水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)工程監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能描述

水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)工程監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能描述本司將為系統(tǒng)提供完整的成熟的中央監(jiān)控的系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、應用軟件、管理軟件、通信軟件和二次開發(fā)所必須的軟件?？傮w結構如圖4-1:圖4-1凈化水廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件包，包括基于windowsXP平臺的實時多任務操作系統(tǒng)程序，應用程序及通信接口程序。軟件包括下列內(nèi)容(但不限于此)： ① 中央調度控制室的所有系統(tǒng)軟件和應用軟件。 ② 各分站的通信軟件(接口程序)。 ③ 所有數(shù)據(jù)的通訊軟件。4.1系統(tǒng)軟件4.1.1系統(tǒng)軟件的一般技術功能操作系統(tǒng)應選擇實時、多任務、多用戶網(wǎng)絡操作系統(tǒng)；提供優(yōu)先調度、支持虛擬內(nèi)存；具有開放式的軟件接口，如OSF/MOTIF、TCP/IP、POSIX、IEEE-802等工業(yè)標準，便于與外系統(tǒng)構成通訊鏈路。為將來構成更大系統(tǒng)留有余地；應用軟件平臺具有圖形支撐軟件，友好的人機界面及支持各種標準界面及環(huán)境；配備漢字二級字庫；系統(tǒng)應用軟件包括各種支持軟件及應用軟件，具有先進的SCADA系統(tǒng)設計特點；分布的體系結構及冗余切換功能；相關語言的編譯程序及驅動程序；高效、靈活，便于使用及維護，具有各種自診斷功能；具有漢化的面向對象的實時圖象用戶接口（GUI）；所有商品軟件均有對應范圍的適用許可證。4.1.2系統(tǒng)軟件選型本系統(tǒng)中的監(jiān)控操作站，根據(jù)本工程的技術要求，采用WindowsXPProfessional中文版操作系統(tǒng)或以上版本的Windows系統(tǒng)。4.2數(shù)據(jù)庫軟件4.2.1數(shù)據(jù)庫管理軟件的技術要求開放的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫具有標準的外部數(shù)據(jù)接口，能與其它控制軟件和數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)庫能通過DDL、DDE及OLE等與其它應用軟件交換數(shù)據(jù)帶有標準的SQL接口和ODBC（OpenDataBaseConnect）接口，提供系統(tǒng)維護和管理手段。4.2.2數(shù)據(jù)庫管理軟件選型根據(jù)本工程技術要求，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用MicrosoftSQLServer2005數(shù)據(jù)庫管理平臺。MicrosoftSQLServer2005采用分布式處理結構和先進的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有擴展性，可靠性，能夠與Internet有機地結合，可以迅速開發(fā)新的因特網(wǎng)系統(tǒng)，可以直接存貯XML數(shù)據(jù)，將搜索結果以XML格式輸出，同時具有各種分析、預測等輔助決策功能。它允許跨越多個平臺訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)，發(fā)送可靠的信息給遠程服務場所。允許主機和服務器之間真正雙向數(shù)據(jù)共享，集成的安全性保證了用戶數(shù)據(jù)不受侵犯。SQLServer有助于用戶更有效、更方便的開發(fā)豐富的應用程序。具有集成安全性、與Windows2005Server的結合、磁帶支持、增強的網(wǎng)絡支持、結構化異常處理等的特點；它還允許生成重建一個數(shù)據(jù)庫所需的DDL中的所有內(nèi)容，并可有效進行大塊數(shù)據(jù)傳輸操作。使用MicrosoftSQLServer2005，歷史數(shù)據(jù)庫能通過DDL、DDE及OLE等與其它應用軟件交換數(shù)據(jù)，SQLServer帶有標準的SQL接口和ODBC（OpenDataBaseConnect）接口，并且提供可靠的系統(tǒng)維護和管理手段。使用SQLServer2005可以獲得非凡的可伸縮性和可靠性。通過向上伸縮和向外擴展的能力，SQLServer滿足了苛刻的電子商務和企業(yè)應用程序要求。向上伸縮：SQLServer2005利用了對稱多處理器(SMP)系統(tǒng)。SQLServerEnterpriseEdition最多可以使用32個處理器和64GBRAM。向外擴展：向外擴展可以將數(shù)據(jù)庫 和數(shù)據(jù)負載分配給多臺服務器?？捎眯裕和ㄟ^增強的故障轉移群集、日志傳送和新增的備份策略，SQLServer2005達到了最大的可用性。本系統(tǒng)中，開放的實時數(shù)據(jù)庫通過對監(jiān)控對象的實時監(jiān)測和控制，自動生成操作記錄表、遙信變位、事故記錄等實時數(shù)據(jù)，由SQL服務器將數(shù)據(jù)經(jīng)過歸檔、加工和存貯，可供用戶瀏覽和查詢。實時數(shù)據(jù)庫具有標準的外部數(shù)據(jù)接口，能與其它控制軟件和SQLServer數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。4.3應用軟件4.3.1主要技術功能本工程監(jiān)控系統(tǒng)能夠在計算機終端上顯示現(xiàn)場設備的實時狀態(tài)和運行參數(shù)，設備的運行狀態(tài)多采用圖形方式和動畫方式來顯示，檢測量采用統(tǒng)計曲線和柱狀圖的形式來表現(xiàn)，直觀方便，在組態(tài)軟件中可以對本工程中央監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行匯總、記錄、統(tǒng)計、顯示、報警、打印和上報等處理。因此，它是自動控制系統(tǒng)中重要的人機交互手段，也是自動化系統(tǒng)正常運行的重要組成部分。本監(jiān)控管理軟件具有以下基本功能：全中文的過程可視化軟件；實時趨勢顯示和歷史趨勢的動態(tài)查詢；符合國內(nèi)企業(yè)使用習慣的全中文報表生成功能；報警和報警管理；面向用戶的分級和分區(qū)的安全管理機制；分布式設計的軟件結構，完善的網(wǎng)絡功能；支持遠程維護和診斷功能；內(nèi)置腳本語言編輯器；可視化的開發(fā)環(huán)境；支持真彩色（24位色）和過渡色的界面開發(fā)系統(tǒng)；高速歷史數(shù)據(jù)的記錄和查詢；支持設備冗余、網(wǎng)絡冗余和站點冗余；計算引擎，支持定義虛擬數(shù)據(jù)點（即計算變量）；支持VB腳本編程（VBScript）；支持調用外部算法（通過OLEAutomation接口）；支持單獨或者批量組態(tài)標簽點；支持針對過程數(shù)據(jù)特性，進行單獨或者批量定義標簽點采集頻率；支持在線新增、刪除標簽點，修改標簽點屬性；支持離線和在線兩種方式進行數(shù)據(jù)庫組態(tài)和配置；支持歷史數(shù)據(jù)歸檔文件的管理；支持瘦客戶端管理模式；提供圖形界面的智能化SQL查詢工具；提供圖形化的管理工具；提供圖形化的趨勢分析和報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析工具，簡化用戶的數(shù)據(jù)處理和分析工作；提供參數(shù)分析和調整的工具，方便用戶在特定應用場合下對系統(tǒng)參數(shù)進行調整以達到更好的性能。4.3.2采用的組態(tài)軟件采用的FameView是一套實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理的高性能工業(yè)自動化軟件產(chǎn)品,它運行穩(wěn)定、功能強大、通訊及運行速度快、界面友好、結構化組態(tài)、簡單易學。具有以下基本功能：數(shù)據(jù)采集通訊運行數(shù)據(jù)庫組態(tài)畫面制作與動態(tài)顯示服務器冗余選項報警記錄與響應(支持手機短信報警)ODBC數(shù)據(jù)庫連接,過程變量與數(shù)據(jù)庫字段對應,進行數(shù)據(jù)的存儲和讀寫并實現(xiàn)與Crystal(水晶星)報表的無縫接口歷史報表、實時報表、行打印報表配方應用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)批處理管理串口通訊服務器（電話撥號、GPRS、CDMA、串口直連）支持CDMA、寬帶的遠程數(shù)據(jù)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)信息記錄所有的操作信息和系統(tǒng)事件信息用戶管理,實現(xiàn)操作級別區(qū)分網(wǎng)絡服務器,實現(xiàn)客戶器/服務器結構,支持二次開發(fā)支持遠程時實和歷史數(shù)據(jù)訪問（GPRS、CDMA、寬帶、ADSL）內(nèi)置VBScript腳本,支持畫面和全局腳本歷史數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)分析支持OPC服務器和客戶機整個工廠的數(shù)據(jù)集成和處理包4.3.3監(jiān)控軟件設計概述本工程監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構如下圖所示，分成以下子系統(tǒng)和模塊：數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、Web服務子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理模塊、報表模塊、報警和事件模塊、日常管理模塊、設備管理模塊。監(jiān)控管理軟件各模塊數(shù)據(jù)流如下圖：運行監(jiān)控模塊本監(jiān)控軟件具有強而有效的圖形顯示功能，具有中文界面，操作提示和幫助系統(tǒng)。能畫出總平面圖、工藝流程圖、凈化水廠設置布置圖（平面、剖面）等。在流程圖上顯示的設備均可以點擊進入，以了解該設備的進一步細節(jié)數(shù)據(jù)或對其進行控制。在確定監(jiān)控畫面后，可對監(jiān)控對象進行形象圖符設計、組態(tài)、連接、生成完整的實時監(jiān)控畫面，使用戶能在監(jiān)視器（CRT）上查詢到各種監(jiān)控對象的動態(tài)信息及故障，形式可以是圖形、報表、曲線以及直方圖等，并在模擬屏上有動態(tài)顯示參數(shù)，并能動態(tài)顯示各主要設備的狀態(tài)和主要現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括設備運行，工藝過程、進出口液位、流量、電力參數(shù)、電量數(shù)據(jù)、事故報警等，運行參數(shù)和目標控制參數(shù)可以點擊進入，了解其屬性或進行設定修改。從而實現(xiàn)對下屬分站的宏觀調度。同時還具有友好的漢化人機接口界面，采用圖形、圖標方式，使管理人員方便地使用鼠標及鍵盤對系統(tǒng)進行管理、控制，通過監(jiān)控畫面的切換，進行數(shù)據(jù)查詢、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等各種操作。中央控制站主要進行將分析所收集的運行數(shù)據(jù)，生成調度策略、控制命令和全局性的運行參數(shù)，向各分站下載，由各分站的中心或就地控制系統(tǒng)執(zhí)行中央控制站向各單體控制系統(tǒng)分配所在單體或節(jié)點的運行控制目標，根據(jù)區(qū)域狀況，命令幾個分站設備投入或退出運行。運行監(jiān)控模塊是整個系統(tǒng)最上層的應用，是系統(tǒng)運行中主要的人機交互平臺，它以簡易、直觀、形象的方式顯示系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)并提供控制接口。本平臺包涵了數(shù)據(jù)的圖形化顯示、曲線、報表查詢、設備的控制以及報警、事件信息的提示等系統(tǒng)中的所有實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的應用，如下圖所示：數(shù)據(jù)庫管理模塊本承包商提供整個監(jiān)控系統(tǒng)運行的各種數(shù)據(jù)參數(shù)、各機械電氣設備狀態(tài)以及各接口設備狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫，具有在線查詢、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫管理軟件，可進行日常的操作及維護，可以形成歷史數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)報表、統(tǒng)計報表等，可以對設備的運行和維護周期進行管理。同時還具有ODBC功能，與其它關系數(shù)據(jù)庫建立共享關系，能與管理系統(tǒng)（MIS）聯(lián)網(wǎng)操作。保存在內(nèi)存中的實時庫存貯有各種監(jiān)控對象的動態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新周期是可調的，以保證關鍵數(shù)據(jù)的實時響應速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫能保存7天的實時數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不斷地予以刷新（其數(shù)據(jù)來自于實時數(shù)據(jù)庫）。歷史數(shù)據(jù)庫中能存入各設備的運行參數(shù)、報警記錄、事故記錄、調度指令等。并能提供存貯3個月運行數(shù)據(jù)的能力。數(shù)據(jù)庫容量有20%以上的備用，包括軟件估算和硬件支撐。數(shù)據(jù)處理模塊在本工程監(jiān)控系統(tǒng)中，本承包所提供的系統(tǒng)軟件能提供一套成熟的調度決策方案，可通過規(guī)定各種數(shù)據(jù)的優(yōu)先級別，連鎖效應來生成系統(tǒng)的決策方案，供管理人員參考。管理人員也根據(jù)實際經(jīng)驗對離線調度決策方案進行增加及修正。本承包商提供一個數(shù)據(jù)處理模塊，這個模塊根據(jù)運行監(jiān)控模塊的指令將所收集的凈化水廠各設備的狀態(tài)信息、水位信息以及預測信息數(shù)據(jù)，并結合氣象、水文、季節(jié)、時間等因數(shù)，生成調度策略、控制命令和全局性的運行參數(shù)，下載到各個分站和其他下屬調度中心。從而實現(xiàn)對下屬分站的宏觀調度，協(xié)調各下屬分站的運行，處理局部的停機事故和緊急狀態(tài)，維持系統(tǒng)的整體協(xié)調，使全系統(tǒng)在監(jiān)控中心的統(tǒng)一協(xié)調下發(fā)揮最大效率。報警和事件處理模塊1、報警處理當各個分站工藝過程或設備運行出現(xiàn)異常時，將設備號以狀態(tài)字的格式向本工程中心調度控制室報告。報警發(fā)生時有聲光提示，提請操作人員注意。聲報警：由安裝于操作終端內(nèi)的揚聲器發(fā)聲，聲報警可在人工確認后消除;光報警：操作終端的屏幕上閃光顯示報警內(nèi)容，光報警在故障排除，運行恢復正常時自動消除;2、事件處理事件是指運行事件和重要的系統(tǒng)操作，事件登錄按時間順序排列，事故記錄按類劃分，并有時間標記。本軟件系統(tǒng)記錄的事件包括： 中控室控制系統(tǒng)的操作員登錄控制命令和結果修改設定值輸入數(shù)據(jù)全部的報警、確認和刪除。報表模塊本承包商所提供的報表生成軟件，具有對歷史數(shù)據(jù)庫進行各類數(shù)據(jù)項組合生成用戶所需的報表格式的功能，包括日報表，階段報表和事件驅動報表（包括事件和報警文件）等。報表中有實時數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并可以插入說明文字。同時也具有查詢及打印等功能，系統(tǒng)生成的文本，表格，圖形，報表等內(nèi)容均可在打印機上輸出。報表以中文形式顯示和打印，可通過日期、時間來打印各類報表，報表中至少具有了以下幾種：各工藝設備運行時報表、日報表、月報表等統(tǒng)計報表；各類事件/事故表；操作記錄表；設備工作狀態(tài)表及工作記錄表。遠程設定和在線遙控本承包商所提供的監(jiān)控軟件通過以中央控制計算機、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、以及各個分站的數(shù)據(jù)轉換模塊來啟動和確定遠程工作站的工作狀態(tài)、監(jiān)控對象的越限值、連鎖控制權限、控制及調度各分站內(nèi)設備的運行等。4.3.4管理軟件設計日常管理模塊日常的數(shù)據(jù)管理、訂制運行計劃，對采集到的各種數(shù)據(jù)經(jīng)計算、處理、分類，自動生成各種數(shù)據(jù)庫及報表、供實時監(jiān)測、查詢、修改、打印，生成后的報表文件的修改或重組。軟件系統(tǒng)的可靠性能保證數(shù)據(jù)的絕對安全，防止數(shù)據(jù)的非法訪問，特別是對原始數(shù)據(jù)的修改，按操作等級進行管理，一般情況下，至少設置三級操作級，即觀察級、控制操作級、維護級，每一級都需有訪問控制。具有日常的網(wǎng)絡管理功能，維持整個局網(wǎng)的運行，定時對各接口設備進行自檢、異常時發(fā)出報警訊號。設備管理模塊系統(tǒng)需要記錄各個設備詳細的使用狀況，維修狀況等，對設備從購買到報廢全程跟蹤。提供后臺和前臺功能：后臺可以自動采集設備運行狀態(tài)和故障信息；前臺通過圖形化方式形象直觀的反映設備的地理位置、當前的狀態(tài)（使用中、故障、維修中、庫存中、已報廢）等信息。系統(tǒng)必須提供查詢功能，可以非常清晰的羅列設備現(xiàn)在的狀態(tài)、地理位置、使用者，開始使用時間等信息。需要了解每臺設備使用的年限，大、中、小修了幾次，每次的維修狀況怎樣，是否該報廢等信息。需要把握設備庫存情況，分析是否該購買新設備，同時本系統(tǒng)自動統(tǒng)計出設備的完好率、待修率、使用率等各項數(shù)據(jù)，為分析決策提供堅實可靠的數(shù)據(jù)基礎。另外考慮到用戶自身需要，可靈活生成檢修計劃，羅列檢修項目和工作?？勺远x檢修計劃、檢修項目、檢修工作、檢修申請等。系統(tǒng)規(guī)定只有定義檢修項目后，才能定義檢修工作、設備品材需求計劃，定期工作、檢修項目、檢修工作完成審核之后，才可生成為歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)只能查詢、不能編輯修改和刪除。設備管理具有以下功能（不限于以下功能）：靜態(tài)信息管理用于人工輸入設備編號、購置時間、安裝使用時間、類別、品種、來源、供貨廠商、數(shù)量、主要性能、設備運行位置等信息，為系統(tǒng)提供靜態(tài)基礎數(shù)據(jù)。運行信息采集系統(tǒng)需自動采集使用中設備的運行狀態(tài)和設備故障信息，為系統(tǒng)提供運行信息。故障分析根據(jù)系統(tǒng)采集的信息，對設備故障原因進行分析，并統(tǒng)計故障規(guī)律。維修管理根據(jù)系統(tǒng)自動檢測的或人工輸入的故障信息生成維修單，記錄設備的報修時間、報修人、送修原因、送修部門或廠商、送修時間、維修內(nèi)容，并監(jiān)督每項維修任務的執(zhí)行情況，維修結束后記錄返回時間、重新安裝使用時間、設備驗收員、維修結果等信息。例行檢修管理根據(jù)管理要求，可制定大修年度計劃、維修月度計劃、不定時檢修計劃、記錄檢修結果等信息。并記錄和生成維修施工報告、設備維修檔案、維修頻率分析報告、維修統(tǒng)計報告等。人員管理可以對維護人員進行管理，根據(jù)工作人員排班情況，結合維修計劃，制定每個人的工作單，并可查看每個維護人員的相關維修記錄，進而評估、考核其工作業(yè)績。備件管理對系統(tǒng)的備件進行管理，記錄和管理備件類別、備件數(shù)量、備件來源、供貨廠商、備件品種、相關設備、出庫用途等信息。統(tǒng)計、分析與報表系統(tǒng)可以按資產(chǎn)來源、資產(chǎn)類別、資產(chǎn)狀態(tài)、維修時間等作各種統(tǒng)計分析。同時可以查詢打印設備故障狀況、設備維修記錄；并統(tǒng)計設備故障率，并進行故障分析。4.3.5Web服務子系統(tǒng)WEBSERVER功能，遠程IE瀏覽實時數(shù)據(jù)與監(jiān)控畫面。Web瀏覽器功能允許通過國際互聯(lián)網(wǎng)Internet或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet對整個凈化水廠設備和運行狀態(tài)進行監(jiān)視甚至操作。在Web客戶端僅需一個Web瀏覽器和一個最小的安裝，并在需要時通過網(wǎng)絡來完成。4.3.6系統(tǒng)性能指標開放性要求支持OPC1.0/2.0標準；支持DDE/NetDDE；支持ODBC；支持ActiveX；提供應用程序開發(fā)包。集成能力要求將第三方的功能嵌入（ActiveX）到現(xiàn)有的應用系統(tǒng)中以滿足專業(yè)需求；嵌入的ActiveX控件的功能包括屬性、事件和方法均可直接應用；提供標準的通訊接口，易于與ERP、MES等信息管理系統(tǒng)互聯(lián)。結構要求面向對象的程序設計方法；組件式的軟件功能解決方案，易于功能的集成可擴展；分布