探索面向智能化过程的现场异构监控系统集成技术

探索面向智能化过程的现场异构监控系统集成技术

李孔锋

广州市汇源通信建设监理有限公司广东省广州市510220

摘要：为了能够实现数据共享的目标，可以将现场异构监控系统集成技术应用在其中。在本文中，从不同的角度入手分析集成技术，包括现场总线控制系统与分布式控制系统、现场总线控制系统与其他系统、控制网络与管理信息网络三方面。基于此，可以为相关人员提供参考，提高系统的开放程度并实现信息共享。

关键词：智能化；现场异构监控系统；集成技术

前言：在智能化技术高速发展的背景下，现场总线控制系统（FCS）、分布式控制系统（DCS）已经被广泛应用在各类系统中之中。同时，将两种系统进行集成处理，能够在很大程度上强化其整体的性能。FCS基于自身的优势，能够弥补DCS的不足，进而构成一个全分布式结构。其中，控制站的功能需要以现场智能设备为基础实现。正因如此，可以强化现在管理、实时监控，提高控制系统的完成性。

一、现场总线控制系统与分布式控制系统的集成

（一）DCSI/O总线的系统集成

此种集成方式是利用接口卡，将现场总线的数据直接集成至DCS系统中。以接口卡为基础，可以对现场的测量值、设定值，直接转变为I/O总线所需要的等价值。其中，转变映射的关系具有唯一性，所以最终所获得效果与传统的方式一致。此时，DCS可以在“透明”的状态下对数据信息进行传送。这种集成的优势为：（1）不需要对DCS系统进行升级，而是将接口卡安装在现场总线上，便可以实现系统集成的目标。（2）DCS中依然具备相应的控制功能，可以满足初级现场总线设备功能的需求。（3）在监测现场总线组态、接口单元的环节中，只需要运用成本较低的PC即可实现。但同时，此种方式也包含相应的局限性。例如：执行调度并不是DCS而是PC；传输通信环节存在延迟问题等[1]。

（二）DCS网络的系统集成

将DCS网络与现场总线的接口单元进行连接，可以保证接口单元具备服务DCS系统的功能。因此，系统中的DCS操作站能够更加直接的方式获取现场的信息。同时，相关参数也能够在DCS操作站得到访问。不过，系统需要通过现场设备才能够完成计算、控制。将FCS、DCS网络进行集成，其主要的有点为：为DCS、现场总线之间的实时通信，提供了更多的便利，同时DCS系统能够对现场设备进行更加直接的访问。基于此，可以获取更多有价值的现场信息。但需要关注的是，在与DCS网络进行系统集成的过程中，DCS系统与现场设备功能组态之间，并没有任何关系。由于DCS组态、PC之间处于分离的状态，所以其中的设备功能组态基本需要通过PC设备完成。

（三）网关接口的系统集成

异构网络之间所进行的数据交换，需要借助网络接口实现。同理，FCS网络、DCS网络之间要想实现双向通信，也必须对网络结构进行专门的设计。运用此种方式进行信息集成，其主要的有点在于：提高现场总线控制的独立程度，使其能够跳出DCS系统的“约束”。如果控制系统的规模相对较大，此种集成方式能够对用户的重要信息数据进行保护。在系统运行中，DCS系统属于主控系统，其中的协调管理、先进控制、系统监控等功能相对复杂，所以依然需要DCS系统予以负责。现场总线控制系统中所使用的FCS，可以对现场的各个设备层进行数据采集，并实现闭环控制的目的。除此之外，还会将现场设备的诊断信息、设备状态等，想DCS系统进行实时传递。因此，应用网关接口的方式实现系统集成，能够获取更加理想的效果。

二、现场总线控制系统与其他系统之间的集成

（一）与企业网络实现集成

FCS与企业网络的集成，有两种技术形式：一是网间连接，二是OPC连接。网关连接方式需要借助网关、网桥等连接器，从而能够实现相互之间的数据共享。OPC连接方式则以对象连接嵌入技术为基础，运用客户/服务器的结构，可以使系统中的上层设备、下层设备实现连接。其中，对于现场中下层设备来说，OPC服务器能够为系统提供一个更加专业的接口。此时，现场控制层设备中所产生的诸多数据信息，都可以直接传输到OPC服务器中，然后再向下进行不同的集成、互联。对于上层的企业网络设备来说，OPC服务器能够为提供一个符合标准的数据接口，因此能够借助于OPC服务器，实现与上层设备之间的互联。这两种方式均具有双向的特点，所以其本质是FCS与企业网络信息共享的桥梁。

（二）与互联网实现集成

在互联网技术高速发展的背景下，为网络功能的应用提供了更广阔的平台。事实上，因为FCS或者DCS的数据信息网络、实时控制信息，能够与管理决策信息进行相互结合，所以密切了世界范围内的关系。在集成方式方面，FCS集成、互联网络之间的连接同样分为两种：互联网络与FCS进行直接集成；以企业网络为基础实现互联网络、FCS之间的基层。实际上，通过互联网络、FCS之间所产生的集成效果，能够在底层网络、企业网络、互联网络之间，形成一种信息交流与共享的关系。基于此，可以为不同形式的远程监控系统提供技术支持，便于对远端实现设备诊断与维护、管理与指挥等，在根本上强化数据信息共享与集成的作用[2]。

三、控制网络与管理信息网络之间的集成

通常情况下，集成需要在同一个层次上完成，只有这样才能够保证最终的效果，发挥系统集成的重要目标。如图1所示，网络集成结构相对复杂，涉及多个子系统、部件以及功能。其中，具体的集成方式为：（1）现场设备层。其中包括启动器、阀门、驱动器、智能仪表等设备。所有设备都需要满足系统的开放性要求，各个厂商在生产也需要遵守相应的规范，确保设备能够实现数据共享，实现设备操作的互动性。（2）过程监控层。该层的功能采集现场设备层的众多数据，同时将其传输至数据库中，实现对系统运行的监视、控制。通常情况下，可以借助通信控制器、PC接口而实现其功能。（3）生产管理层。包含多个子系统，需要以数据库为基础对大量的信息进行整理，然后为生产管理、生产决策提供支持。（4）企业经营管理层。其中融合了众多的信息，其基于企业局域网可以实现数据共享。

图1网络集成结构示意图

结语：综上所述，在智能化的过程中现场异构监控系统所涉及的集成技术，包含多种类型。因此，我们需要结合具体的需求、技术，选择合理的集成方式，从而能够为实现数据共享奠定基础，增强数据平台的稳定性、可靠性。

参考文献：

[1]范士兴,李莹,解凯.北京新机场航站楼智能建筑设备集成监控管理系统[J].智能建筑电气技术,2018,12(06):14-17

[2]张志学,刘佩,李先上.城市轨道交通综合监控系统与闭路电视系统集成互联研究[J].城市轨道交通研究,2018,21(10):96-100.