摘要：本文主要介紹了隔離網(wǎng)關(guān)pSafetyLink及PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，介紹了其總體設(shè)計思想與功能模塊，及以此為基礎(chǔ)的生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用的情況。

關(guān)鍵詞：pSafetyLinkPIMS隔離網(wǎng)關(guān)生產(chǎn)管理系統(tǒng)

一、前言

二十一世紀信息革命的風起云涌，為中國帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。在信息技術(shù)的驅(qū)動下，正由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化、高度知識化、高度技術(shù)化工業(yè)轉(zhuǎn)變。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成就要進行控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。早期的聯(lián)網(wǎng)基本沒有安全防護，然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)病毒的泛濫，對控制系統(tǒng)的威脅也就越來越大。經(jīng)常造成控制系統(tǒng)死機，嚴重地危害安全生產(chǎn)。pSafetyLink系列網(wǎng)絡(luò)隔離式工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用解決解決了工業(yè)SCADA控制網(wǎng)絡(luò)如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)）的問題。pSafetyLink內(nèi)部為雙獨立主機架構(gòu)，雙主機之間采用專有網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，徹底阻斷任何網(wǎng)絡(luò)形式的連接，同時pSafetyLink通過內(nèi)嵌的高性能工業(yè)通信軟件，支持各種主流工業(yè)SCADA通信標準，如：OPC、Modbus、DNP3等。

PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，是用于生產(chǎn)管理的軟件。它提供了一個信息集成和管理的平臺，主要用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查看、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理。它真正實現(xiàn)了辦公室和生產(chǎn)現(xiàn)場的信息溝通，實現(xiàn)了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實時數(shù)據(jù)的管理、實時流程查看、實時趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開關(guān)量變位記錄與查看、報表數(shù)據(jù)存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產(chǎn)過程報表生成、生產(chǎn)統(tǒng)計報表生成等功能，從而實現(xiàn)企業(yè)過程控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成與綜合管理。用戶可以通過微軟IE瀏覽器登陸PIMSWebServer瀏覽生產(chǎn)過程的信息。

二、PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)平臺的功能模塊

PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是一套綜合化、全方位生產(chǎn)、信息管理系統(tǒng)；該系統(tǒng)從生產(chǎn)實踐出發(fā)，結(jié)合實際管理制度，采用當前先進的開發(fā)工具與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式進行開發(fā)。為了能夠靈活地實現(xiàn)多樣化的功能，軟件的體系結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地比較復(fù)雜。這樣一種功能模塊的劃分是基于以太網(wǎng)的，非常需要安全防護功能。

PIMS系統(tǒng)包括如下幾個功能模塊：

1）分布式實時數(shù)據(jù)庫模塊；

2）開發(fā)及組態(tài)系統(tǒng)功能模塊；

3）運行系統(tǒng)軟件模塊；

4）WebServer網(wǎng)上發(fā)表模塊；

5）SQL、DDE、OPC、COM接口模塊；

6）腳本編譯執(zhí)行模塊；

7）生產(chǎn)報表生成功能模塊；

8）I/O設(shè)備驅(qū)動模塊；

9）管理統(tǒng)計表報生成模塊；

三、PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和安全接入

1、PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及安全接入示意圖

PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以劃分為三個層次，自下而上依次為：過程控制層、工廠管理層、企業(yè)管理層。其中企業(yè)管理層完成管理者和各職能科室生產(chǎn)管理報表生成的任務(wù)；工廠管理層完成各職能科室實時監(jiān)控的任務(wù)，它對下連接現(xiàn)場控制層，對上通過網(wǎng)絡(luò)連接企業(yè)管理層，它不僅負責現(xiàn)場控制設(shè)備的實時數(shù)據(jù)采集，而且在系統(tǒng)中起到上傳下達的重要作用；過程控制層由DCS、PLC、智能儀表等控制器組成，它是整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)項目中，生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的服務(wù)器放在工廠的調(diào)度中心，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、Web發(fā)布等功能。在工廠管理層與過程控制層之間，通過工業(yè)以太網(wǎng)和RS-485總線進行通訊。在企業(yè)管理層、工廠管理層之間，通過以太網(wǎng)進行通訊。在企業(yè)管理層配置有用于企業(yè)管理的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，還有統(tǒng)計報表生成軟件模塊，用于生成統(tǒng)計報表。

圖2趨勢瀏覽圖

2、PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的特點

PIMS的特點主要是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這樣一種技術(shù)非常需要安全防護功能。主要特點是：

（1）Web功能：隨著Internet/Intranet技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是基于WEB的信息發(fā)布和檢索技術(shù)的不斷發(fā)展,整個應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)逐漸從C/S的主從結(jié)構(gòu)向靈活的多級分布結(jié)構(gòu)演變。[2]目前，以Web技術(shù)為核心的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用賦予這種多級分布的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以更新的內(nèi)涵，這就是瀏覽器/服務(wù)器（B/S）體系結(jié)構(gòu)。

B/S結(jié)構(gòu)事實上是一種類似于終端/主機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，同時又具有客戶機/服務(wù)器模式的分布計算特性。它的主要特點是集中管理，也就是說軟件程序、數(shù)據(jù)庫以及其他一些組件都集中在服務(wù)器端。用戶端除了瀏覽器及其所依賴的操作系統(tǒng)之外無需其他軟件和相關(guān)的管理維護工作。這樣用戶需要查詢的資料和打印文檔的數(shù)據(jù)都來自于同一個數(shù)據(jù)庫，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性、及時性和完整性。從管理的角度而言，程序代碼的維護以及更新、數(shù)據(jù)庫的備份和日常維護等都可只在服務(wù)器端進行。

另外，利用WWW技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)管理系統(tǒng)在Internet上發(fā)布,從而實現(xiàn)遠程管理。

（2）實時性、開放性：系統(tǒng)采用合理分配數(shù)據(jù)傳輸量的方法來平衡系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的負荷，提高傳輸速度，使系統(tǒng)具有良好的實時性。

工控軟件系統(tǒng)的開放性是網(wǎng)絡(luò)時代工業(yè)控制技術(shù)與信息技術(shù)緊密結(jié)合的必然要求，也越來越引起軟件制造商和硬件制造商共同的重視，并逐漸成為工控軟件的競爭熱點。不論采用何種技術(shù)，只要是能夠提供充分的開放性、兼容性的軟件，就必將被廣大的用戶接受。在PIMS軟件中，我們通過DDE、OPC、ODBC等多種方法與其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，以滿足不同客戶的需求。

（3）友好的人機界面：軟件在設(shè)計時完全按照客戶化的界面設(shè)計思想，使用戶使用更加方便。完全漢化的系統(tǒng)軟件，采用組態(tài)方式進行二次開發(fā)，能夠按照操作人員習慣設(shè)計軟件功能。系統(tǒng)軟件采用標準的Windows及IE界面，操作簡便，易學易用。

圖3報表查詢圖

3、PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

（1）數(shù)據(jù)采集功能：實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時采集。

（2）流程圖畫面瀏覽：通過流程圖畫面形象地反映出工藝原理和狀況，使企業(yè)的管理層能夠方便地了解、分析設(shè)備狀況和生產(chǎn)情況。

（3）實時趨勢、歷史趨勢監(jiān)視：通過實時趨勢的數(shù)據(jù)變化曲線能夠及時地反映出當前時間段的生產(chǎn)情況；通過歷史趨勢的查看，可以了解長時間的生產(chǎn)情況。當發(fā)生事故時，可以利用歷史趨勢進行事故追憶和事故原因分析。

（4）生產(chǎn)報表自動生成：能夠自動生成生產(chǎn)班報、日報等生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表。反映的數(shù)據(jù)真實準確。

（5）實時報警、歷史報警功能：當某個工藝參數(shù)達到報警條件如“HH高高限”時，就立即產(chǎn)生相應(yīng)的報警信息，并且有聲音和閃爍及顏色變化等報警信息。

（6）管理統(tǒng)計表報生成功能，由企業(yè)管理層的軟件實現(xiàn)。完成全廠及企業(yè)的生產(chǎn)信息的分析管理。根據(jù)實時數(shù)據(jù)對全廠主要指標，機組同期對比，發(fā)電量、供電煤耗、綜合標煤單價、燃料費等生產(chǎn)經(jīng)濟狀況作以統(tǒng)計分析，分析采用圖示及表格數(shù)據(jù)，對所發(fā)生數(shù)據(jù)做一更直觀的描述，對于對口專業(yè)人員或領(lǐng)導層人員做好下一步工作，更具有深遠的意義。

圖4流程瀏覽圖

四、結(jié)束語

PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)與pSafetyLink系列隔離式網(wǎng)關(guān)的結(jié)合應(yīng)用，使PIMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)項目的安全性得到了保證，避免了病毒及黑客對生產(chǎn)控制系統(tǒng)的侵害，對該企業(yè)的信息化建設(shè)起了較大的作用。降低了系統(tǒng)維護的勞動強度，提高了信息流轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。