力控科技家族产品构架及应用

1、三维力控-工业IT的先锋北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司力控科技家族产品架构及应用 系统部 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑 二、力控产品在DCS系统中的应用三、力控产品在大规模SCADA系统的应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑1、力控产品家族 企业级实时历史数据库企业级实时历史数据库pSpace 工业自动化组态软件工业自动化组态软件ForceControl 电力自动化软件电力自动化软件pNetPower 通信网关服务器通信网关服务器pFieldComm 力控力控FCGOT工业工业HMI触屏触

2、屏 OPC产品开发等产品开发等MOPC 力控楼宇版监控软件力控楼宇版监控软件FC-IBMS 下一代的下一代的HMI/SCADA监控软件监控软件eForceCon北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑单机应用架构用于现场只需要一个单独监控站的场合。力控监控软件ForceControlForceControl作为监控管理器直接管理所有的设备并执行用户请求，可以支持几万点变量的实时数据库。、单机应用 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑并行应用架构用于现场需要多个主站服务器的场合

3、标准化的ForceControlForceControl组成并行多站，相当于一个冗余的群，可以确保监控和过程控制，并行对下端设备的管理，使相同的应用和用户请求可以并行运行。用户的动作和报警确认可以通过TCP/IP传输服务在整个网络内进行广播，从而到群内的每个站。 2、并行应用 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑客户机-服务器-架构用于要求多个主站服务器但只要求有一个连接到现场工业网络的场合。ForceControlForceControl服务器作为生产管理的主站可以和上层MIS/ERP通过DBMS（数据库管理系统）进行交互和整合，进行任务分配和调度执行，

4、同时负责处理所有日常工作；但和下端设备层通信只通过一个ForceControlForceControl客户端。ForceControlForceControl客户端可以为用户站或者接口处理器(IO服务器)。 3、客户机-服务器 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑多客户机-多服务器架构用于现场有多个不同主站和多个访问客户端的场合。在该架构中，两个或多个ForceControlForceControl服务器并行工作，负责和不同的工业网络设备层通信，管理不同应用的数据访问要求。ForceControlForceControl客户端可以向任何一个服务器进行注册和

5、预定应用变量。ForceControlForceControl客户端除了本地（局域网）访问外还可以通过远程访问服务连接到处于另一地理位置的服务器，远程访问服务方式可以为电话、微波、GPRS、以太网等。 、多客户机-服务器 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑WEB客户机用于力控ForceControlForceControl作为WEB服务器进行发布，多种客户端应用的场合。ForceControlForceControl可以作为WEB服务器，提供普通用户浏览网站的服务器，可以基于WEB控件和IIS两种方式。除了普通局域网浏览用户（LAN用户）外，还可以通过X

6、ML SOAP或者PDA终端为公网用户（Internet用户）提供公共/私人的WEB服务。用户客户端无需特定安装程序，可以访问WEB服务器主从站上的各种报警、报表、组态画面、趋势等。 、客户机北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑用于力控ForceControlForceControl做为无线GPRS/CDMA通讯中心站，而现场无采集计算机的场合。现场固定监控点和移动监控点可以通过无线传输模块DTU往GPRS基站上发数据，力控ForceControlForceControl利用无线通信组件CommBridge通过公网和DTU通信，从而实现了对现场的无线控制和

7、数据采集。、远程访问一北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司一、力控产品架构和网络拓扑、远程访问二力控ForceControlForceControl做为无线GPRS/CDMA通讯中心站，而现场有采集计算机需要进行现场监控，力控软件之间通过内部协议通信的场合。 、分布式混合应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用1、什么是冗余2、硬冗余和软冗余3、多种冗余结构4、力控产品的冗余应用5、力控产品的分布式应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用1 1、什么是冗余冗余：英文译做Redundancy，正如

8、在韦氏字典中所定义的：“一个具有相同设备功能的备用设备系统。”冗余的意思不是留有余量，现在很多设计院所写标书，都把留有余量的意思表达为富裕量，以避免混淆。 I/O余量 ：与冗余不同，I/O余量只是系统中I/O数量大于应用的要求，这种余量只是数量上的，主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能。 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用2、硬冗余和软冗余软冗余：一般指代处理器的冷备用。冷备用采用软件方式切换。处理器一般也是成双使用的，一个使用，一个备用。主处理器失效时，通过软件的方式切换至备用处理器。速度慢，成本低。 硬冗余：一般指代处理器的热备用。热备

9、系统采用硬件方式切换。除了成双使用的处理器外，一般还有一套热备模块，或者叫双机单元，热备模块负责检测处理器，一旦发现主处理器失效，马上将系统控制权切换至备用处理器。相对更稳定，更安全，但成本较高。 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用左图为一个典型DCS冗余结构的体系结构框图北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用3、多种冗余结构处理器冗余：一用一备或一用多备。 通讯冗余：最常见的就是双通道通讯电缆 I/O冗余：相对处理器和通讯，I/O 的冗余是最不容易实现的。通常较少使用I/O的冗余，成本增加较多。 N：1冗

10、余：基本上这种方式用于I/O模块。在部分I/O 失效时，用来替代失效的模块，一般需要认为干预。 “1：1：1”方式：可实现1用2备，或3取2投票表决等特殊功能。双机热备：北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用 设备冗余 服务器冗余 多重冗余结构 力控冗余应用案例4、力控产品的冗余应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用 力控产品的冗余应用-设备冗余北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用设备冗余： 设备冗余一般要求控制站的电源、CPU、通讯模块都需要进行冗余配置，主从控

11、制器同时连接设备总线来保证数据通讯，一般的 PLC厂家的设备冗余基本都是此类的设计方案，上位机监控软件和此类系统通讯时，要考虑到当主从控制器发生切换时，监控软件的通讯要同步切换来保证从正确的IO设备获取数据。 力控软件正常时与主控制器进行通讯，若主设备损坏或者通讯出现故障，软件会根据设备故障标识断开与主控制设备的通讯，而与从控制设备进行通讯的连接，保证了系统的及时切换 ，从而保证了在设备切换的同时，上位机也同时做到及时切换。北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用 力控产品的冗余应用-服务器冗余北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品

12、在DCS系统中的应用 在SCADA系统中，一般意义上的双机冗余是指监控层服务器冗余，服务器冗余是比较广泛的应用模式，根据控制规模的大小也可以配置一定的客户端来保证操作人员监控、操作的需要，一般的小规模的控制系统可以不需要配置客户端。 主站和从站的力控软件在独立工作时都能够通过控制网络和设备进行通讯。在冗余热备模式下，正常工作时只有主站和控制站通讯，从站不和控制站通讯，从站的数据通过主站来进行备份和同步，如果主站出现故障，从站接管主站工作。 主站系统恢复之后，可以通过自动或手动方式进行干预来进入热备状态，如果主站和从站都正常，用户可以手动地通过控制标志位把工作从当前站切换到热备站（原来的主站）上

13、。北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用服务器冗余的数据处理： 支持冗余的软件要保证实时数据在两台服务器上同时存储和显示，监控站出现故障后，备用站能够接替监控站来工作，并且及时通知操作人员处理监控站的故障，当监控站恢复正常以后，自动或者手动接替备用计算机工作，恢复初始的工作状态。 力控软件工作时，主站工作，从站处于热备状态，主站和从站不停的检测对方的状态，这个检测对方的动作被称为“心跳”。为确保心跳的检测不出现问题，力控支持多重网络结构，即“心跳”可以通过主、从站之间的多条通讯链路进行检测。 热备服务器周期性向工作服务器发送数据同步请求，工作服务器响应

14、这些请求，实现两个服务器之间的实时、历史和报警数据同步，同时保证系统的时钟同步。北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用 力控产品的冗余应用-多重冗余北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用 多重冗余方式是指在服务器冗余的基础增加了网络、客户端冗余，服务器和客户端既可以同时工作在同一个网段下，也可以在两个网段内，网络冗余和服务器冗余是相互独立又相互联系的，可以既有网络冗余又有服务器冗余； 在网络冗余和服务器冗余都存在的情况下，优先使用服务器冗余，也就是说，当某一个网段的主站出现故障后首先切换到该网段的从站，如果该网

15、段的从站也故障，再启用冗余网络的主站通讯。北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司 力控产品的冗余应用-应用案例 在生产控制中，通常需要对S7-400H系统的信息和状态进行监控，例如监控CPU的主从状态、操作状态、DP从站与主站的通信状态等信息。在程序中可以通过对状态的判断进行必要的操作，也可以将系统信息上传到HMI，便于操作及维护人员监控。通过功能块可以将系统信息读出.力控设备冗余在S7-400系统的应用二、力控产品在DCS系统中的应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司力控设备冗余在S7-400系统的应用利用利用SFC51(SSL-ID W#16#xy71)SFC51(

16、SSL-ID W#16#xy71)读出读出H H系统信息系统信息SSL-ID (SYSTEM STATUS LIST)系统状态目录，利用SFC51可以读出在SSL-ID指定的PLC系统信息，当SSL-ID 等于W#16#0071时,表示需要读出S7-400H系统当前的状态，可以在OB1或循环中断组织块OB3X中调用，调用SFC51的例子如图所示：二、力控产品在DCS系统中的应用基于S7400H系统的硬件冗余方式:力控设备冗余在S7-400系统的应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司二、力控产品在DCS系统中的应用、力控产品的分布式应用左图为一个典型DCS分布式的体系结构框图北京三

17、维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司力控产品在DCS上的分布式应用二、力控产品在DCS系统中的应用北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司力控产品在DCS上的分布式应用二、力控产品在DCS系统中的应用左图为一个典型的能源采集分布式框图北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司三、力控产品在大规模SCADA系统的应用、远程无线通信、抄表与浏览、多种设备的同时采集与汇总、基于LINIX的历史库北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司三、力控产品在大规模SCADA系统的应用1、远程无线通信如第一章所示，力控的通信支持两种通信方式力控数据服务器只需要利用ADSL或者静态IP

18、就对多个远程设备进行通讯，数数据为并发处理、完全透明据为并发处理、完全透明的解决方案的解决方案，从而消除了一般软件将GPRS网络绑定虚拟串口的查询访问方式造成数据传输不稳定的隐患；心跳维护周期可单独设置，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用；通信方式一所有设备的驱动程序支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备进行通讯；力控节点与其远程力控节点也可以进行移动通讯；力控支持设备主动通过GPRS上传数据的方式进行数据传输；支持移动APN专网固定IP等方式进行数据传输。通信方式二左图为一个典型的大型气田SCADA结构框图北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司三、力控产品在大规模

19、SCADA系统的应用、抄表与浏览左图为一个典型手持终端抄表系统PDA（Personal Digital Assistant）PDA抄表不仅具有传统抄表微机的所有功能，而且在PDA上可以为抄表员提供电子地图等信息 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司三、力控产品在大规模SCADA系统的应用 手持式抄表机是一只便携的掌上电脑。抄表员每次抄表前将抄表户的详细数据从电脑下传到抄表机中，然后到抄表现场，先用抄表机简便的查找方式查到该抄表户资料，然后将表示数输入到抄表机中。 抄表机能显示表号、表位、户名、用户性质、表型、上月抄码、本月抄码、本月消费量、抄表状态等各种用户信息，方便抄表员现场查看

20、。用户如有用水疑问或用量异常，可及时为用户提供查询服务和掌握用户用水情况，抄表质量显著提高。 抄表员手持抄表机抄完表后，将抄表机带回数据中心，通过随机配套的USB数据线连接到计算机上，机内存储的抄表数据就全部自动的录入到电脑中。抄表质量复核人员在电脑上对抄表数据进行复核后，由电脑直接开帐、打印帐单和各类工作单。 力控产品在抄表与浏览的应用左图为一个力控的典型手持终端抄表系统应用.力控最新的WEB功能可以实现基于本地PC和移动PDA的WEB发布. 基于XML的Web Service技术北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技有限公司三、力控产品在大规模SCADA系统的应用力控的WEB管理有以下几种方式：1、使用IIS作为Web管理服务器，将通用流程画面转换为Web网页，整个系统与WIN系统无缝集成，基于WEB组态的工具控件包通过相应的检索便可以进行查询,能够直接生成WEB页面；2、使用组态软件创建Web服务器和Web网页然后发布；用户使用pSpaceTM Visual ActiveX自行创建Web服务器和Web网页；3、用户可以使用自己熟悉的网站开发工具如：FrontPage、Dreamweaver、ASP等创建主页，设立网站，并在网页中嵌入pSpace Visual ActiveX中的控件建立pSpaceTM Server的数据显示。 北京三维力控科技有限公司北京三维力控科技