ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, в части к информационным технологиям передачи параметров производственных процессов, с целью их анализа и принятия решений по эффективному управлению предприятием. Полезная модель может быть использована в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известны «Система для моделирования технологических процессов» патент на ИЗ №2256208, «Система передачи данных о технологическом процессе» патент на ПМ №37560, МПК G06F 13/00. Система используется для передачи информации о технологическом процессе с помощью специально разработанных протоколов пользователя.
Известна также «Система передачи данных о технологическом процессе с электронной цифровой подписью» полезная модель №37852 МПК G06F 13/00, 15/163. Решение задачи обеспечивается в системе передачи информации с последующим анализом технологических параметров, с подтверждением правильности данных электронной цифровой подписью.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является «Система передачи данных о технологическом процессе с электронной цифровой подписью» полезная модель №37852 МПК G06F 13/00, 15/163.
Система - прототип осуществляет передачу информации и ее долговременное хранение в виде значительного числа (порядка десятков тысяч) небольших текстовых файлов, что влечет за собой следующие недостатки:
- невозможность делать выборки технологических параметров, накопленных за длительный промежуток времени (несколько лет);
- невозможность производить дальнейшую обработку (математическую, статическую) этих данных и их анализ;
- невозможность представлять накопленные данные в графическом виде (графики, диаграммы и т.п.);
- нерациональное использование файловой системы сервера, что приводит к его постоянной загруженности и увеличению времени ответа сервера на запросы пользователей;
- передача технологических данных потребителям осуществляется раз в сутки, уменьшение периодичности повлечет за собой необходимость передачи и хранения на сервере еще большего количества мелких файлов, а воспроизведение картины за больший период времени вынудит пользователей несколько раз копировать содержимое этих файлов в отчет.
Для устранения недостатков прототипа создана система передачи технологических данных, которая хранит табличную информацию в реляционной базе данных под управлением программного продукта Microsoft SQL Server, расположенного на сменных машиночитаемых носителях. Выборка накопленных значений технологических параметров будет осуществляться пользователем из программ Microsoft Excel и Microsoft Access путем пересылки запросов на SQL Server с помощью встроенных в эти программы удобных средств формирования SQL-(Structured Query Language) - Структурированный язык запросов.
Задачей, решаемой полезной моделью является разработка программно-аппаратного обеспечения передачи технологических данных между информационно-управляющей системой промышленного назначения
(I/A Series Foxboro) и корпоративной локально-вычислительной сетью (ЛВС), с использованием SQL запросов со стороны пользователя выполняемых с помощью специально написанных приложений, и осуществляемых через сеть Ethernet.
Задача решается следующим образом. Для осуществления передачи технологических данных из промышленной информационно-управляющей системы, например, I/A Series Foxboro распределенного типа в корпоративную локально-вычислительную сеть применяется сервер баз данных, который используя программное обеспечение Microsoft SQL Server устанавливает безопасное соединение, используя SSH туннель с прикладными рабочими станциями узлов системы I/A Series Foxboro (01AW01, 02AW01, 03AW01,04AW01 и т.д.).
Новизна предлагаемого технического решения заключается в том, что в систему введены модули полевых приборов, полевая шина, управляющие процессоры, узловая шина, внутренняя информационная магистраль, Web-сервер, командные центры, информационные потоки Web-страниц, при этом модули полевых приборов через полевую шину соединены с управляющим процессором, а управляющий процессор через узловую шину соединен с прикладной рабочей станцией, с командным центром, а выходы прикладных рабочих станций узлов через информационную магистраль соединены с входом брандмауэра, выход которого в свою очередь соединен с входом SQL Server, а первые выходы SQL Server через информационную магистраль потребителя соединены с потребителями информации в формате Microsoft Excel и Microsoft Access, например, автоматизированным рабочим местом производственного отдела, автоматизированным рабочим местом технологического отдела, автоматизированным рабочим местом отдела охраны окружающей среды, автоматизированным рабочим местом теплотехнического отдела, автоматизированным рабочим местом отдела метрологии, автоматизированным рабочим местом инженеров цеха ИУС, автоматизированным рабочим местом начальника смены
цеха ИУС, при этом вторые выходы SQL Server по информационной магистрали подсоединены к Web-серверу, а выходы Web-сервера посредством информационного потока Web-страниц подсоединены к потребителям информации в формате Web-страниц, например, автоматизированному рабочему месту производственного отдела, автоматизированному рабочему месту технологического отдела, автоматизированному рабочему месту отдела охраны окружающей среды, автоматизированному рабочему месту теплотехнического отдела, автоматизированному рабочему месту отдела метрологии.
Прикладные рабочие станции содержат систему управления базами данных СУБД Informix. По локальной вычислительной сети данные передаются через брандмауэр на SQL Server, а с него данные извлекаются либо с помощью Web-приложений, либо из приложения Microsoft Excel с помощью специально разработанных макросов.
На Фиг.1 представлена система передачи данных о технологическом процессе из информационно-управляющей системы в корпоративную вычислительную сеть. Она содержит модули полевых приборов 1, полевую шину 2, управляющий процессор 3, узловую шину 4, прикладную рабочую станцию 5, Carrierband Lan интерфейс 6, информационную магистраль 7, брандмауэр 8, серверную магистраль 9, SQL Server 10, информационную магистраль потребителя 11, автоматизированное рабочее место производственного отдела 12, автоматизированное рабочее место технологического отдела 13, автоматизированное рабочее место отдела охраны окружающей среды 14, автоматизированное рабочее место теплотехнического отдела 15, автоматизированное рабочее место отдела метрологии 16, автоматизированное рабочее место инженеров цеха ИУС 17, автоматизированное рабочее место начальника смены цеха ИУС 18, информационную магистраль Web-сервера 19, Web-сервер 20, командный центр 21, информационный поток Web-страниц 22. Модули полевых приборов 1 через полевую шину 2 соединены с управляющим процессором 3, а управляющий процессор 3
через узловую шину 4 соединен с прикладной рабочей станцией 5 и командным центром 21. Выходы прикладных рабочих станций 5 узлов 1-5 через информационную магистраль 7 соединены с входом брандмауэра 8, выход которого в свою очередь соединен с входом SQL Server 10, а первые выходы SQL Server 10 через информационную магистраль потребителя 11 соединены с потребителями информации в формате Microsoft Excel или Microsoft Access (автоматизированное рабочее место производственного отдела 12, автоматизированное рабочее место технологического отдела 13, автоматизированное рабочее место отдела охраны окружающей среды 14, автоматизированное рабочее место теплотехнического отдела 15, автоматизированное рабочее место отдела метрологии 16, автоматизированное рабочее место инженеров цеха ИУС 17, автоматизированное рабочее место начальника смены цеха ИУС 18), вторые выходы SQL Server 10 по внутренней информационной магистрали 19 подсоединены к Web-серверу 20. Выходы Web-сервера 20 посредством информационного потока Web-страниц 22 подсоединены к потребителям информации в формате Web-страниц (автоматизированное рабочее место производственного отдела 12, автоматизированное рабочее место технологического отдела 13, автоматизированное рабочее место отдела охраны окружающей среды 14, автоматизированное рабочее место теплотехнического отдела 15, автоматизированное рабочее место отдела метрологии 16).
Пример практической реализации.
Передача данных технологического процесса осуществляется следующим образом: с датчиков технологических установок измеренные параметры в физических величинах (как правило, ток, напряжение, замеренное сопротивление) поступают на модули полевых приборов 1 и далее после преобразования в цифровом виде по полевой шине 2 в управляющий процессор 3 и через узловую шину 4 на прикладную станцию 5. С выхода прикладной станции 5 через информационную магистраль 7, брандмауэр 8 и серверную магистраль 9 данные поступают на SQL Server 10. На SQL
Server 10 формируется база данных технологических параметров, которые затем передаются пользователям на соответствующие автоматизированные рабочие места в виде файлов Microsoft Excel, или в виде Web-страниц с помощью Web-сервера 20.
Преимуществами предлагаемого технического решения по сравнению с известными являются:
- возможность оперировать большими массивами данных;
- существенное увеличение частоты передачи данных между системами;
- использование интуитивно понятного графического интерфейса;
- возможность производить анализ переданных данных с составлением отчетов в табличном, графическом и текстовом форматах;
- возможность использовать математический и статистический аппараты для обработки большого объема данных;
- возможность делать выборку технологических параметров, накопленных за длительный промежуток времени (до нескольких лет);
- сокращение времени ответа сервера на запросы пользователей.