CN207369058U - 智能仪表设备管理网络系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能仪表设备管理网络系统，在控制层和数据服务层分别设置网络，并独立于控制系统的网络，并分别连接智能仪表设备管理网络服务器和智能仪表设备管理网络客户端，且在控制层为C/S结构，在数据服务层为C/S和B/S结构；在控制层设置智能仪表设备管理网络分区服务器和智能仪表设备管理网络分区客户端；数据服务层网络与智能仪表设备管理网络服务器、若干台智能仪表设备管理网络客户端和WEB服务器分别连接，并配置OPC服务器和硬防火墙。可以对智能仪表通过HART协议传输的数据进行管理、应用，实现对智能仪表的在线的组态、调试、诊断等工作。改变了传统依靠经验型、被动的维护管理模式，实现可预测性的自动化设备管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对智能仪表进行在线的组态、调试、诊断的技术，尤其涉及一种智能仪表设备管理网络系统。
背景技术
智能化仪表大部分均带有HART协议，为使用便携式手操器对仪表进行调校提供极大的方便，但这种方式下，智能仪表只是短时间与系统连接,不能够更多地发挥作用，有些智能仪表设备管理网络系统因为HART协议、软件兼容等各种原因，不能很好的投入使用，也有很多控制系统没有设置智能仪表设备管理网络系统。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种智能仪表设备管理网络系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的智能仪表设备管理网络系统，在控制层和数据服务层分别设置网络，并独立于控制系统的网络，并分别连接智能仪表设备管理网络服务器和智能仪表设备管理网络客户端，且在控制层为C/S结构，在数据服务层为C/S和B/S结构；
在控制层设置智能仪表设备管理网络分区服务器和智能仪表设备管理网络分区客户端；
所述数据服务层网络与智能仪表设备管理网络服务器、若干台智能仪表设备管理网络客户端和WEB服务器分别连接，并配置OPC服务器和硬防火墙。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的智能仪表设备管理网络系统，对智能仪表通过HART协议传输的数据进行管理、应用，实现对智能仪表的在线的组态、调试、诊断等工作。改变了传统依靠经验型、被动的维护管理模式，实现可预测性的自动化设备管理。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的智能仪表设备管理网络系统的网络结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本实用新型的智能仪表设备管理网络系统，其较佳的具体实施方式是：
在控制层和数据服务层分别设置网络，并独立于控制系统的网络，并分别连接智能仪表设备管理网络服务器和智能仪表设备管理网络客户端，且在控制层为C/S结构，在数据服务层为C/S和B/S结构；
在控制层设置智能仪表设备管理网络分区服务器和智能仪表设备管理网络分区客户端；
所述数据服务层网络与智能仪表设备管理网络服务器、若干台智能仪表设备管理网络客户端和WEB服务器分别连接，并配置OPC服务器和硬防火墙。
所述控制层与数据服务层在不同建筑物的连接采用光纤连接。
本实用新型的智能仪表设备管理网络系统，对智能仪表通过HART协议传输的数据进行管理、应用，实现对智能仪表的在线的组态、调试、诊断等工作。改变了传统依靠经验型、被动的维护管理模式，实现可预测性的自动化设备管理。用于对智能仪表进行在线的组态、调试、诊断等工作，在全厂区范围内连续与现场仪表进行交互，以获取预防性维护信息，为预测性维修及前瞻性维修提供诊断工具及判断依据，并可进行数据的管理、存储、传送、应用，并可与工厂管理系统连接。
在石油化工生产装置(或其他流程工业装置)上应用的智能仪表HART数据的采集、管理、应用的网络，满足实现对智能仪表的在线的组态、调试、诊断等工作的需要。并对网络的硬件构成和软件及数据库的配置都提出相应的技术要求。
具体实施例：
对智能仪表进行数据采集，在线的组态、调试、诊断等工作的网络，网络结构是在控制层和数据服务层分别设置网络，分别连接智能仪表设备管理网络服务器(Server)和智能仪表设备管理网络客户端(Client)，在控制层为C/S(Client)/(Server)结构，数据服务层为C/S和B/S(Browse)/S(Server)结构。该网络独立于控制系统的网络，即使数据采集网出现故障或崩溃，也不会影响控制系统的安全运行。
网络可以实现如下功能：
(1)可以连续采集智能仪表的数据并有效及安全地存取。
(2)实现对智能仪表的在线组态、调试、诊断。
(3)实现可预测性的自动化设备管理。
具体如图1所示：
(1)网络构成
网络结构是在控制层和数据服务层分别设置网络，并独立于控制系统的网络，分别连接智能仪表设备管理网络服务器(Server)和智能仪表设备管理网络客户端(Client)，在控制层为C/S结构，数据服务层为C/S和B/S结构。
在机柜间设置智能仪表设备管理网络分区服务器(也可以同时兼做智能仪表设备管理网络客户端)。因为HART协议数据传输率为1.2Mbps，是半双工的通信方式，所以HART协议的传输速度比较慢，可以避免过多占用网络资源。直接将数据存储在分区服务器中。
控制层智能仪表设备管理网络分区服务器，用于采集、存储仪表设备的HART数据，配置OPC软件。智能仪表设备管理网络分区客户端负责区域内智能化仪表的调校、维护等工作。
在中心控制室设置数据服务层网络，用于连接智能仪表设备管理网络中心服务器和若干台智能仪表设备管理网络客户端，WEB服务器以及其他网络设备。配置OPC服务器和硬防火墙，满足向工厂管理网传输数据的需要。
在主控室设置数据服务层的客户端可以调用各个分区服务器的数据，主要用于设备预防性维修、诊断、管理等，不向现场仪表设备下载数据。中心服务器可以存储重要过程数据、应用软件、管理数据、设备档案、维护报表等，使用中心服务器可以兼作智能仪表设备管理网络的管理。
为保证安全，在控制层到数据服务层中间设置硬防火墙，在数据服务层到外网之间设置硬防火墙，设置防病毒服务器进行防病毒。
设置WEB服务器，提供网络查看浏览数据功能。
控制系统的数据服务层OPC服务器可以与智能仪表设备管理网络中心服务器合用。
智能仪表设备管理网络中心服务器、分区服务器、OPC服务器、WEB服务器、所有客户端应与DCS系统时钟系统自动同步。
网络结构可以依据具体要求、生产装置的规模，在保证安全可靠的前提下进行调整设置。
(2)硬件要求(Hardware requirements)
主交换机应有设置VLAN的功能，以便可以对不同控制层划分子网(系统规模比较小的情况下可以不考虑)。
智能仪表设备管理网络控制层、数据服务层的网络带宽不小于1Gbps，使用工业级交换机。交换机的背板带宽不低于所有端口最大通讯速率总和的2倍。
智能仪表设备管理网络服务器的配置不低于DCS网络管理服务器或工程师站的配置，数据存储介质可为磁盘阵列，其容量也要根据存储的数据量和储存时间来确定。
控制层和数据服务层在不同建筑物的连接采用光纤连接。
防火墙采用硬件型并独立配置，最大并发连接数不小于100000，数据吞吐量大于100Mbps。防火墙技术分类采用数据包过滤型。
(3)数据库的基本要求(basic requirements for database)
系统支持C/S、B/S结构，采用分布式系统架构，采用模块化的软件系统。
具有自诊断功能并提供链路的网络判断，具有远程系统的管理和配置功能，具有在线修改和远程维护功能。可在线修改数据库组态内容，跟随过程和设备数据改变自动刷新数据，可实现远程组态。
OPC协议应满足：连接方式支持本地连接和远程连接，信息读取方式支持主动读取和订阅读取，提供数据通过防火墙的方案。OPC需要支持DA(实时数据访问(OPC DataAccess Custom Interface))，A&E(报警和事件(OPC Alarms and Events))，HDA(历史数据访问(OPC Historical Data Access Custom Interface))功能。信息规模大于20000点。
数据存储的方法：周期性存储和突发性存储。具有高效的实时压缩算法，并保持很高的数据精度，保证较小的存储空间存储大量的数据。实现自动备份，手动随时备份或恢复历史数据文件。
可以实现多台服务器、操作系统和管理都可统一到一个控制台的全系统管理。
实现与其他关系型数据库的无缝连接。具有高扩展性。在不停止数据库的情况下，增加数据源不影响数据库的正常操作。支持多种标准的开放接口(如：TCP/IP、OPC服务器、DDE服务器、ODBC等)。
系统应有完善的数据维护功能，可以在线导入导出数据，可以使用常规的软件观察数据，例如WORD、EXCEL等，应有良好的数据压缩功能。
(4)应用要求(application requirements)
目前对仪表输出信号只是要求4～20mA+HART，但是对HART就没有具体要求，对于大品牌仪表产品还是基本能够满足智能仪表设备管理网络系统的要求，但是对一些厂商的产品，其HART协议的格式和内容存在不规范的现象，最终导致不能与智能仪表设备管理网络系统通讯或不能提供有用信息。
HART协议的应用，需要EDDL和FDT应为相互兼容，能够支持DTM文件，提高智能仪表设备管理网络系统对现场设备进行诊断和维护的能力，并可以支持各种符合HART或者FF标准的不同厂商的设备。是使符合HART协议的设备真正做到完全兼容的重要保证。同时要求接入智能仪表设备管理网络系统的仪表设备的HART协议是规范、标准的。
系统软件应具备第三方诊断软件(如调节阀和变送器)嵌入功能，能嵌入智能阀门定位器诊断软件，实现定位器和调节阀本身的诊断管理功能，包括阀门特性曲线报告，阀门部分行程测试功能等。变送器类第三方诊断软件包括变送器的引压管、变送器膜盒故障诊断等功能，实现高级诊断管理功能。
满足上述要求，可以基本保证系统对现场设备连接，可以实现多项在线诊断、预诊断等管理功能。
本实用新型的智能仪表设备管理网络系统，独立于过程控制系统，可对智能仪表进行在线的组态、调试、诊断等工作，在全厂区范围内连续与现场仪表进行交互，以获取预防性维护信息，为预测性维修及前瞻性维修提供诊断工具及判断依据，并可与工厂管理系统连接。它为工厂管理和工程人员充分运用丰富的HART信息，维护现场智能设备，实现监视管理和诊断过程中运行的设备，改变了传统依靠经验型、被动的维护管理模式，实现可预测性的自动化设备管理。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种智能仪表设备管理网络系统，其特征在于，在控制层和数据服务层分别设置网络，并独立于控制系统的网络，并分别连接智能仪表设备管理网络服务器和智能仪表设备管理网络客户端，且在控制层为C/S结构，在数据服务层为C/S和B/S结构；
在控制层设置智能仪表设备管理网络分区服务器和智能仪表设备管理网络分区客户端；
所述数据服务层网络与智能仪表设备管理网络服务器、若干台智能仪表设备管理网络客户端和WEB服务器分别连接，并配置OPC服务器和硬防火墙。
2.根据权利要求1所述的智能仪表设备管理网络系统，其特征在于，所述控制层与数据服务层在不同建筑物的连接采用光纤连接。
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| CN112414519A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-26 | 哈尔滨鹏信科技有限责任公司 | 一种贸易交接流量计量仪表防作弊监控系统及其应用 |
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