一种现场总线设备监控管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种现场总线设备监控管理系统，包括通过以太网相连接的数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块，包括OPC客户端和历史记录模块，数据处理模块，包括现场总线设备类型文件生成模块、现场总线设备组态模块和现场总线设备监控管理模块。本发明专利技术利用OPC协议将设备管理系统从DCS系统中脱离出来，不依赖设备的通信协议，采用编写设备类型文件（ET）的方法来实现设备的通用性，组态和添加设备一次性完成，根据工业运行标准通过工作联系单来提高系统的可行性、安全性，建立文档数据库提高办公的快捷性、便利性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于现场总线设备管理
，涉及一种现场总线设备监控管理系统。
技术介绍
自20世纪80年代起，现场总线因其可靠性强、通信快捷、兼容性广、成本低等一系列优势在工业自动化控制中得以广泛应用。此外生产、生活的高度自动化、数字化、智能化也促进现场总线控制系统和现场总线设备的发展，目前各种设备管理系统和现场总线设备种类繁多，可以满足各种行业的需要。但目前的大多数设备管理系统也存在一些不可忽视的问题。随着现场总线的发展，目前已经有多家公司根据市场的要求开发出了各自的设备管理系统，并得到了大量的应用，反应良好。其中比较有代表性的有以下两种西门子公司的过程设备管理器SIMATIC PDM和艾默生公司的AMS智能设备管理系统。这两种设备管理系统分别代表了两种设备管理系统的实现方式，包括其中的模块组成以及现场设备与设备管理系统的信息交互，这两者都是互不相同的。正是由于其机理不同，使得两类设备管理系统的应用对象也大不相同。I) Simatic PDM 系统Simatic PDM是一套针对Prof ibus现场总线系统而开发出来的设备管理系统。这套系统是一个用于对现场设备和自动化组件进行显示、试车、诊断和维护的通用工具。它的一个显著特点就是集成性，其设计目的就是力图将现场设备集成起来。在这套系统中，允许通过多重方法实现集成；通过设备生产商的DD ;通过协议PROFIBUS PA-Profile V3. O ；通过HCF (HART通信基金会)的目录册实现设备的集成。PDM这套设备管理系统的管理工作主要是通过设备本身来实现的。设备的参数化、诊断、实现优化等功能都是在设备中以功能块的形式实现，同时设备的通信参数、设备参数、参数结构以及设备动作等信息都通过EDD文件提供给设备的系统集成用户。PDM有一个头重脚轻的系统结构。它对设备制造商的要求很高，需要设备制造商在生产设备的时候就考虑到对设备的维护、优化等管理工作并以功能块的形式在设备中实现。通过使用EDD文件在用户层实现设备集成的方法理论对设备基于何种现场总线协议没有要求，因此使用这种方法理论的PDM系统在使用性非常广泛。但也正是由于这种方法理论，PDM对设备有一个严格的要求，即现场设备必须提供EDD文件，对于不支持EDD的现场设备，这套管理系统是不适用的；同时由于这个系统中设备管理的主要工作都是通过功能块的形式在设备中实现的，对设备生产商要求很高，因此可以实现的功能是比较简单的、有限的，并且设备的使用者也基本上不能额外的增加对现场设备的管理功能。所以从设备管理的角度来说，它的设备管理的实现功能是非常有限的。除了对设备生产厂家要求过高，无法通用与所有设备外，PDM主要针对设备进行诊断和统计，而对于电厂这个特定行业的现场应用管理方面功能较弱，无法在设备故障出现或设备需要维护时给出相应的维护指导，也不能自动生成维修或维护工作票，不能将设备的故障诊断融入到整个电厂行业的工业流程当中。此外，PDM没有对整个现场总线设备的历史数据进行完全保存，虽然PDM能够生成报警日志，并且以CSV格式保存，但当PDM在的计算机发生故障并重启时，当重新开启PDM时，之前的历史数据将丢失。2) AMS设备管理系统艾默生的AMS是一个系统组合，包括了 AMS设备信息平台、AMS智能设备管理系统、AMS机械设备状态管理系统、AMS性能检测系统和AMS实时优化系统。通过上述五个系统的综合应用可以实现智能仪表阀门设备管理、机械设备性能监测、过程设备性能检测以及系统保护等功能。其中，AMS设备管理系统从系统集成的角度出发，将用户的需求模块化进一步构成了独立的管理系统并将其统一集成在一个信息平台之上。这种系统的优势在于所有现场设备的参数信息全部体现在一个统一的界面中；在执行某一功能时，用户可以遍历所有的现场设备。 另外，AMS集数据采集、数据分析于一体，因此要通过DCS系统或直接连线与设备进行“连接”。目前，AMS只能利用艾默生等少数几个公司的DCS系统的软硬件和接线，与设备通信进行通信，而对于大多数情况时，就必须通过多路转换器与DCS系统同时接在设备上，这样就造成了设备添加比较复杂，严重影响了系统的扩展性。总结以上两种常用的设备管理系统可以看出，目前主流的设备管理系统都有一下几个缺陷I.对设备要求高。大多数设备管理系统都要求设备必须能够提供设备信息文件如PDM的EDD文件，AMS的DD文件。因此，系统运行时要求设备必须能够生成、提供相应的设备信息文件，这样必然提高了对设备的要求，一旦设备无法提供信息文件，则管理系统无法将该设备纳入到管理范畴，降低了通用性。2.扩展性差。大多数设备管理系统都要与设备进行通信，因此必须要利用软硬件和接线与设备连接，这样必定增加的整个设备管理系统的成本和复杂性，也必然会影响到原有的DCS系统。3.与DCS系统耦合太紧密。目前的设备管理系统基本上都是“内嵌”在DCS系统中的，很容易对DCS的运行造成影响，并且也加大了管理系统安装和调试的难度。这对一些应用场合如火电这种高危险、高应急的行业，DCS系统中“嵌入”设备管理系统，或多或少会增加控制系统的安全隐患。4.都是“重量级”的系统。目前的设备管理系统基本上都是功能强大而规模也“强大”，很多系统的功能与DCS的功能重复，功能上出现多而不精的情况。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供一种现场总线设备监控管理系统，该系统是一种具有广泛通用性的能够获取总线设备丰富的状态和诊断数据，对其进行深度分析、监控显示并给出维修/维护指导和工作票的计算机实时监控管理系统。本专利技术是通过以下技术方案来实现一种现场总线设备监控管理系统，包括通过以太网相连接的数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块，包括OPC客户端和历史记录模块；与OPC服务器相连接的OPC客户端采集现场总线设备的诊断信息，OPC客户端将采集的数据通过以太网发送到数据处理模块，OPC客户端还将采集的数据发送给历史记录模块；历史记录模块保留一段时间内的采集数据，并定期将采集数据保存到历史数据文件中；数据处理模块，包括现场总线设备类型文件生成模块、现场总线设备组态模块、现场总线设备监控管理模块、现场总线设备原始数据实时数据库模块和现场总线设备运算数据实时数据库模块； 现场总线设备类型文件生成模块，根据现场总线设备的类型及其使用方法生成该设备对应的设备类型文件，设备类型文件为设备组态和设备监控管理提供格式和算法，该文件在系统启动时被现场总线设备组态模块加载；所述的设备类型文件包括设备类型所需的诊断信息点模式定义，及诊断信息状态算法定义；现场总线设备组态模块，生成反映现场总线设备的位置关系和运行信息的运行拓扑图，根据现场总线设备的工位信息将其添加在运行组态图中相应的位置，并根据系统启动时加载的设备类型文件将其基本信息、状态信息和诊断信息与现场总线设备相关联；现场总线设备监控管理模块，接收OPC客户端所采集的现场总线设备的诊断数据，将诊断数据值实时更新到现场总线设备原始数据实时数据库模块中，同时根据现场总线设备类型文件和现场总线设备类型文件对应的算法对现场总线诊断数据进行周期性的运算，依据运算结果实时刷新该模块监视界面上信息，并将其运算结果实时更新保存到现场总线设备运算数据实时数据库模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场总线设备监控管理系统，其特征在于，包括通过以太网相连接的数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块，包括OPC客户端和历史记录模块；与OPC服务器相连接的OPC客户端采集现场总线设备的诊断信息，OPC客户端将采集的数据通过以太网发送到数据处理模块，OPC客户端还将采集的数据发送给历史记录模块；历史记录模块保留一段时间内的采集数据，并定期将采集数据保存到历史数据文件中；数据处理模块，包括现场总线设备类型文件生成模块、现场总线设备组态模块、现场总线设备监控管理模块、现场总线设备原始数据实时数据库模块和现场总线设备运算数据实时数据库模块；现场总线设备类型文件生成模块，根据现场总线设备的类型及其使用方法生成该设备对应的设备类型文件，设备类型文件为设备组态和设备监控管理提供格式和算法，该文件在系统启动时被现场总线设备组态模块加载；现场总线设备组态模块，生成反映现场总线设备的位置关系和运行信息的运行拓扑图，根据现场总线设备的工位信息将其添加在运行组态图中相应的位置，并根据系统启动时加载的设备类型文件将其基本信息、状态信息和诊断信息与现场总线设备相关联；现场总线设备监控管理模块，接收OPC客户端所采集的现场总线设备的诊断数据，将诊断数据值实时更新到现场总线设备原始数据实时数据库模块中，同时根据现场总线设备类型文件和现场总线设备类型文件对应的算法对现场总线诊断数据进行周期性的运算，依据运算结果实时刷新该模块监视界面上信息，并将其运算结果实时更新保存到现场总线设备运算数据实时数据库模块；现场总线设备原始数据实时数据库模块，接收现场总线设备监控管理模 块的原始信息点数据，存储到原始数据实时数据库的对应位置，并定时周期性将所有原始数据实时数据库中的数据存储到原始数据历史文件中；现场总线设备运算数据实时数据库模块，接收现场总线设备监控管理模块运算后的数据，存储到运算数据实时数据库的对应位置，定时周期性将所有运算数据实时数据库中的数据存储到运算数据历史文件中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王春利，胡博，高龙军，高少华，陈臣，贾强邦，马乐，肖捷，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：