SE10.0在管控一体化系统中的应用介绍

SE10.0在管控一体化系统中的应用介绍

钱杰 符妙 中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200000

摘要：为了加快建设安全高效、绿色智能的干散货港口码头，于是建立一套集现场设备、控制系统、管理系统于一体的管控一体化系统是非常有必要的， 本文基于唐山港曹妃甸港区煤码头三期工程着重介绍了FactoryTalk平台中SE10.0在管控一体化系统中的应用，并对多种不同的管控数据交互接口进行了多次的测试与研究分析,通过对比不同接口的实现方式，最终选择了更适合本工程的多种交互方式相结合的管控一体化接口系统，以更好的实现本工程的建设要求。

关键词：干散货码头；管控一体化；FactoryTalk View SE；数据接口

0 引言

随着智慧物流技术的不断发展壮大，智慧港口码头的发展也在不断迈上新台阶。目前国内的干散货码头正在逐步发展为更加成熟、更加安全、更加高效、更加环保、更加智能的现代化智能港口，而管控一体化正是发展过程中重要的一环。本文基于唐山港曹妃甸港区煤码头三期工程，根据实际的工程需求，介绍了罗克韦尔自动化FactoryTalk View SE与其它管理软件之间是如何利用各种接口协议来实现数据交互的，为港口行业同类数据接口的应用提供了参考。

1 管控一体化系统介绍

管控一体化系统分为管理系统和控制系统，管理系统主要负责数据的收集整理，也叫数据中心，其上层是人，也称分析决策层，下层是现场控制系统，控制系统主要负责采集现场的设备信息，并对其进行控制。在曹妃甸煤三期工程中，管理系统采用计算机、通讯网络、数据库服务器、接口通讯协议、PLC控制系统等各项技术，以保证生产的现场PLC控制系统为基础，通过对生产管理数据、过程控制信息和设备运行参数等不同数据的收集、统计、分析和处理，给决策者提供实时、精准、系统、完整的信息支持，运用数据化的企业生产管理模式来统筹整个港口码头，这种管控一体的综合系统提高了企业的管理水平及市场竞争力。

2 介绍SE10.0软件介绍

SE10.0是FactoryTalk View Site Edition 缩写的10.0版本，是一个集成软件包，用于开发和运行涉及可能分布在整个网络内的多个用户和服务器的人机界面(HMI)应用程序。作为 FactoryTalk View 系列产品的一员， FactoryTalk View SE提供了创建强大、可靠过程监视和控制应用程序需要的所有 工具。在 FactoryTalk View Studio 中，可以创建能反映现场或者过程的 FactoryTalk View SE网络分布式、网络站点或本地站点应用程序。使用 FactoryTalk View Studio 的编辑器可以创建和测试所需的应用程序组件。然后设置 FactoryTalk View SE Client，从而让操作员在部署完应用程序后与之交互。FactoryTalk View Site Edition 提供了创建强大、可靠的过程监视和监督级控制应用程序所需的所有工具。同时FactoryTalk View SE不仅有基于RSLinx的标准OPC通讯协议，还有VBA集成开发环境，这就为管控一体化数据交互提供了很好的开发平台。

3 接口类型与实现方法

曹妃甸煤三期港口管控一体化系统要实现的目标是将“管理系统”和“控制系统”两者结合在一起，实现港口生产业务的一体化功能。

通过专用的OPC通信协议、共享Oracle关系数据库、共享Historian实时历史数据库、ODBC与OLEDB通信协议以及VBA来实现指令的下发与信息的接收。

管理系统通过从OPC通讯和共享关系数据库中获取信息，并借助实时数据库提供的 “皮带秤数据”、“皮带机运行状态”、“皮带机相关设备数据”可计算出相应流程的作业值等相关生产数据。如图1所示管控一体化系统通过OPC以及共享关系数据库的方式实现“管理系统向控制系统下发作业指令”、控制系统向管理系统反馈“作业指令的执行状态”、“设备的启停状态”等信息。

图1 管控一体化数据交互

3.1 ODBC和OLEDB与数据库连接

ODBC数据源配置比较简单，主要是在系统中找到ODBC数据源，然后添加需要连接的数据库即可，这里不展开介绍。OLEDB与数据库连接首先是需要安装myoledb驱动，然后在数据库中建立OLEDB连接，这里用到是sql数据库与Oracle数据库，mysql数据库主要是与SE的数据交换。当在数据库中配置好OLEDB连接后，可以进行测试，成功后即可进行通讯。这两种数据库接口协议需要注意的是驱动文件配置和数据存储路径，过程中有账号密码设置的需要记录好，其它正常操作即可完成。
3.2 共享Oracle关系数据库

Oracle数据库的连接方式是HMI人机界面工控机安装OracleClient客户端，在共享数据库存储主机中安装OracleServer服务器，然后建立Oracle服务器与客户端的连接，连接测试成功后即可。这里主要的步骤是Oracle客户端根据sqlnet.ora中NAMES.DIRECTORY_PATH的配置；Oracle客户端根据tnsnames.ora解析出网络服务名所代表的连接所使用的协议（一般是TCP/IP），Oracle实例所在的IP、连接端口（一般默认为1521）及监听服务名称；Oracle客户端根据对应的协议，向Oracle实例所在的IP的连接端口发起连接，并请求刚才通过tnsnames.ora解析出的监听服务；Oracle服务端的监听程序Listener，与Oracle客户端建立网络连接后，在已注册服务列表中查找Oracle客户端所请求的服务若存在，则监听程序Listener将此服务对应的Oracle实例的相关信息返回给Oracle客户端，再由Oracle客户端根据返回的信息直接与Oracle实例直接建立连接。曹妃甸煤三期主要是FactoryTalk View Studio服务器中通过集成的VBA环境来实现与Oracle关系数据库之间的数据交换。

3.3 共享Historian实时历史数据库

FactoryTalk Historian SE实时历史数据库是一种可以记录和反应实时和历史数据的软件，是使用标签和历史存档的方式，在增加数据精度的同时还具备过滤功能。这里采用的数据交互方式是FactoryTalk View SE 服务端通过OPC通讯将PLC数据写入Historian数据库，管理系统再通过FTLD和OPC或OLEDB的方式从数据库中获取实时历史数据，若三者数据交互的软件不处于同一服务器时，在建立通讯的时需要做Directory Location的服务器指向才能完成数据的交互的功能。

3.4 OPC通信

OPC是OLE for Process Control的英文缩写，就是把OLE应用于工业控制领域，OPC建立在OLE的基础之上，为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。在FactoryTalk View Studio中，在基于RSLinx Classic Gateway的基础上集成了OPC功能，在管理系统服务器上安装OPC Client就可以实现OPC通讯的数据交互了。煤三期系统充分利用了OPC通讯的高传输速率和高稳定性的特点来完成控制系统HMI画面和管理系统之间的数据交换，快速稳定的下达和回收指令信息。

4 管控一体化的应用实际

在曹妃甸煤三期港口工程中，管理层向控制层下达指令的时候，首先将要执行的指令具体内容存入“共享的关系数据库”中，然后再通过OPC的通信方式实时的通知控制层“有新指令下达”。控制层通过OPC协议获得这个消息以后，会尝试读取“共享的关系数据库”，将具体的指令号、流程号、计划作业时间、计划作业吨等内容读取出来并显示在控制画面上，控制人员根据指令要求启动相应的流程，如无法执行则需要反馈拒绝或更换流程信息到管理系统。无论控制系统所执行的流程是否是管理系统下发的流程，都要在“共享的关系数据库”中进行记录。在指令执行过程中，控制系统会通过OPC的方式将“指令的执行状态”、“指令实际作业情况”实时发送给管理系统。在指令执行结束后，控制系统会将“指令最终执行结果”写入到“共享的关系数据库”中。

5 结语

管理系统与控制系统的接口采用“OPC协议”、“共享关系数据库”、“共享实时数据库”等相辅相成的方式实现了管控一体化的功能，通过数据和指令的方式将生产调度业务数字化、集成化、统一化和记录化，即提高了整个港口的智能化水平，也向绿色环保、安全高效的港口码头迈进了一大步，也为后续建成智慧码头做了重要的铺垫。

参考文献：

[1] 李海洋. 基于FactoryTalk平台的散货码头管控接口方案[J].港工技术,2020(261)

[2] 赵欣. 浅谈大型散货港口管控一体化系统[J].工业技术,2016(238)

[3] Phyking. oled连接数据库的方法介绍[Z].博客园,2013(08)

[4] 罗克韦尔. FactoryTalk View Site Edition用户指南[Z].RockwellAutomation,2014(08)：169-180