉梅（1964- ），女，大學(xué)本科，北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司，高級(jí)工程師，從事管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。