中控設(shè)備管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

中控設(shè)備管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用沈利斌、姚杰、鄧祎、鄭煊浙江中控技術(shù)股份有限公司，浙江杭州，310053摘要：介紹浙江中控技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱中控）的設(shè)備管理系統(tǒng)軟件的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹設(shè)備管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)功能及實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：設(shè)備管理解決方案、SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)軟件TheDevelopmentAndApplicationofSUPCONAssetManagementSystemShenLibin、YaoJie、DengYi、ZhengXuanZhejiangSUPCONCo.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang,310053Abstract:TheIntroductionofTheapplicationofSUPCONAssetManagementSystemofZhejiangSUPCONCo.,Ltd.(hereinafterreferredtoasSUPCON),focusingonSUPCONAssetManagementSystemInsystemarchitecture,systemfunctionsandpracticalapplications.Keywords:SUPCONAssetManagementSystemSoftware.前言隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國(guó)內(nèi)的不斷發(fā)展和推廣，智能化儀表的應(yīng)用變得越來(lái)越普及。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用在給企業(yè)帶來(lái)巨大收益的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的管理與維護(hù)也變得尤為重要。目前國(guó)外主流的設(shè)備管理軟件主要有Emerson的AMSSuite軟件和Yokogawa的PRM軟件。Emerson的AMSSuite不僅包含了對(duì)智能儀表的設(shè)備管理，而且還有對(duì)機(jī)械設(shè)備的設(shè)備管理，同時(shí)在更上層提供了基于WEB的平臺(tái)產(chǎn)品AMSPortal。Yokogawa的PRM系列產(chǎn)品類似于AMS的核心軟件，同時(shí)集成了替代手操器的簡(jiǎn)易工具FDM。由于設(shè)備管理軟件的研發(fā)投入比較高，單就加入現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的年費(fèi)每年就要幾十萬(wàn)，且國(guó)內(nèi)一些行業(yè)內(nèi)對(duì)設(shè)備管理系統(tǒng)軟件使用的普及還不夠，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)很少有公司愿意投入這么大的成本去研發(fā)。中控從1993年開(kāi)始研發(fā)設(shè)備管理系統(tǒng)軟件，到現(xiàn)在，發(fā)布了多個(gè)版本，并且已經(jīng)在大大小小幾十個(gè)項(xiàng)目中得到了很好的應(yīng)用。中控設(shè)備管理系統(tǒng)軟件，又稱SAMS（SUPCONAssetManagementSystem）軟件，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和FDT/DTM技術(shù)，基于中控自主研發(fā)的WebFieldECS系列控制系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)HART、FieldbusFoundation、Profibus-PA、EPA等現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的全生命周期管理，為用戶提供一套成熟、穩(wěn)定、可靠的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備管理解決方案。中控設(shè)備管理系統(tǒng)軟件SAMS系統(tǒng)概述SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)軟件，是中控設(shè)備管理解決方案中的軟件部分，SAMS軟件支持對(duì)智能設(shè)備和傳統(tǒng)設(shè)備的管理，通過(guò)EDDL（電子設(shè)備描述語(yǔ)言）技術(shù)和FDT/DTM技術(shù)，為用戶提供一個(gè)操作簡(jiǎn)便的圖形化設(shè)備組態(tài)界面，讓先進(jìn)的智能設(shè)備發(fā)揮最大效益。如下圖1為SAMS系統(tǒng)軟件在工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的定位。圖1.SAMS系統(tǒng)軟件在工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的定位SAMS系統(tǒng)架構(gòu)SAMS系統(tǒng)軟件可配套中控的ECS-100系統(tǒng)、ECS-700系統(tǒng)或者P+F系統(tǒng)使用，這樣可以靈活為用戶提供各種不同需求的設(shè)備管理解決方案。如下圖2為混合控制系統(tǒng)中SAMS應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2.混合控制系統(tǒng)中SAMS應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖SAMS系統(tǒng)軟件主要由SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)程序（客戶端）、SAMS數(shù)據(jù)服務(wù)器程序、通訊服務(wù)器程序、SAMS系統(tǒng)配置程序、SAMS企業(yè)管理平臺(tái)以及SAMSOPC服務(wù)器程序等六部分組成。SAMS軟件采用客戶端/服務(wù)器模式，支持在同一局域網(wǎng)內(nèi)的不同計(jì)算機(jī)上分別運(yùn)行客戶端、通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器程序，也可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所有程序。系統(tǒng)中某一臺(tái)客戶端出現(xiàn)異常（例如網(wǎng)絡(luò)故障）不會(huì)影響其它客戶端的使用；某一臺(tái)通訊服務(wù)器出現(xiàn)異常（例如網(wǎng)絡(luò)故障）不會(huì)影響客戶端對(duì)其它通訊服務(wù)器管理的智能設(shè)備的操作。通過(guò)SAMS系統(tǒng)配置程序可以配置SAMS用戶的不同權(quán)限，劃分智能設(shè)備的管理范圍。即一個(gè)用戶可以管理多臺(tái)通訊服務(wù)器連接的多臺(tái)智能設(shè)備，多個(gè)客戶也可以同時(shí)管理同一臺(tái)智能設(shè)備。SAMS軟件基本功能SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)軟件主要針對(duì)智能設(shè)備儀表進(jìn)行在線組態(tài)、儀表量程設(shè)置、設(shè)備校驗(yàn)管理、診斷及事件記錄等，目前支持50多家廠商的400多種HART和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。審查跟蹤助手（AuditTrail）SAMS軟件集成審查跟蹤助手的功能，審查跟蹤助手模塊對(duì)SAMS中所有的記錄信息按系統(tǒng)、應(yīng)用、組態(tài)、標(biāo)定、報(bào)警五大類進(jìn)行分類，提供各種不同的條件組合查詢，并提供鼠標(biāo)右鍵過(guò)濾某一字段的功能。用戶使用該模塊，可以輕松查找自己需要的記錄信息。設(shè)備組態(tài)SAMS軟件可自動(dòng)掃描與SAMS系統(tǒng)連接的智能儀表設(shè)備，使之在SAMS系統(tǒng)中上線，上線后的儀表可在SAMS軟件中直接在線組態(tài)，修改儀表組態(tài)參數(shù)，執(zhí)行設(shè)備Method方法，并記錄相應(yīng)的事件操作記錄。SAMS軟件支持對(duì)組態(tài)的歷史參數(shù)值保存和參數(shù)比較功能，用戶可以使用儀表參數(shù)比較功能，比較不同歷史修改時(shí)間點(diǎn)的參數(shù)組態(tài)，追溯或回退到某一時(shí)期的組態(tài)配置，中間過(guò)程中用戶輕松選擇，無(wú)需手動(dòng)輸入。設(shè)備診斷及狀態(tài)檢測(cè)SAMS軟件實(shí)時(shí)掃描儀表當(dāng)前在線狀態(tài)，對(duì)掉線的儀表圖形化顯示掉線狀態(tài)，并獲取在線儀表的報(bào)警信息，用戶可以自定義報(bào)警類型選擇聲光報(bào)警提醒，數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)保存儀表的報(bào)警事件、儀表位號(hào)、時(shí)間等內(nèi)容，支持多種條件查詢和模糊查詢。設(shè)備瀏覽SAMS軟件提供企業(yè)視圖、廠商列表和物理鏈接三種設(shè)備瀏覽方式。企業(yè)視圖是提供給用戶根據(jù)工廠的職能組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)建設(shè)備管理層次關(guān)系，并把設(shè)備分配到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)或者從對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)刪除。通過(guò)這種方式，用戶可以在成百上千的設(shè)備中簡(jiǎn)單、快速的定位某一特定的設(shè)備。廠商列表視圖顯示了SAMS軟件支持的所有廠商的設(shè)備類型信息，并對(duì)設(shè)備按協(xié)議、廠商、設(shè)備類型分類顯示。物理鏈接本顯示方式基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際物理連接方式。ECS-700系列控制系統(tǒng)的設(shè)備層次關(guān)系可以通過(guò)組態(tài)同步的方式自動(dòng)建立。用戶采用該瀏覽方式可以快速地定位設(shè)備的物理位置。設(shè)備標(biāo)定管理SAMS軟件支持儀表設(shè)備的標(biāo)定計(jì)劃生成、標(biāo)定時(shí)間調(diào)度和標(biāo)定提醒等功能。設(shè)備儀表的圖形化統(tǒng)計(jì)和導(dǎo)出SAMS軟件支持對(duì)上線儀表信息按廠商、設(shè)備大類和設(shè)備小類等柱形圖、餅圖統(tǒng)計(jì)顯示，并支持對(duì)儀表信息的自定義導(dǎo)出。設(shè)備組態(tài)模板SAMS軟件提供“設(shè)備組態(tài)模板”功能，用戶可以使用該功能來(lái)保存特定設(shè)備的組態(tài)配置。當(dāng)使用同一種類型的新設(shè)備或者類似設(shè)備更換時(shí)，可以直接調(diào)用該設(shè)備的組態(tài)模板來(lái)獲取組態(tài)配置信息，這些信息經(jīng)用戶的確認(rèn)或修改后即可下載到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，從而大大縮短了設(shè)備維護(hù)的時(shí)間。系統(tǒng)用戶安全SAMS中的用戶帳戶可以通過(guò)組態(tài)同步從ECS系列控制系統(tǒng)的組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中非常方便的自動(dòng)獲取。同時(shí)也支持增加、刪除具有不同權(quán)限的用戶帳戶。用戶帳戶的安全機(jī)制基于用戶的實(shí)際安全需要。中控設(shè)備管理解決方案的應(yīng)用案例湖南岳陽(yáng)長(zhǎng)嶺大煉油項(xiàng)目中石化長(zhǎng)嶺分公司根據(jù)市場(chǎng)需要，將進(jìn)行原油劣質(zhì)化及油品質(zhì)量升級(jí)改造，該項(xiàng)目興建完成后，中石化長(zhǎng)嶺分公司將擁有1000萬(wàn)噸/年原油加工能力。在長(zhǎng)嶺大煉油項(xiàng)目中，長(zhǎng)嶺分公司采用中控的SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)，以FCR作為基本單位，每個(gè)FCR配備有一套SAMS系統(tǒng)，用來(lái)管理本裝置內(nèi)的所有AMS以及VDS，包括SIS、FGS等第三方子系統(tǒng)智能設(shè)備。同時(shí)，通過(guò)分級(jí)服務(wù)建立整個(gè)工廠的SAMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在CCR中央控制室設(shè)有專門(mén)的SAMS企業(yè)管理平臺(tái)。在SAMS企業(yè)管理平臺(tái)可以訪問(wèn)各個(gè)FCRSAMS服務(wù)器，管理現(xiàn)場(chǎng)儀表，每個(gè)FCRSAMS服務(wù)器可以管理本站所屬的智能儀表和設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)間設(shè)備的連接視距離遠(yuǎn)近，分別采用光纜和普通網(wǎng)絡(luò)電纜。如下圖3為整個(gè)工廠的SAMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3.整個(gè)工廠的SAMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中每個(gè)FCR有一臺(tái)SAMS服務(wù)器，管理來(lái)自DCS的HART智能設(shè)備和來(lái)自SIS/ITCC的HART智能設(shè)備，SIS/ITCC系統(tǒng)的HART通訊通過(guò)RS485/以太網(wǎng)設(shè)備接入SAMS服務(wù)器。DCS設(shè)備所連接的HART設(shè)備分為兩部分，一部分是HART智能變送器，另一部分是HART閥門(mén)定位器。江蘇靈谷化工4580煤基大化肥項(xiàng)目江蘇靈谷化工4580煤基大化肥項(xiàng)目采用的是結(jié)合中控ECS-100系列控制系統(tǒng)和P+F系統(tǒng)混合使用的設(shè)備管理解決方案，該項(xiàng)目分為氣化、凈化、合成、空分、尿素、輔助等六個(gè)工段，分布在28個(gè)DCS機(jī)柜中，對(duì)于其中一些ESD系統(tǒng)和ITCC系統(tǒng)采用P+F多路轉(zhuǎn)換主模塊通過(guò)RS485通訊轉(zhuǎn)以太網(wǎng)接入到SAMS系統(tǒng)中。SAMS系統(tǒng)軟件配置中，在全廠的工程師室中配置一臺(tái)SAMS站，按工段區(qū)分不同的通訊服務(wù)器，分別在SAMS數(shù)據(jù)服務(wù)器中上線。按照每個(gè)用戶對(duì)不同裝置進(jìn)行權(quán)限分配設(shè)置，每個(gè)用戶帳戶登錄SAMS客戶端只能看到該用戶所在權(quán)限裝置的儀表，進(jìn)行查看和管理。結(jié)束語(yǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)軟件是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠不可或缺的系統(tǒng)之一，特別體現(xiàn)在項(xiàng)目的開(kāi)車期間和儀表維護(hù)期間。在項(xiàng)目開(kāi)車期間，工作人員在SAMS服務(wù)器中使用SAMS軟件自動(dòng)掃描與SAMS系統(tǒng)相連的智能設(shè)備，儀表上線后，各個(gè)裝置的工作人員在SAMS操作站中直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備進(jìn)行組態(tài)，SAMS系統(tǒng)中自動(dòng)記錄參數(shù)修改事件及相關(guān)的設(shè)備診斷信息等。項(xiàng)目的管理人員還可以利用SAMS企業(yè)管理平臺(tái)，查看每個(gè)裝置的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展情況，對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度及時(shí)作出反饋。SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)軟件的價(jià)值還不僅僅在于此，SAMS系統(tǒng)軟件可為預(yù)防性維護(hù)提供儀表設(shè)備的故障診斷依據(jù)，從而減少預(yù)防性維護(hù)人力投入以及備品備件投入。如下圖4是根據(jù)業(yè)內(nèi)的一些項(xiàng)目應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)得出的維護(hù)期間對(duì)儀表維護(hù)工作量的統(tǒng)計(jì)。圖4.維護(hù)期間儀表工作量統(tǒng)計(jì)由上圖表所知，對(duì)例行檢查和無(wú)故障的儀表工作量占了整個(gè)儀表維護(hù)工作量的63%，實(shí)際上，用戶在儀表維護(hù)期間只需要投入少量的勞動(dòng)力，而大部分的時(shí)間都浪費(fèi)在例行檢查和無(wú)故障的儀表上了。在未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用中，儀表人員可以使用SAMS設(shè)備管理軟件，對(duì)每個(gè)儀表的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，并將記錄保存在SAMS系統(tǒng)中，在儀表維護(hù)前一個(gè)星期，儀表人員便可以通過(guò)SAMS系統(tǒng)對(duì)每個(gè)儀表的運(yùn)行健康狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，制定出一份詳細(xì)的檢修計(jì)劃，相比之前，大大減少了儀表維護(hù)的停車時(shí)間，給用戶帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著智能儀表在工控行業(yè)使用數(shù)量的增加，設(shè)備管理系統(tǒng)已經(jīng)成為絕大部分采用智能儀表用戶的必備選擇。但是，設(shè)備管理系統(tǒng)軟件在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)還是存在很多的問(wèn)題，需要結(jié)合中國(guó)國(guó)內(nèi)的實(shí)際國(guó)情，挖掘現(xiàn)場(chǎng)用戶的潛在需求，不斷完善設(shè)備管理軟件的功能。未來(lái)的設(shè)備管理系統(tǒng)軟件發(fā)展趨勢(shì)將結(jié)合MES、ERP等上層應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)的二次開(kāi)