1、分析计算机网络系统在制碱工业中的应用一、概述纯碱是基本化学工业中产量最大的产品,是用途十分广泛的工业原料,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国国民经济的飞速发展,对纯碱的需求量不断增大,为了满足市场需求,除了扩大生产规模外,还必须进一步发掘生产潜力。山东潍坊纯碱厂是一个新建厂,设备先进,但纯碱生产大部分还是人工操作,落后的操作方法已不能适应生产发展的需要。为了解决先进设备和落后操作的矛盾,稳定生产,提高原料利用率,降低能耗,增加产量,碱厂从美国霍尼韦尔公司引进具有先进水平的 TDC-3000 集散型控制系统,并用于制碱生产的心脏工序重碱碳化工段,以实现工业生产的全局控制。工业生产的全局控制
2、包含着两层意义,一是指生产过程的自动化,二是指企业管理的自动化。生产过程的自动化指的是生产过程采用计算机控制,用计算机自动调节各生产要素,做到产品的高产、优质和低耗。企业自动化管理指的是调度、经营和决策的自动化,就是把当前生产的全部信息汇总起来,使管理决策者能够对全厂的生产、经营进行整体布置和调度,以期取得全厂各部门生产活动的协调进行,达到整体效益的最佳工业过程。全局控制系统可分为以下 4 级摘要:1.直接控制级过程控制计算机直接和现场各类装置(如变送器、执行器、记录仪表等)相连,对所连接的装置实施监测、控制,同时它还向上和第二级的计算机相连,接收上层的过程管理信息,并向上传送装置的特性数据和
3、采集的实时数据;2.过程管理级过程管理计算机(主要有监控计算机、操作站、工程师站等)综合监视过程各站的所有信息,集中显示操作,控制回路组态和参数修改,优化过程处理等;3.生产管理级管理计算机根据生产过程的特征和需要,协调各单元级的参数设定,是生产过程的总体协调员和控制器;4.经营管理级和办公室自动化连接起来,担负起全厂的总体协调管理,包括各类经营活动、人事管理等。上位机系统在整个控制系统中属于第三级(生产管理级),它既可以方便地和过程管理计算机相互交换信息,又可以同厂内现有的计算机网络连接,形成计算机一体化生产系统,实现工厂的信息管理一体化。二、系统目标由于纯碱生产是人工操作,生产数据全部由手
4、工记录,数据错综复杂,误差较大,给管理人员协调各部门生产、优化控制过程造成很大困难。为了使碱厂在运行工况、设备状态、故障处理等方面都处在合理、优化的状态,合理的生产运行和经营管理已越来越显得重要,而现有的管理水平离一个现代化企业所要求的目标还相差很远。针对这种状况,确定了本系统的目标为摘要:1.利用 TDC-3000 系统提供的计算机网络接口(CG),上位机可以通过网络服务器实时采集现场数据;也可以读取存贮在 TDC-3000 系统历史模件上的历史数据。上位机将采集到的数据进行加工、处理、分类后,再把它们存放到上位机的碳化塔生产历史数据库中。此数据库可以保存一年以上的生产数据。管理人员可以通过
5、上位机提供的查询手段,调出所需要的历史数据。上位机自动生成碳化塔生产的班报表、日报表等,避免因手工记录出现的数据误差较大的现象,大大提高碳化塔生产的科学管理水平。2.本系统局域网采用的是五用户以太网,即系统可以同时连接 5 台上位机,而每台上位机都可以对历史数据库中的数据进行操作,实现数据共享。另一方面本网络系统可以和厂内现有管理信息系统相连,从而将全厂的科学化管理提高到一个新水平。三、PCNM 网络系统PCNM 是一个将 LCN 网(局部控制网)和相关过程信息送到用户的个人计算机的软硬件系统。PCNM 使用了最新的 LAN(局域网)操作系统、关系数据库技术和图形用户界面,使用户可以在自己的计
6、算机上很轻易地得到所需的数据(见图 1)。图中虚线内为本系统配置。图 1PCNM 结构图 AM应用模件 US万能工作站 PCNM 系统由 TDC-3000 的计算机接口(CG)和PCNM 服务器组成。通过 HDLCLAPB 高速数据通讯板,LCN 网的数据可以从CG 传送到 PCNM 服务器,这些数据包括实时瞬时值或存贮在历史模件(HM)上的历史数据。PCNM 服务器是一台基于网络和数据库服务器的高性能计算机。它使用了最新的 MS LAN Manager 网络操作系统,可以广泛地连接多种类型计算机和 LAN 网络服务器,其中包括 DOS 和 OS/2 个人计算机工作站。SQL 服务器是一个工业
7、标准数据库工具,用于存贮 PCNM 服务器的实时数据和系统配置数据,SQL 服务器为共享 LCN 网和子系统的数据提供了一个既灵活又平安的平台。对于 LAN 工作站,PCNM 支持图形显示接口(GDI)和高级语言应用程序接口(HLLAPI)子程序库。GDI 是一个答应用户编制自己流程图的图形软件包,流程图中可以显示 PCNM 服务器和 LCN 网上的数据。HLLAPI 子程序库,可以使用户的应用程序存取 PCNM 服务器的数据库和 LCN 网中的历史数据。PCNM 提供的网络连接选择包括摘要:远程数据存取服务功能,NetWare 连接和 TCP/IP 协议支持。远程数据存取服务功能可以使用户通
8、过一个 9600 波特率的调制解调器,连接到 PCNM 服务器上。NetWare 连接答应一个 DOS 工作站访问 PCNM 服务器和和之相连的其它网络服务器。TCP/IP 协议支持,可以使用户的工作站连接到 UNIX 系统或其它支持TCP/IP 协议的系统中。四、软件开发的环境 现在 Windows 已得到广泛应用,它具有以下几个特征摘要:1.具有图形用户界面(GUI),美观、漂亮,所有应用软件其界面基本类似,用户易于把握,便于使用;2.支持多任务,各任务之间切换轻易,并且可以很方便地交换信息;3.提供虚拟内存管理,使内存突破 640KB 的限制,程序运行时不会出现内存资源紧张的情况;4.目
9、前,除了中文 Windows 以外,国内相继推出了许多 Windows 环境下的中文平台(如摘要:中文之星),在中文环境下,可以非常轻易地编写中文应用程序。因此,我们使用 MS Windows 3.1 外挂中文之星 2.0中文平台,作为软件的开发环境。选择 C 语言作为系统的编程语言,有两方面原因。第一,C 语言具有数据类型多、控制灵活、代码效率高等优点;第二,PCNM 网络所支持的高级语言应用程序接口中,有 C、Fortran 和 Pascal 三种库函数,只有 C 语言适合编写 Windows 环境下的应用程序。另外,作为开发工具,MSVC 1.5 的开发环境比较好,调试工具性能优越,编译速度快。五、系统功能特征分析及结论 本系统是一个具有先进水平的整体优化系统。系统功能特征概括如下摘要:1.实用性实现了数据采集、管理一体化,不仅完成数据的自动采集,而且具有统计、报表等管理功能。历史信息存储功能,可以存储有关参数的历史信息。人机界面友好,采用 MS Windows 环境下的编程技术,使用户界面和 Windows 的相同,易于用户把握,便于使用。2.扩充性系统很轻易进入厂级信息管理系统的计算机网,将工作状态、生产数据、报表信息直接通过计算机送到有关管理、调度部门。综上所述,本系统采用了计算机技术、网络技术、信息管理技术,是一种具有先进水平的上位机系统。
