Web IT技術(shù)在工控集成領(lǐng)域的應(yīng)用方案
［摘要］：Web+IT+PLC的工業(yè)級控制器SaiaPCD，讓工控集成變的非常方便。不同DCS集成成為可能。
［關(guān)鍵詞］：控制器 DCS 集成
目前，工控領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展日新月異，尤其是基于以太網(wǎng)的工業(yè)通訊技術(shù)，更是極大的提升了傳統(tǒng)PLC控制器的通訊能力。這些新技術(shù)讓大型項(xiàng)目的自動(dòng)化互聯(lián)成為可能。
但是遺憾的是，工業(yè)自動(dòng)化世界的頑疾依然存在，并且有愈演愈烈的跡象。
這個(gè)頑疾就是封閉！
在IT世界，人們絕對不會(huì)因?yàn)檫x擇不同的設(shè)備供應(yīng)商，而無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，也不需要支付任何額外的成本。而在工控領(lǐng)域這是幾十年來一直存在的事實(shí)，要么無法實(shí)現(xiàn)要么需支付昂貴的成本！
這一狀況在管理層比現(xiàn)場層更為糟糕。因?yàn)楝F(xiàn)場層的總線技術(shù)越來越普及，成本也越來越低，無論是專有技術(shù)的Profibus DP，還是開放的CAN，還有Modbus等，這些總線基本占據(jù)了主流市場的70%以上份額，所以仍是可以接受和使用的。而對于管理層，要實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場層之間的通訊，必須架設(shè)OPC服務(wù)器，或者選用更加昂貴的相同廠家的管理方案。很可惜的是各廠家的OPC服務(wù)器軟件都需要授權(quán)，且價(jià)格不菲，甚至是不盡相同無法互聯(lián)。
這對過程控制（PA）和工廠控制（FA）簡直就是個(gè)噩夢！尤其是我國的石化，鋼鐵，新能源等行業(yè)，各廠，甚至是同廠的不同車間，所使用設(shè)備的控制系統(tǒng)都是不相同的。這跟我們引進(jìn)進(jìn)口設(shè)備的過程有關(guān)。各種各樣的DCS（集散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)和控制器，導(dǎo)致維護(hù)成本和管理成本極高，過程數(shù)據(jù)無法集中管理，一套系統(tǒng)一個(gè)中控室。甚至連基本的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都無法共享，嚴(yán)重阻礙了信息化管理的進(jìn)程。如ERP系統(tǒng)，SAP系統(tǒng)等現(xiàn)代管理軟件的實(shí)現(xiàn)困難重重，改造成本高得離奇，動(dòng)輒百萬計(jì)。
如何解決？
何不從IT世界尋找辦法！
這是大勢所趨，而且可以看到很多廠家都開始行動(dòng)，比如集成工業(yè)以太網(wǎng)和Web服務(wù)器的新型控制器的出現(xiàn)。但為了自身的利益的最大化，各廠家畏畏縮縮，還依然夢想著繼續(xù)能夠剝奪客戶選擇的自由。
位于瑞士的思博自控（Saia-Burgess Controls AG）并不是一個(gè)大型公司，全球約有300人，但卻是從1970年代就開始研發(fā)生產(chǎn)工控產(chǎn)品的老牌工業(yè)自動(dòng)化公司。創(chuàng)新和突破是其生存下來的根本原因，也是其核心的價(jià)值和動(dòng)力。早在10多年前，互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)革命的起步階段，思博就敏銳的覺察到打破工控封閉世界的時(shí)機(jī)來了。于是毅然的投入巨額研發(fā)資金，研發(fā)Web和IT技術(shù)在PLC 工控領(lǐng)域的應(yīng)用。于2000年推出了集成Web服務(wù)器且兼容STEP7編程的X7系列PLC控制器。2004年開發(fā)出Saia NT底層操作系統(tǒng)，極大的豐富了PLC控制器的Web和IT功能。發(fā)展到今日，思博自控的PCD控制器已經(jīng)成為了PLC技術(shù)、Web技術(shù)和IT技術(shù)完美結(jié)合的代名詞，這一創(chuàng)新走在了整個(gè)行業(yè)的前列。
目前思博自控的所有PCD控制器產(chǎn)品都集成了Web和IT技術(shù)，包括：網(wǎng)頁服務(wù)器，HTTP協(xié)議，E-mail和FTP等。如下圖所示。
有了這些基本的特征，使用思博控制器就可以完美的實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的互聯(lián)，同時(shí)不需要任何額外成本。因?yàn)椋?/DIV>
1. PCD控制器內(nèi)置Web服務(wù)器。所有頁面組態(tài)都是以網(wǎng)頁的形式存儲在控制器中。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的PC機(jī)或者HMI觸摸屏都可以訪問和操作，不需要任何額外的成本和軟件。
2. PCD控制器本身最主要的功能是一臺PLC邏輯控制器。具有PLC的所有功能和工業(yè)級的性能。如可擴(kuò)展本地和遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)，支持多種現(xiàn)場總線技術(shù)，可直接連接傳感器和執(zhí)行器。
3. PCD控制器完美的應(yīng)用了很多IT功能，如E-mail發(fā)送，F(xiàn)TP服務(wù)器，支持CSV的數(shù)據(jù)格式和SD卡的存儲空間擴(kuò)展等。
如下圖，就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)各種DCS系統(tǒng)互聯(lián)的案例示意圖。在該解決方案中，不需要OPC服務(wù)器，也不需要特殊的以太網(wǎng)設(shè)備或軟件，更不需要昂貴的電腦服務(wù)器，遠(yuǎn)程的操作站可以是任何一臺標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)，而PC機(jī)上不需要安裝任何額外軟件，使用IE就可以實(shí)現(xiàn)訪問和操作。因?yàn)樗袛?shù)據(jù)和程序都是存儲在PCD控制器的Webserver中的。
此方案，原有DCS系統(tǒng)架構(gòu)不需要變動(dòng)，各DCS系統(tǒng)仍維持其原有架構(gòu)和運(yùn)行方式。針對不同廠家的控制器，選用不同的現(xiàn)場總線接口，如Modbus，Profibus或者RS485串行通訊等，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)傳送到各站點(diǎn)數(shù)據(jù)通訊PCD控制器。在每個(gè)數(shù)據(jù)通訊PCD控制器上可以建立網(wǎng)頁對象，將過程數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示并可以實(shí)現(xiàn)操作。各站點(diǎn)通過以太網(wǎng)交換機(jī)連接起來組成網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)程充當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器的PCD3控制器，可以通過廣域網(wǎng)（或英特網(wǎng)/VPN網(wǎng)絡(luò)/專用網(wǎng)絡(luò)）直接調(diào)用各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)和變量。在PCD3控制器上建立網(wǎng)頁對象，可自由的進(jìn)行組態(tài)和監(jiān)控頁面的設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一臺PC機(jī)，既可以通過IE瀏覽器訪問PCD3控制器上的網(wǎng)頁，甚至是各數(shù)據(jù)傳輸站的網(wǎng)頁，進(jìn)行監(jiān)控和操作。而ERP和SAP等基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的管理軟件將可以實(shí)現(xiàn)直接與PCD控制器的數(shù)據(jù)交換。
此方案的優(yōu)勢，顯而易見，沒有特殊設(shè)備，無需額外投資，無需建立專網(wǎng)。成本和效益的比例實(shí)現(xiàn)了最大化。
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