1、MES信息化建设数据采集工程规范MES 信息化建设数据采集技术方案目 录1. 前言 22. 项目综述 32.1 系统目标 32.2 项目范围 33. 技术方案及说明 53.1 PLC 接口说明 53.1.1 SIEMENS（西门子） 63.1.2 GE Fanuc .73.1.3 南瑞继保 RCS9794A 73.1.4 Triconex.73.1.5 装车系统和地中衡 PLC.83.2 DCS 接口方案介绍 83.3 第三方系统接口方案介绍 93.3.1 中央化验室接口方案介绍 .93.3.2 生产指挥和调度系统接口方案介绍 .103.3.3 ERP 接口方案介绍 .103.4 数据采集站设
2、计 103.5 数采网络设计 113.6 信息化系统总体框图和设计原则 114. 工程涉及到的软硬件清单 .134.1 涉及的软件清单 134.2 涉及的硬件清单 135. 技术服务、工程服务项目及保证 .155.1 概述 155.2 工程服务详细内容 155.3 测试与验收 155.3.1 验收 .156. 性能与质量保证 .166.1 性能保证 166.1.1 性能保证 .167. 项目文件清单 .177.1 工程设计文件资料 177.2 应用手册文件 177.3 中间文件资料 177.4 文件资料的文字 177.5 文件资料的编号原则 17MES 信息化建设数据采集技术方案1. 前言本技
3、术规范阐明 MES 信息化数采工程内容和范畴,作为工程报价和工程实施的规范要求.MES 信息化建设数据采集技术方案2. 项目综述2.1 系统目标 根据 MES 信息化建设的用户需求，此项目的系统目标如下：1） 针对 MES 控制及仪表系统的特点 ,提供一套完善、安全、稳定、高速、实时的数据采集解决方案，满足企业信息化的需求，包括 MES、ERP、生产监控系统等；2） 提供与 LIMS（实验室系统）、装车系统等第三方数据接口开发，保证信息化的完成性；2.2 项目范围其主要涉及到的系统如下：序号 装置区 子装置区 系统名称 套数位置编号 厂家名称 备注循环水泵房 S7-400 1 420 加压泵房
4、 S7-400 1 410 给水预处理系统 S7-300 1 401 脱盐水处理 S7-400 1 220 浓排水回运系统 S7-300 1 450 1 水处理污水处理 S7-300 1 430西门子锅炉和脱硫系统 ECS-700 2 浙江中控2 锅炉除尘系统 S7-400 123西门子空分 AC800F 1 ABB汽机 S7-300 2 西门子3 空分压缩机 TS3000 2230英维思4 原煤储运 5 液化气站 GE-90-30 1 厂区西门口 GE 6 化工装置 AC800F 8 152 中控 ABB MES 信息化建设数据采集技术方案丙烯压缩机 TS3000 1 室 Invensys
5、合成器压缩机 TS3000 1 152B Invensys 7 装车系统8 地中衡9 变电所 1 301 南瑞综保10 中央控制室11 ERP 系统 金蝶12 火炬系统表 1：企业信息化建设数采方案涉及系统列表2.3 工作范围本项目工作范围包括现场布线、各装置区之间的通讯连接、接口开发、软硬件实施和维护，满足MES 系统与现场上述各系统连接、数据通讯，最终满足生产现场使用的一切条件。MES 信息化建设数据采集技术方案3. 技术方案及说明3.1 PLC 接口说明MES 数据采集项目中，涉及到多种品牌的多种型号 PLC，可采用英维斯的数据采集服务器软件 Wonderware DA server其典
6、型的双冗余连接示意图如下：数 据 采 集 服 务 器 数 据 采 集 服 务 器实硬 件 防 火 墙PLC控 制 网数 据 采 集 网受 限 网 络 层数 据 采 集 网 主 交 换 机MES网 主 交 换 机而各型号的 PLC 的接口方案如下所示：3.1.1 SIEMENS（西门子）3.1.1.1 S7-300这是 S7 系列 PLC。如果 S7-300 PLC 后缀带 PN 可直接支持以太网通讯，后缀带 DP 可支持MPI、Profibus 、RS485 通讯。对于没有以太网接口的 S7-300 PLC 如要实现以太网通讯需要增加以太网接口模块 CP343-1。方案如下表格：MES 信息化
7、建设数据采集技术方案PLC 厂家 SIEMENS（西门子）PLC 型号 S7-300数量(套) 5所需硬件1）如果 CPU 本身带有 PN 接口，此接口支持以太网通讯，则不需要增加任何硬件；2）如果 CPU 本身不带有 PN 接口，建议增加以太网接口模块 CP343-1以支持以太网通讯；所需软件InFusion Access 中的S7SIMATIC DAServerFSGateway图表 4-1 SIMENS S7-300 的接口方案3.1.1.2 S7-400这是 S7 系列 PLC 的高端 PLC。依据不同的 CPU 型号选用不同的改造方案。S7-400 一般只有接口可支持 MPI、Pro
8、fibus、RS485 通讯，而不会带有 PN 接口，也就是说不直接支持以太网通讯，如要实现以太网通讯需要增加以太网接口模块 CP443-1。如果 CPU 采用冗余，上位机需增加 CP1613 及相应驱动和冗余软件支持冗余切换。方案如下表格：PLC 厂家 SIEMENS（西门子）PLC 型号 S7-400数量(套) 6所需硬件建议增加以太网接口模块 CP443-1 以支持以太网通讯，同时，如果采用CPU 冗余，上位机需增加 CP1613 及相应驱动和冗余软件支持冗余切换；所需软件InFusion Access 中的S7SIMATIC DAServerFSGateway图表 4-2 SIMENS
9、 S7-400 的接口方案3.1.2 南瑞继保 RCS9794A变电站采取的是南瑞继保的 RCS9794A，本身自带以太网接口，其接口需要定制开发； PLC 厂家 南瑞继保PLC 型号 RCS9794A数量(套) 1所需硬件 无需所需软件InFusion Access 中的定制开发接口FSGateway图表 4-4 南瑞继保 RCS9794A 接口方案MES 信息化建设数据采集技术方案3.1.3 Triconex 涉及 Triconex 的 PLC 产品有以下几类：1） TS30003.1.3.1 TS3000Triconex 公司为 Invensys 的子公司，中国范围内的 400 多家用户
10、成功安装了 600 多套Triconex 安全和关键控制系统。一般来说，TS3000 系统是集成到某个 DCS 系统上，再通过 DCS 系统 OPC 服务器获取数据。如果，不通过 DCS 系统进行集成，需要增加通信模块 CM。而 CM 本身就提供 OPC Server。方案如下表格：PLC 厂家 TriconexPLC 型号 Triconex/TS3000数量(套) 4所需硬件 通信模块 CM 即可；所需软件 InFusion Access 中的FSGateway图表 4-5 TS3000 接口方案3.1.4 装车系统和地中衡 PLC装车系统和地中衡的 PLC 类型还没有确认，如果为主流 PL
11、C，InFusion Access 具有其接口软件；若为特殊 PLC， 可以定制开发接口；在本方案中统一称为其他 PLC；3.1.5 装车系统、地中衡装车系统和地中衡的， 可以利用 InFusion Access 定制开发接口；在本方案中统一称为其他PLC；3.1.6 原煤储运原煤储运提供 WINCC OPC 接口，不需要新增硬件；方案如下表格：接口类型 WINCC OPC数量(套) 1所需硬件 无所需软件 InFusion Access 中的FSGatewayMES 信息化建设数据采集技术方案3.1.7 空分汽机空分汽机所需数据通过 MODBUS 连接到空分压缩机的 TS3000 系统上，所
12、以不需要另配接口；3.1.8 液化气站液化气站所需数据通过 MODBUS 连接到化工 DCS 系统上，所以不需要另配接口；3.2 DCS 接口方案介绍本项目中涉及到 DCS 包括 ABB DCS（AC800F）和浙大中控 DCS（ECS700），采取 InFusion OPC服务器形式进行通讯，其双冗余典型结构如下：实数 据 采 集 服 务 器InFusionOPC服 务 器InFusionOPC冗 余 服 务器硬 件 防 火 墙DCS 控 制 网数 据 采 集 网受 限 网 络 层数 据 采 集 网 主 交 换 机MES网 主 交 换 机3.3 第三方系统接口方案介绍3.3.1 中央化验室接
13、口方案介绍中央化验室的系统业主还没有采购，根据英维斯以往经验，其应该位于企业网通常其接口示意图如下：MES 信息化建设数据采集技术方案实LIMS服 务器受 限 网 络 层MES网 主 交 换 机LIMS服 务器企 业 网英维斯在主交换机上预留端口，并需要开发与的数据库接口；3.3.2 ERP 接口方案介绍MES 采用金蝶 ERP 系统，由于此系统的涉及内容复杂，设计的确认节点晚于本采集系统实施时间，所以在本方案中只为其在主交换机上预留端口；具体的接口开发工作不在本方案范畴内。3.4 数据采集站设计根据 MES 集设计和管理要求，共设数据采集站 5 组（采取双冗余，共0 台数据采集站）；MES
14、系统数据采集系统分布表采集站名称安装位置 通讯形式接口 直接接入的系统 子系统 是否具备接口设备以太网，WINCC OPC Server 原煤储运 具备 以太网，接口需开发 甲醇装车系统 具备以太网，接口需开发 硫酸装车系统 具备以太网，接口需开发 地中衡 A 具备以太网，接口需开发 地中衡 B 具备1#物料采集站中控室机柜间以太网，接口需开发 地中衡 C 具备以太网 循环水泵房 具备以太网 加压泵房 具备以太网 给水预处理 不具备以太网 脱盐水处理 具备(需要确认)以太网 浓排水回用 具备2#公用采集站中控室机柜间以太网 污水处理 具备OPC 服务器 锅炉 DCS 系统（中控） 需要采购 O
15、PC 服务器以太网 除尘 PLC 系统(3 套) 不具备3#锅炉采集站锅炉控制室机柜间 OPC 服务器 脱硫 DCS 系统（中控）OPC 服务器MES 信息化建设数据采集技术方案以太网，接口需开发 南瑞综保系统 具备OPC 服务器 空分装置控制系统（ABB） 使用原来的调度机，只需购 买软件CM 卡 空分压缩机#1ITCC 空分汽轮机#1 需采购4#空分采集站空分控制室机柜间CM 卡 空分压缩机#2ITCC 空分汽轮机#2 需采购液化气站OPC 服务器 化工装置控制系统（ABB） 火炬系统使用原来的调度机，只需购买软件CM 卡 丙烯压缩机 需采购5#化工采集站中控室机柜间CM 卡 合成气压缩机
16、 需采购由于每个数据采集组都需要对多个 DCS/PLC 进行采集，所以需要配置 5 组三层交换机完成每组数据采集站与其组内 DCS/PLC 连接；3.5 MES 信息化系统总体框图和设计原则总体框图如下所示：图 4.6：MES 信息化系统总图MES 信息化建设数据采集技术方案如图 1 所示,将 MES 信息化的网络划分为四层结构 ,第一层为现场控制系统、智能仪表及子系统;第二层为 DCSSISPLC 控制网和数采网 ;第三层又称受限网络层,为企业的数据平台;第四层为企业网, 包含各种应用客户端、 ERP、LIMS 和生产指挥系统等；这样划分，可以真正实现企业信息的安全性、完整性和集成性；同时受
17、限网络层新增反病毒服务器，保证网络安全；MES 信息化建设数据采集技术方案MES 信息化建设数据采集技术方案4. 工程涉及到的软硬件清单4.1 网络图MES 信息化建设数据采集技术方案4.2 涉及的需要报价的软件序号 功能需求项 软件功能描述 数量 备注1 OPC Server for ABB DCS OPC 服务器软件 for ABB DCS 只需要购买 软件授权2 OPC Server for 浙大中控 DCS OPC 服务器软件 for 浙大中控 DCS 33 反病毒软件 Symantec AntiVirus anti-virus software 1考虑到系统隔离，需要在网内有一个反病
18、毒服务器4.3 涉及的需要报价的硬件清单序号 用途 品牌 单位 数量 规格网络设备1 以太网接 口模块 西门子 块 2 CP343-1 for S7-3002 机柜 4 2100*800*800，玻璃门，机框颜色 RAL70323 KVM 切换器 IBM 17231RX 套 4 8 路输入，1 路输出， 17LCD 显示器注：其他涉及到的软硬件由 INVENSYS 提供；MES 信息化建设数据采集技术方案5. 技术服务、工程服务项目及保证5.1 概述技术服务包括工程服务与现场服务。工程服务有接口开发、软硬件安装和调试、与 MES、LIMS等第三方系统接口开发和测试。5.2 需要报价的服务详细内
19、容 详细功能设计包括详细的网络图和布线图； 现场布线和数采网络、MES 网络搭建和测试； ABB/中控 OPC 安装和测试； 数据采集站搭建、安装和测试； 数据接口开发； 原煤储运、装车、地中衡数据接口开发； 与 MES 系统接口测试； 与企业网的连接和测试。注: 服务商须提供上述详细内容的分项报价以及提出项目进度估算5.3 设计联络召开设计联络会议的目的是及时协调接口设计，妥善解决技术问题和保证工程的顺利开展。1) 第一次设计联络会时间： 合同及技术协议签定后两周内地点： 现场内容：这是一次工程启动会议，供需双方应通过磋商对下列内容进行讨论和决定： 工程进度里程碑。 供需双方进行设计所需的互
20、提技术资料的清单。 卖方介绍系统初步设计方案，包括对系统软件、硬件的配置要求。 卖方提出为实现系统功能所需招标方提供的基础资料和过程信息数据清单（初步）。 协调应用软件集成商和硬件集成商提出硬件系统建设、以及系统软件配置的具体要求。 讨论其他系统接口。2) 第二次设计联络会议时间： 第一次设计联络会之后一个月地点： Invensys 北京办公室MES 信息化建设数据采集技术方案内容： 买方审查和批准卖方提交的设计需求分析说明及总体设计方案。 讨论和确认卖方拟采用的技术规程和技术标准。 讨论和确认卖方拟采用的硬件情况。3) 第三次设计联络会时间：试运行后的两个月地点：现场内容： 买方最后审查和确
21、认卖方的设计，即应用软件项目冻结。 讨论和确认系统上线问题解决及建议。 检查审核卖方初步完成的工程情况。 如有必要，参加会议的卖方人员考察工程现场，收集有关设计资料。 卖方提供并解释有关工厂检查和验收测试的规程标准、进度、项目、步骤和方法。 讨论和解决双方设计中遗留的技术问题。5.4 测试与验收5.4.1 验收5.4.1.1 现场验收系统安装、接线等工作完成后，卖方将派人员与英维思及业主人员共同进行系统检查，系统通电、软硬件安装，整个系统试运等工作。卖方与英维思及业主共同进行最终的系统现场验收测试。现场验收应参照验收程序及内容，由三方讨论确定。现场验收测试验证所供系统满足三方确认的功能设计说明
22、书规定的所有功能。最终系统测试结果达到系统技术规格书中的各项要求后，系统最终验收文件由三代表共同签署。MES 信息化建设数据采集技术方案6. 性能与质量保证6.1 性能保证6.1.1 性能保证卖方保证系统完整性和所有设备、部件是全新的，能完好工作。在保证期内，卖方保证免费更换发生故障的或有缺陷的部件和设备。用来更换的部件和设备是全新的。保证期为工艺装置开工后 12 个月或交货到中国后 18 个月，二者以先到期为限。6.1.2 备件系统无专用备件。6.2 质量保证6.2.1 系统质量和功能保证 卖方保证交付给买方及业主的系统功能完整、工程质量优质，交付后的系统整体性能稳定、可靠，满足 MES 信
23、息化的功能要求。6.2.2 系统软件成套及完整性保证卖方保证提供的所有软件产品具有成套性及完整性，保证为正版软件，包括必须的操作系统、应用系统。卖方保证提供的具有成套性及完整性，无论何时发现所提供内容与本工程要求中所描述的技术性能和系统完整功能所必须的缺项、漏项，卖方将无条件无偿补足。MES 信息化建设数据采集技术方案7. 项目文件清单7.1 工程设计文件资料卖方为本项目工程提供完整的中文工程设计文件资料纸质 8 份，电子文件(CAD 版)3 份，资料包括但不限于以下内容： 系统总说明书及配置图； 系统网络图、布线图； 功能设计文件； 应用软件资料； 接口源代码。7.2 应用手册文件卖方将为本
24、项目提供完整的中文或英文使用手册文件资料 8 份，电子文件 2 份，资料包括但不限于以下内容： 安装手册； 软件使用手册； 工程师手册； 系统维护手册； 其它必要的文件资料。7.3 中间文件资料中间文件资料、详细内容、交付期限及文件份数在工程条件会上确定。7.4 文件资料的文字所有文字资料将使用中国国家标准汉字(简化字) 或英文。7.5 文件资料的编号原则文档资料编号原则满足项目需求。MES 信息化建设数据采集技术方案MES 信息化建设数据采集技术方案8. 附件 1: 项目涉及所有软硬件清单8.1.1 软件清单序号 功能需求项 软件功能描述 数量 备注1 InFusion OPC Server
25、 for ABB DCS InFusion OPC 服务器软件for ABB DCS 2 InFusion OPC Server for 浙大中控 DCS InFusion OPC 服务器软件for 浙大中控 DCS 3脱硫 DCS 数据通讯量不大,所以其OPC 站不需要冗余3 InFusion Access PLC 数据采集 10原先数据采集中只包括了连接接口，没有包含接口程序4 TS3000 OPC server TS3000 OPC 服务器软件 45 反病毒软件 Symantec AntiVirus anti-virus software 1考虑到系统隔离，需要在网内有一个反病毒服务器8
26、.1.2 硬件清单序号 用途 品牌 单位 数量 规格网络设备1 防火墙CISCO ASA5510-BUN-K9台 3CISCO ASA5510-BUN-K9 防火墙网络吞吐量: 300 Mpps安全过滤带宽: 425Mbps8 个千兆以太网接口,1 个快速以太网接口,4 个千兆 SFP 接口用户数限制: 无用户数限制 控制端口: console 3DES/AES 许可证VPN 支持: 支持 电源: 100-240VAC,50/60Hz 2 MES 主交换机 CISCO 台 2 三层 24 电口 4 光口交换机数据采集网主交换机CISCO 台 2 三层 12 口光口交换机5数据采集交换机CISC
27、O 台 5 三层 10 电口 8 光口交换机MES 信息化建设数据采集技术方案序号 用途 品牌 单位 数量 规格6 光电转换 器 台 23 1 口光电转换器7 以太网接 口模块 西门子 块 2 CP343-1 for S7-3008 TS3000接口模块 Invensys 块 4 CM for TS3000服务器9浙大中控 DCS OPC 服务器台 3与浙大中控 DCS 操作站同等型号10 生产调度指挥 台 4 与 ABB DCS 操作站同等型号或客户指定 类型11 反病毒服务器 IBM3650-M2 台 1IBM System x3650CPU：2*Quad-Core Intel Xeon
28、E5530 2.4GHz内存：2GB (1x2GB), DDR3-800MHz硬盘：SAS 3*300GBRAID：RAID5网路适配器：集成网卡（包括2个千兆网口）内置CD/DVD驱动器: DVDRW硬件支持服务：3 年关键应用服务器售后服务，247，当日四小时现场服务电源：双电源 2*675W操作系统：Microsoft Windows 2008 Server (中文)标准版12数据采集服务器IBM3650-M2 台 7*IBM System x3650CPU：2*Quad-Core Intel Xeon E5530 2.4GHz内存：2GB (1x2GB), DDR3-800MHz硬盘：
29、SAS 3*300GBRAID：RAID5网路适配器：集成网卡（包括2个千兆网口）内置CD/DVD驱动器: DVDRW硬件支持服务：3 年关键应用服务器售后服务，247，当日四小时现场服务电源：双电源 2*675W操作系统：Microsoft Windows 2008 Server (中文)标准版13 调试工程师站MacBook Air MC966CH/A台 CPU：Intel Core i5 1.7GHz内存：4GB硬盘：256G 闪存操作系统：Mac OS X Lion其他1网线、光纤及附属设备套 参照网络图计算,四芯铠装电缆10000米,12芯700米,RJ45网线900米, 单模尾纤5
30、M ST-ST跳线 75对,150个法兰盘,42个终端盒，熔接点100*1.5=150个,RJ45接头 100个MES 信息化建设数据采集技术方案序号 用途 品牌 单位 数量 规格1 机柜 4 其中中控室配两个机柜,空分和锅炉机柜间各一个1 KVM 切换器 IBM 17231RX 套 4 8 路输入，1 路输出， 17LCD 显示器备注: 1. *MES 中已有三台数据采集服务器,所以此次只需采购 7 台; Invensys 将确认采用小型机代替三台服务器的软件授权的可行性；若可行，则数据采集服务器再少采购三台，购买一台容错服务器与项目的三台服务器替换使用；2. 原来 4 台做调度的操作员站作为化工 DCS 和空分 DCS 的冗余 OPC 服务器; 将调度指挥系统有原来的化工 DCS 系统转到 MES 系统，MES 系统增加相应的功能模块和硬件设备。3. 光纤计算中已考虑二期扩展余量；
