工业4.0燃煤烟气污染治理设施远程综合控制系统的制作方法

本发明涉及环保脱硫DCS远程和视频远程综合控制技术领域，具体地说是一种工业4.0燃煤烟气污染治理设施远程综合控制系统。

背景技术：

现阶段传统的DCS控制系统是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。视频监控系统则是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。传统的DCS和视频监控系统只是集中在某一个电厂或者钢厂独立运行，大型的专业化运营团队，在拥有很多个项目的时候，无法在同一个控制室内实时查看分布在全国范围的各个项目的运营情况。对于运营团队的建设，在出现同一个现场分散分布多套DCS系统的情况下，系统的独立运行会给运营团队带来更多的人员配置，增加营业成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工业4.0燃煤烟气污染治理设施远程综合控制系统，用于解决现有的DCS和视频监控系统只是独立运行，大型专业化运营团队不能在同一时间段内实时查看分布在全国范围的各个项目的运营情况，无法及时分析运营过程中出现的潜在问题，当一个现场出现多套DCS系统分散分布时，系统的独立运行会给运营团队带来更多的人员配置，大大增加了运营成本的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：工业4.0燃煤烟气污染治理设施远程综合控制系统，其特征是，包括

用于完成系统数据库、历史库、图形、控制语言组态及下装功能的远程工程师站；和，

用于调用和显示组态的图形，显示现场实时数据和状态，显示历史数据，并完成控制调节、趋势显示、报警显示功能的远程操作站；和，

用于调用和显示组态的图形，显示现场实时数据、设备状态、趋势显示、报警显示功能的客户端；和，

用于完成客户端数据请求以及实时数据推送任务的云服务系统；和，

用于监控现场各类设备的现场监控系统；和，

用于实现与各类现场总线仪表、PLC、智能设备、RTU的通信，完成各种通信协议的解释和数据格式转换功能，历史数据记录的安全网关。

进一步地，远程工程师站包括GTPLUS工程组态系统，GTPLUS工程组态系统包括系统部署组态、图形组态、数据库组态、通讯协议组态、远程下载工具；

所述的系统部署组态用于创建新工程，并对新工程进行分组和对新工程进行计算机数量和IP进行配置；所述的图形组态用于进行显示流程图上的图形元素；所述的数据库组态用于对数据进行存储；所述的通讯协议组态用于通讯，包括Profibus DP、Modbus RTU、Modbus TCP、OPC协议、ODBC协议、定制协议、和利时MACSV通讯协议、和利时MACS6通讯协议、西门子S7400通讯协议；所述的远程下载工具用于进行工程组态数据异地远程下装；

远程操作站包括流程图显示模块、远程控制调节模块、报警监视模块、历史数据查询模块、大屏幕显示模块；

所述的流程图显示模块用于以图形方式表现现场的主要工艺流程和有关的动态信息，并具有对动态点进行操作；所述的远程控制调节模块用于控制各种闭环回路调节操作器，远程修改设定值、切换控制方式和整定回路参数；控制各种开环回路控制操作器面板，对被操控对象进行远程操作；所述的报警监视模块包括工艺实时报警和设备状态监视，所述的工艺实时报警以光字牌方式显示工艺报警信息，包括开关量报警和模拟量报警，所述的设备状态监视可以实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的运行状态，及时发现故障位置；所述的历史数据查询模块按照“磁盘空间使用率〉70％后，空间按照循环往复的方式”进行存储历史数据，历史数据存储时间长度受存储标签数量和历史数据采集周期的影响；所述的大屏幕显示模块用于实时显示工艺流程图；

客户端包括流程图显示模块、历史数据查询模块、报警监视与推送模块、设备故障显示模块；所述的流程图显示模块用于以图形方式表现现场的主要工艺流程和有关的动态信息，并具有对动态点进行操作；所述的历史数据查询模块按照“磁盘空间使用率〉70％后，空间按照循环往复的方式”进行存储历史数据，历史数据存储时间长度受存储标签数量和历史数据采集周期的影响；所述的报警监视与推送模块包括工艺实时报警和设备状态监视，所述的工艺实时报警以光字牌方式显示工艺报警信息，包括开关量报警和模拟量报警，所述的设备状态监视可以实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的运行状态，及时发现故障位置；并对报警信息以信息推送的方式显示在客户端；所述的设备故障显示模块用于实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的故障点以及故障发生位置；

进一步地，所述的远程控制调节模块通过切换底图调出方式或热点调用进行切换到各个工艺流程图画面，画面的切换时间<＝1s，刷新时间<＝2秒；切换底图调出方式为不管前一次会话操作处在什么状态下，操作员只要按下页眉区的各底图按钮，屏幕上便显示出相应的工艺流程图画面；热点调用为画面组态时在每一幅画面上均可定义若干热点，由热点中定义画面，在线时操作员可通过热点切换到相应的画面显示。

进一步地，所述的工艺流程图上的图形元素，支持的动态特性包括：

文字动态显示特性，即以数字方式显示采集点的实时值；

水平或垂直移动特性，即对象整体的移动，可模拟物品在流水线上的移动；

旋转特性，可以模拟仪表指针的转动、风扇的转动；

改变填充颜色特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

显示/隐藏特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

闪烁特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

历史数据线显示；

跟踪数据线显示；

自定义脚本显示。

进一步地，所述的历史数据线和跟踪数据线可按照模拟量扫描周期和开关量扫描周期存贮，保存时间受限于硬盘容量；所述的自定义脚本包括Luwa脚本在线解析。

进一步地，所述的安全网关为双CPU架构，分为安全侧和开放侧，安全侧连接现场监控系统或设备，负责数据采集；开放侧连接外部网络，负责数据传输。

本发明的有益效果是：

DCS远程和视频远程综合控制系统与传统的DCS和视频监控系统相比，能够直观的对全国各地多套的DCS系统数据实时获取，对同一个现场分散分布多套DCS系统的项目，可进一步的减少人员配置，减少营业成本。例如：日钢运营项目部运营合同期5年，DCS系统6套，主控室4个，每个主控室按照四班三倒计算共需要操作人员44人，远程控制系统使用后，只需要18人便可完成4个控制室的操作，其余操作人员26人可转到其他岗位，按照每个操作工年薪50000元，5年运营仅人员开支可节约(50000元*26人*5年)650万元。

附图说明

图1为本发明的架构图；

图2为本发明创建新工程示意图；

图3为本发明汽机、锅炉总貌流程图；

图4为本发明报警界面图；

图5为客户端报警示意图。

具体实施方式

如图1所示，工业4.0燃煤烟气污染治理设施远程综合控制系统，包括

用于完成系统数据库、历史库、图形、控制语言组态及下装功能的远程工程师站；和，

用于调用和显示组态的图形，显示现场实时数据和状态，显示历史数据，并完成控制调节、趋势显示、报警显示功能的远程操作站；和，

用于调用和显示组态的图形，显示现场实时数据、设备状态、趋势显示、报警显示功能的客户端；和，

用于完成客户端数据请求以及实时数据推送任务的云服务系统；和，

用于监控现场各类设备的现场监控系统；和，

用于实现与各类现场总线仪表、PLC、智能设备、RTU的通信，完成各种通信协议的解释和数据格式转换功能，历史数据记录的安全网关。安全网关为双CPU架构，分为安全侧和开放侧，安全侧连接现场监控系统或设备，负责数据采集；开放侧连接外部网络，负责数据传输。

远程工程师站包括GTPLUS工程组态系统，GTPLUS工程组态系统包括系统部署组态、图形组态、数据库组态、通讯协议组态、远程下载工具；

如图2所示，系统部署组态用于创建新工程，并对新工程进行分组和对新工程进行计算机数量和IP进行配置；图形组态用于进行显示流程图上的图形元素；数据库组态用于对数据进行存储；通讯协议组态用于通讯，包括Profibus DP、Modbus RTU、Modbus TCP、OPC协议、ODBC协议、定制协议、和利时MACSV通讯协议、和利时MACS6通讯协议、西门子S7400通讯协议；远程下载工具用于进行工程组态数据异地远程下装；

远程操作站包括流程图显示模块、远程控制调节模块、报警监视模块、历史数据查询模块、大屏幕显示模块；

流程图显示模块用于以图形方式表现现场的主要工艺流程和有关的动态信息，并具有对动态点进行操作；如图3所示，为本发明汽机、锅炉总貌流程图。远程控制调节模块用于控制各种闭环回路调节操作器，远程修改设定值、切换控制方式和整定回路参数；控制各种开环回路控制操作器面板，对被操控对象进行远程操作；报警监视模块包括工艺实时报警和设备状态监视，如图4所示，工艺实时报警以光字牌方式显示工艺报警信息，包括开关量报警和模拟量报警，设备状态监视可以实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的运行状态，及时发现故障位置；历史数据查询模块按照“磁盘空间使用率〉70％后，空间按照循环往复的方式”进行存储历史数据，历史数据存储时间长度受存储标签数量和历史数据采集周期的影响；大屏幕显示模块用于实时显示工艺流程图；

客户端包括流程图显示模块、历史数据查询模块、报警监视与推送模块、设备故障显示模块；流程图显示模块用于以图形方式表现现场的主要工艺流程和有关的动态信息，并具有对动态点进行操作；历史数据查询模块按照“磁盘空间使用率〉70％后，空间按照循环往复的方式”进行存储历史数据，历史数据存储时间长度受存储标签数量和历史数据采集周期的影响；报警监视与推送模块包括工艺实时报警和设备状态监视，工艺实时报警以光字牌方式显示工艺报警信息，包括开关量报警和模拟量报警，设备状态监视可以实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的运行状态，及时发现故障位置；如图5所示，对报警信息以信息推送的方式显示在客户端；设备故障显示模块用于实时反馈现场DCS各节点、模块、通道的故障点以及故障发生位置。

远程控制调节模块通过切换底图调出方式或热点调用进行切换到各个工艺流程图画面，画面的切换时间<＝1s，刷新时间<＝2秒；切换底图调出方式为不管前一次会话操作处在什么状态下，操作员只要按下页眉区的各底图按钮，屏幕上便显示出相应的工艺流程图画面；热点调用为画面组态时在每一幅画面上均可定义若干热点，由热点中定义画面，在线时操作员可通过热点切换到相应的画面显示。

工艺流程图上的图形元素，支持的动态特性包括：

文字动态显示特性，即以数字方式显示采集点的实时值；

水平或垂直移动特性，即对象整体的移动，可模拟物品在流水线上的移动；

旋转特性，可以模拟仪表指针的转动、风扇的转动；

改变填充颜色特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

显示/隐藏特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

闪烁特性，可以反映开关状态或数据值的变化；

历史数据线显示；

跟踪数据线显示；

自定义脚本显示。

历史数据线和跟踪数据线可按照模拟量扫描周期和开关量扫描周期存贮，保存时间受限于硬盘容量；所述的自定义脚本包括Luwa脚本在线解析。

安全网关为双CPU架构，分为安全侧和开放侧，安全侧连接现场监控系统或设备，负责数据采集；开放侧连接外部网络，负责数据传输。是一种符合高可靠要求、支持单向隔离的工业网关，可实现与各类现场总线仪表、PLC、智能设备、RTU及其它子系统的通信，完成各种通信协议的解释和数据格式转换等功能。

云服务系统由具有公网IP地址的虚拟计算机和数据传输处理软件组成，用来完成客户端数据请求以及实时数据推送的任务。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。