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摘要：工业集中监控系统是建立在现场设备控制层和生产执行管理层之间的信息沟通环节，以监控软件为基础，完成对生产线生产过程的实时监视与控制，采集生产、报警、过程数据提供给生产执行管理系统。集中监控层与设备控制层和生产执行管理层紧密结合，保证生产的高效可靠运转和数据的及时准确传递，使各级决策、管理和生产部门形成有机的整体，组成一个完整的系统。
关键词：集中监控；信息沟通；采集；高效可靠；准确传递
集中监控系统以数采服务器为核心，通过生产监控主干环网将生产线各主控PLC 和数采服务器连接起来，实现数据交互，提供给监控计算机进行集中监控和信息查询；并将采集的数据通过生产管理以太网存储到生产执行管理系统的有关数据库服务器中；通过Web服务器将生产线的关键实时监控信息发布到厂级管理部门，便于整个厂级相关部门能够方便快捷的实时获取生产信息，了解生产进度和协调生产过程。
工业集中监控系统是一个生产制造的综合管理信息系统。作为企业信息化系统重要组成部分，对连接工厂MES 系统与底层自动化控制系统，起到承上启下的重要作用。通过集中监控系统，生产任务单得以实现，各种原料被加工成为合格的产品，视频监控信息、设备状态报警信息、生产统计信息和生产质量信息得以在系统中显示，使操作员能够及时发现制丝生产过程中的电气设备的潜在问题，使事故消灭在萌芽阶段。因此，对电气设备集中监控系统的设计及对其常见问题的了解与分析对于大型工业生产线的生产管理、工艺质量分析、机械系统故障排查、设备控制参数标准化等一系列自控指标都有着非常重要的作用。
集中监控系统设计原理如下：
1.冗余数采设计原理
中央集中监控系统由两台冗余的SCADA服务器、多台SCADA的iClient客户端构成，分别对各个生产线进行集中监视和操作。数采服务器提供制丝车间集控系统所有监控对象的采集，要承担大量的数据通讯工作，对数据实时性、可靠性要求较高，所以采用两台数采服务器互为冗余备份。
冗余原理：将显示节点（iClient）连接到一对主、备用SCADA服务器上，主、备两个SCADA节点又连接到同样的PLC上。正常情况下，两台SCADA同时读取硬件数据，但是客户端只从主服务器读取数据，报警和历史数据采集。备用SCADA不断通过以太网检查主SCADA节点的状况，如发现它出了故障，便将主备角色进行切换并将其成为主服务器的消息发给客户机，客户机立即会将数据源切换到备用服务器，实现从一个连接服务器切换到另一个连接服务器的故障切换过程，由于SCADA数据采集（IO通讯）在两台服务器上同时进行，故不会发生数据丢失，并且iFIX冗余选项可以进行网络报警同步，保证报警的一致性。提高了iClient端数据的有效性，从而提高系统整体的可靠性。
2.优化的数据采集原理
中央集中监控系统采用客户/服务器结构并结合服务器冗于技术。两台SCADA服务器分别与多条生产线控制系统所有PLC通过千兆光纤环网进行实时数据通讯，为整个监控系统提供运行基础。光纤环网优化有否，起着至关重要的作用。
集中监控系统常见问题与解决方法如下：
1、问题：由于网络的使用，提出了时钟同步问题。
解决：基本方式包括两重时间的同步。在系统应用中，首先，对于数采系统的生产执行管理网络，以实时历史数据库服务器的时间为准，对各客户机和数采 IO 服务器在车间范围内作时钟同步。然后，对于PLC 控制网络上的控制器，使用IO数采服务器的时间进行时钟同步。
2、问题：由于大型生产行业对以太网应用的特殊要求：系统的高可用性（网络安全）；快速响应时间（实时性）；高效率的网络管理和设备诊断，这三方面十分重要。
解决：在项目中，我们使用PROFINET IO硬件子站系统，它支持多级诊断方案，这就能更高效地查找和排除故障。当出现差错时，有故障的IO 设备在IO 控制器内生成一个诊断报警。此报警调用PLC程序中相应的出错子程序，由此可对故障作出反应。
◆ 诊断信息分等级构建：站名，槽号（模块），通道号，通道类型（输入/输出），故障的原因编码（例如：电缆断开，短路）。如图1－12所示：
结论：目前，无论在烟草、化工、电力、冶金、石油还是其他行业，生产与监控管理系统是密不可分的。由于实时监控系统的用途十分广泛，因此它起的作用也是很大的。本文借作者多年大型工控领域参与经历，结合项目实践经验，提出了一些电气设备集中监控层的设计方法及应注意的问题，并切实解决问题。在实际使用中尚有很多需要改进的地方，如监控层的系统兼容性、数采容量、界面的友好型等，其中监控层控制系统又可分为Ifix、Wincc，Resview32等多种种类。这些都与集中监控层系统的设计、搭建及开发息息相关。所以分析与处理好监控系统的设计方案和了解监控层常见问题及解决预防办法，是保证工厂有序、高效生产的关键之一，对整个生产工艺流程起着重要作用。
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论文作者:张东岳
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/20
标签：服务器论文; 监控系统论文; 系统论文; 冗余论文; 实时论文; 数据论文; 生产线论文; 《电力设备》2016年第23期论文;