北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司是國內知名的一家高科技企業，公司主要從事專業自動化軟件的開發，應用系統的集成，并向用戶提供從硬件到軟件的總體設計方案。產品遍布石油、化工、冶金、礦山、運輸、機械、食品等幾十個行業，并應用于全國乃至世界的眾多工業控制現場。值此之即，我們向大家介紹公司軟件MCGS在某鋼廠焦耐區域監測系統中的現場應用。
　　
　　1. 概述
　　某鋼鐵集團能源動力公司擔負著整個鋼鐵集團能源供應的重要使命，下屬多個熱源廠，服務用戶幾十家，覆蓋面積約50平方公里。改革開放以來， 隨著集團經濟建設的迅速發展，能源供應也日新月異，飛速發展。數千個附屬設備組成一個龐大復雜的管網系統，其業務管理任務十分繁重。公司領導特別重視推廣先進科學技術，改進企業經營管理、提高生產效率、提升服務水平。計劃進行能源管網自動化集控工程建設。能源管網自動化集控工程是一個以管理產能設備為核心內容、監控生產設備運行情況，并具備在局域網上共享管網信息的綜合信息系統，它能夠快速方便地對管網數據進行查詢、統計、分析，對管網運行中的突發事件進行緊急事故處理，顯示受影響區域，能夠自主地快速采集數據，對數據資料進行實時的更新， 做到快速、規范、統一地將管線、設備運行狀態、實時數據等綜合管理起來，實時地反映管網運行的最新狀態；為管網的日常維護、檔案資料保存、規劃設計、工程改造提供有力的科學決策依據。
　　
　　本控制方案主要考慮焦耐區域的設備控制、上位監測、數據共享、調度控制等。焦耐區域主要控制點有：焦耐電站3號鍋爐、兩臺汽機、化學制水站、輸配電、兩座5.4萬氣柜與脫硫、減溫減壓站等六個模塊。
　　
　　2. 系統目標
　　監視焦耐區域管網設備運行狀態，對各測量點的溫度、壓力、差壓、瞬時流量、累計流量和產能設備的運行狀態參數進行實時監測。對各實測參數設置報警限值，出現異常情況后，中心控制室及時發現問題，并發出報警。
　　
　　自主地快速采集數據，對數據資料進行實時的更新，快速、規范、統一地將管線、設備運行狀態、實時數據等綜合起來，真實地反映管網運行的最新狀態。
　　
　　測點各參量均由計算機自動讀取并記錄，免去人工記錄上報等中間環節，杜絕數據失準。
　　
　　上級主管部門可以監視主要生產參數，可自動生成生產報表。
　　
　　按照生產需求將必要的參數通過局域網存儲到指定服務器。
　　
　　3. 系統方案
　　根據本工程特點，將系統網絡分為三個層次。如圖1 。第一層為數據應用層，使用成熟先進的客戶機/服務器（Client/Server）體系結構來設計。第二層是數據采集層，由CAN總線采集控制模塊和上位機組成。第三層為設備控制層，由CAN總線采集控制模塊和現場一次儀表組成。

　　A、系統組網協議說明
　　由于熱能總廠測控區域內附有局域網，考慮使用原網路，采用工業標準協議TCP/IP，該協議簡單實用，可連接各種檔次機器。TCP/IP協議是一套把因特網上的各種系統互連起來的協議組，保證因特網上數據的準確快速傳輸。參考開放系統互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。
　　 應用層
　　網絡應用層是一個定義清晰的會話過程，如通常所說的Http、Ftp、Telnet等。在本系統中，數據來自服務器和采集站，應用層只對大的數據報作打包拆包處理。
　　 傳輸層
　　傳輸層讓網絡程序通過明確定義的通道及某些特性獲取數據，如定義網絡連接的端口號等，實現該層協議的傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP。在本系統中使用TCP數據報協議。
　　 網絡層
　　網絡層讓信息可以發送到相鄰的TCP/IP網絡上的任一主機上，IP協議就是該層中傳送數據的機制。同時為建立網絡間的互連，應提供ARP地址解析協議,實現從IP地址到數據鏈路物理地址的映像。
　　 鏈路層
　　控制同一物理網絡上的不同機器間數據傳送的底層協議。
　　
　　B、系統組網模式
　　本系統采用客戶/服務器（C/S）模式。設置數據庫服務器一臺，其余各采集站、監控站均為客戶機。C/S體系結構是指將系統的設計分為服務器端和客戶機，兩端分別設計并執行，服務器提供數據操作的各項服務，客戶機則為用戶提供最終操作界面，由此平衡了服務器及客戶機的處理負荷，大大地提高了系統的執行效率，優化了系統的性能，減少了網絡數據吞吐量和數據傳輸。服務器端是指運行大型關系型數據庫系統（RDBMS）的高性能服務器，客戶機是指由用戶操作的若干臺微機，在本系統中則為各采集站。在服務器上運行的大型關系型數據庫系統主要為業務數據庫的存儲、訪問、查詢、備份、恢復等操作提供一系列重要的服務，并且為數據的安全訪問等提供嚴格的權限控制；服務器端通常情況下對用戶而言是不透明的。客戶機上主要運行根據業務需求定制開發的處理系統，包括數據統計、匯總、查詢、打印等多種操作功能。
　　如圖　2

　　C、數據采集監控
　　根據實際控制設備實際分布，設立6個監控點，鍋爐監控點設工程師站一個及一般監控站一個，其余監控點只設一臺上位，以上位機為核心組成一個計算機數據采集監控系統，通過下位機實現數據的采集，它對測量數據的處理以及控制算法都是以數字計算為基礎，通過軟件實現。硬件由上位機﹑下位機、一次儀表﹑及執行器等部件組成。
　　
　　4. 軟件部分
　　軟件是整個系統的靈魂，底層數據的采集、參數的整理保存、故障報警的處理、系統正常運轉提供的數據查詢等，無一不是軟件提供并保證實現的。本系統的軟件包括三部分，既操作系統軟件、數據庫軟件、工業組態軟件。
　　
　　A、操作系統
　　服務器操作系統采用Windows2000 Advanced Server。Windows2000 AS作為Microsoft最新一代網絡操作系統，為用戶提供了一套完整而強大的網絡解決方案。早期Windows NT4.0提供的網絡功能，根據技術本身的發展而在Windows2000 AS中得到相應改進；同時，Windows2000 AS還吸收容納了近年來出現的幾乎所有的網絡最新技術成果。RADIUS，VPN，IPSec，OSPF等在Windows2000 AS中均提供了對應的實現方法。應用Windows2000 AS，可以根據業務需要構建各種功能強大的Intranet/Internet商務解決方案。
　　
　　監控站操作系統采用windows98，Windows 98是一種相當成熟的、包含多種網絡功能的客戶端操作系統。只需添加相應的網絡協議，進行一些網絡配置即可與windows2000聯網。在一個局域網中，
　　98和2000操作系統可以并存，并有良好的兼容性。
　　
　　B、數據庫
　　 數據庫的功能是存儲和提取所需信息，是工廠計算機系統支撐環境的重要組成部分。它能有組織地、動態地存儲大量關聯數據，并為多個用戶所訪問。實現數據的充分共享、交叉訪問以及應用的高度獨立性，是數據庫的重要特征。
　　 數據庫存儲著企業的關鍵數據和重要的信息資源。存儲內容具有很高的應用價值和商業價值，對企業的生產管理和經營活動至關重要。數據信息的安全性、可靠性直接影響到整個企業的生產組織與經營。
　　
　　本系統數據庫采用微軟的SQL Server 2000大型數據庫。SQL Server 2000是微軟公司新版的大型數據庫服務器軟件，其性能指標在各方面都名列前茅。不但具有強大的性能和功能支持，其一向為人稱道的易用性，SQL Server更是成為大型數據庫應用的首選平臺！SQL Server 2000提供的非常傻瓜的缺省安裝和使用模式，上手很容易。另外，SQL Server 2000可以兼顧小、中、大規模的應用，有著強大的伸縮性。
　　
　　C、應用軟件
　　組態軟件采用MCGS通用組態軟件。MCGS是運行在Windows98/NT/2000上的一種通用組態軟件。使用MCGS構造適應系統需要的“數據采集系統”，把生產現場的信息實時地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內的暢通。　MCGS的網絡功能使企業的基層和其它部門建立起聯系，現場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數據。管理人員不需要深入生產現場，就可以獲得實時和歷史數據，優化控制現場作業，提高生產率和產品質量。　MCGS報警系統，具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點。MCGS分布式報警管理提供多種報警管理功能。包括：基于事件的報警、報警分組管理、報警優先級、報警過濾、新增死區和延時概念等功能，以及通過網絡的遠程報警管理。MCGS還可以記錄應用程序事件和操作員操作信息。報警和事件具有多種輸出方式：文件、數據庫、打印機和報警窗。MCGS提供一套全新的、集成的內嵌式報表系統，內部提供豐富的報表函數，用戶可創建多樣的報表。提供報表工具條，操作簡單明了，比如：日報表的組態只需用戶選擇需要的變量和每個變量的收集間隔時間；提供報表模板，方便用戶調入其它的表格。報表能夠進行組態，例如有日報表、月報表、年報表、實時報表的組態。 報表軟件也可以使用專用的報表程序，可根據用戶需求生成各種格式的歷史報表和瞬時報表。它不僅能夠構造有效的數據采集和監控系統，而且網絡功能強大，應用廣泛，特別適用于本工程的聯網需要。其功能特點如下：
　　使用清晰準確的畫面描述工業控制現場。
　　使用圖形化的控制按鈕實現單任務和多任務。
　　 設計復雜的動畫顯示現場的操作狀態和數據。
　　 顯示生產過程的文字信息和圖形信息。
　　為任何現場畫面指定鍵盤命令。
　　監控和記錄所有報警信息。
　　顯示實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。
　　使用多樣而靈活的方式查詢歷史數據。
　　時間驅動和事件驅動的報表的打印。
　　設計多級安全控制和訪問權限。