互联网+OTSK 服务新概念
唐山奥特斯科技有限公司自控部
贾垒 汪寿雄 周恒
一．方案产生的背景
21世纪的当今社会是一个信息爆炸的社会，科学技术突飞猛进，尤其是在上个世纪中叶计算机发明以后，整个世界发生了翻天覆地的巨变，由计算机组成的网络(Internet)已经遍布世界各地的每个角落，娱乐在网上，购物在网上，网络已经深入到了每个人的生活中。
“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，它代表一种先进的生产力，推动经济形态不断的发生演变。从而带动社会经济实体的生命力，为改革、发展、创新提供广阔的网络平台。通俗来说，“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。
非高炉炼铁领域中的隧道窑反应罐直接还原工艺虽然在产能和自动化的基础上有一个质的飞跃，但其控制方式仍然停留在PID分散控制和PLC逻辑控制的水平上，该方式虽然能满足正常生产的需要，但在售后服务方面很难使用户满意：其一，还原铁生产线生产过程出现的问题很难及时、准确地反馈给服务商，从而影响正常的生产秩序；其二，服务商不能及时得到准确的反馈信息，并且由于时空的限制而不能快速地为用户提供解决方案，从而影响服务商服务水平的提高。因此，在网络技术飞速发展的今天，很有必要探寻一种新的控制方式来解决这些问题， OTSK是专业从事隧道窑反应罐直接还原工艺的服务商，我们提出“互联网+OTSK”这一新的服务概念。
基于飞速发展的Internet网络，利用计算机自动控制技术、网络通信技术、仿真技术、多媒体技术、网络数据库技术以及Web技术等组成的网上远程高级控制系统，解决了工程装置网络远程控制问题，为高等工程实现在Internet上的远程化提供了一套完整的方案。
二.实现的目的
1.改变现有还原铁生产线控制水平的现状，为还原铁生产线提供强有力的技术支持。
2.为用户提供快捷、优质、高效的售后服务，在第一时间内解决用户设备上的问题，最大限度地减小用户损失。
3.为用户的正常生产提供最有效的技术保障。
4.最大限度地减小售后服务成本。
5.最大限度地提高OTSK的服务水平和竞争能力。
三.可行性分析
对本系统的可行性我们以WinCC Web Navigator为例作如下的分析：
1．PLC远程硬件结构设计
基于PLC远程硬件由以下几部分组成：可视化单元，控制单元，监控服务器，实验服务器，以及构建网络的设备如路由器等。基于设计的远程模拟工厂实际的网络拓扑结构，其硬件结构如图3.1.1所示，为了模拟一个企业具有多个在同地或异地的分厂和车间，系统设计了多层网络结构，各部分的功能简述如下：
（1）控制单元：即图3.1.1中位于自动化网络的SIMATIC S7系列的PLC。S7系列PLC的作用是进行过程控制，为可视化单元提供过程数据，并接收来自可视化单元的控制命令。
（2）监控服务器：它有两个功能，其一是运行常规监控系统功能的现场监控软件，它与连接在现场总线上或工业以太网上的实验设备对象进行通信，进行现场监控工作，并且将必要的检测数据、统计数据等存入数据库；另一功能是作为监控服务器，它接受远程客户的命令和参数，并对这些命令进行解释执行，将远程客户所需的数据或者命令的执行结果反馈给远程客户。
（3）实验服务器：即图3.1.1中的位于实验室网络的Web服务器，数据库服务器。其中，Web服务器，是为用户提供远程实验服务功能的网站服务器，当远程用户需要进行远程操作时，通过身份验证登录到此网站，下载相应的页面，就可以进行远程操作。数据库服务器，用于存放实验设备运行的实时数据和历史数据。
（4）网络设备：即图3.1.1中分层网络之间的网络互联设备。交换机用于连接基于商用以太网的办公室网络和基于工业以太网的实验室网络。路由器用于连接本地网络和远程网络。
（5）可视化单元：即图3.1.1中位于远程网络的Web客户端。它们是具有Web浏览器的个人计算机，无需安装任何专业软件，只须下载相应的监控界面后，即可进行远程实验操作。
2. PLC远程通讯
（1） 客户端与服务器的通讯
对于上层通讯WinCC Web Navigator提供了两个网络服务程序WinCC Web Navigator Client和WinCC Web Navigator Server，分别用于完成客户端和服务器端的网络通讯功能。在一个支持TCP/IP协议的网络中，无论是局域网或广域网，任意客户机只要安装WinCC Web Navigator Client，均可以与远程实验服务器进行通讯。
（2） 控制网络与上位机的通讯
控制网络与上位机的通讯方式主要利用WinCC提供的SIMATIC Protocol Suite（通讯驱动程序），此驱动程序支持多种网络协议和通讯类型，通过他的通道单元提供与各种SIMATIC S7-300和S7-400 PLC的通讯。选择了具体的通道单元，就需要配置不同的通讯网络。基于WinCC Web Navigator远程实验室设计中采用了两种不同的通道单元：工业以太网和TCP/IP、Soft PLC。其中工业以太网和TCP/IP用来与实验室的PLC进行通讯，而Soft PLC则为了与S7-PLCSim仿真软件通讯，这样采用S7-PLCSim仿真软件可以扩充实验室控制网络。
四.系统规划
根据还原铁生产线控制技术和相关控制设备生产的现状，本控制系统拟作由初级到高级分三步走的实施步骤。
(一)初级
计算机与PID调节仪构成交互式的设备微机控制系统，并可通过INTEMET实现远程监测功能。
(二)中级
在初级的基础上实现远程监控。
(三)高级
在实现远程监控的同时，对还原铁生产线相关设备的控制系统的软故障实行远程诊治。
技术依托：
1.相关设备控制软件已经成功开发；
2.网络技术的应用已相当成熟；
3.相关设备的控制系统开发工作已经进行（针对高级控制方式）。
五.实现的系统功能
A. 主要组态介绍
（1） 控制界面 （图5.1.1）
1.实现对设备工作过程的实时监控。
2.对所设定的隧道窑各点温度（热电偶）进行检测。
3.友好的工作界面能提供方便的人机对话功能。
4.可提供用户有多级菜单修改功能。
5.被授权人可通过INTERNET实现远程监测或监控。
（2）实时数据曲线图界面（图5.1.2）
1.以图形的方式对窑炉各点温度作出直观地表述，同时反映出实际温度与设定温度之间的差距（以不同的颜色曲线标识）。
2.对所有控制阀门进行实时监控
(3)历史报警数据界面（图5.1.3）
1.具有适时的温度报警功能。
2.具有报表与图形输出的功能。
3.能随时查看历史数据且打印。
B.系统软件功能（以隧道窑为例）
C.功能描述
还原铁生产现场控制设备通过相关模块将工作参数、状态传输给主控室，现场微机控制系统对输入的信息进行分析、处理后与常规PID调节仪相结合来共同实现对各设备的监控功能。
用户总经理室可通过局域网对主控室微机系统对现场设备进行监视和故障时的应急处理。
OTSK技术服务中心（被授权人）通过INTERNET对主控室微机的控制功能进行监测，并且定期或不间断地访问用户微机控制系统。能及时实现对它的系统维护功能，生产线设备运行发生故障时，能在第一时间内进行系统软故障的排除和提供及时的设备检修方案。