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力控科技—— 管控 一体化解决之道!
综合管廊简介
综合管廊又称共同沟,是在城市地下建造一个隧道空间,将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。建设综合管廊系统能有效缓解城市发展与我国土地资源紧张的矛盾,对提高土地利用率、扩大城市生存发展空间具有重要的意义。
城市地下管线是城市运行的生命线,实现管线信息共享、实时监测、集中控制是地下管线管理的基本要求,对于城市安全和管线运行起到重要的作用,在城市化建设中起到推进作用。
综合管廊建设是一个系统性工程,不仅要设计合理的管舱,使得城市服务管道入廊,着重针对但不限于以下管道入廊:天然气管道、热力管道、给水管道、再生水管道、雨水管道、电力电缆、通信线缆、广播电视等。还要涵盖消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水等设施。将分散、分段的监管资源集中通过综合管廊实施和共享,实现管廊监控一个系统的融合局面,实现管廊监控系统的高度融合,真正实现共享管理、协同治理的格局。
综合管廊监控与报警系统是一个综合性非常强的管控系统。各子系统之间由于技术体系不一,采用的标准各异,不仅需要考虑环境与设备监控、通信联络、地理信息等需求,还要兼顾灾难事故预警、安全防范等方面对图像监控的需求,同时还需要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动,消除系统异构的信息孤岛问题。
针对综合管廊监控管理的特征,力控科技推出以ForceCon Platform软件平台为核心的监控管理解决方案。 通过监控与报警系统建设, 将三维地理信息、设备运行信息、环境信息、安全防范信息、视频图像、预警报警信号、管理信息等内容进行融合,建立统一的资源库,结合分布式实时历史数据库、预报警分析、大数据分析,全交换组网等优势技术为管廊监控的业务应用服务。
ForceCon Platform软件平台覆盖整个工业信息化领域, 通过分布式实时数据库的特点实现系统间的高效集成、级联及扩容,可为用户提供一个快速/高效的平台产品,满足各种工业信息化企业需求。
力控ForceCon平台产品以分布式实时数据库为核心搭建力控家族工业控制消息总线,并支持集成面向服务(SOA)系统架构的信息服务总线。消息总线和服务总线提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制,实现整个系统间的安全高效的数据通信和应用集成。贯穿整个企业信息化业务,可以自由构建不同规模的应用,实现从底层工业现场控制、到生产调度中心及上层信息化管理业务系统的融合。
综合管廊监控与报警系统设计过程遵循行业相关标准规范,符合便易性与可靠性兼顾原则、先进性与实用性兼顾原则、信息共享与互联互通原则、整体考虑与协同配合原则。 管廊监控系统从实际需求出发,形成了长远规划设计,逐步落实建设,深入融合应用,实现管廊系统可持续建设路线,为保障管廊监控的发展应用,指明了方向。
综合管廊附属设施系统包括消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统、标识系统、监控与报警系统。
综合管廊监控系统为综合管理系统,可分为通信系统、综合监控系统、环境监测系统、火灾检测和报警系统、视频监控系统、IP 电话系统、入侵检测系统以及监控中心计算机系统等。
通信系统实现管廊内部各系统与监控中心系统之间的通信传输,每个防火分区监控机箱中布设工业级交换机、光终端设备,多个防火分区组建光纤自愈环网。
设备综合监控以PLC可编程逻辑控制器为核心,对管廊内通风设备、排水泵、电气设备等进行状态监测和控制,接入管廊内风机、防烟防火阀、管廊内部照明、浮球开关、水泵设备、防火门、液压井盖等设备。可就地自动和手动以及远程控制。
环境监测系统实现对综合管廊全域内环境参数和状态全程监控,包含气体监测和温湿度监测,其中气体监测包含有害气体监测(H 2 S、CO、CH 4)、 氧气含量监测以及易燃气体监测。 分别对合建舱和燃气舱等舱室进行监测。气体、温湿度探测器连接至本分区的PLC设备采集模块,有害气体含量超标或者氧气含量过低时,系统声光报警,提醒监控中心工作人员采取相关措施。
火灾检测采用分布式光纤测温技术对综合管廊合建舱内部电力电缆桥架和管廊环境温度进行在线监测,对燃气舱内部管廊环境温度进行在线监测。光纤测温主机通过RJ45接口采用阻燃网线连接监控机箱中的工业级交换机,与监控中心火灾工作站及火灾报警控制主机连接。当发生温度异常或火灾时,光纤测温主机将实时温度、火灾发生位置、火灾报警信号输出至信息化监控管理平台及火灾报警系统,由火灾报警系统完成相应的消防联动。
火灾报警系统能够接收火灾检测信号或者手动火灾报警按钮的报警信号,在综合管廊内部及监控中心进行声光报警, 系统同时在监控中心进行声光报警,警示工作人员。支持自动控制/手动控制,支持通过操作按钮启停相关报警设备和消防设备,通过监控平台进行消防联动,如启动风机进行排烟,启动气体灭火装置等。
视频监控系统实现视频实时监测,录像查询等管理应用功能,监测范围覆盖管廊内所有重要节点,包括:人员出入口、投料口、通风口、引出段等,摄像机采用红外监控技术, 能够在无光照条件下清楚显示现场画面,监控中心系统采用集中存储设备进行高清录像存储。
IP电话系统实现监控中心与现场语音通话,在监控中心内设置IP 电话系统工作站、声光报警器、IP 网络寻呼话筒,每个防火分区布设IP 电话终端,IP 电话系统工作站连接报警器控制盒和声光报警器, 对前端报警信号进行响应,同时负责对 IP 电话系统的管理,并提供软件操作。
入侵检测系统实现重要位置的人员入侵检测和报警功能,在监控中心控制室机房布设入侵报警主机,在人员出入口、投料口、机械/自然通风口等重要位置布设红外入侵探测器,当产生人员入侵情况时,设备接收到的红外辐射电平变化,产生报警状态并上传,驱动报警响应。
综合管廊监控管理系统为分层架构,主要由物理层、数据层、应用层、展示层构成,配合传输网络组成一个完整的多级联网系统。
其中各层功能说明如下:
硬件物理层:各部分设备通过标准通信接口连接,实现数据的基本传输功能,各设备基于自身设计,实现基本处理功能。
数据层:在数据层, 将视频、监测数据、报警信号、设备信息、地理信息等进行结构化融合,将共性资源进行关联, 实现对综合管廊所有业务系统监控数据的汇总,同时对重要数据进行存储。
应用层: 包括了视频监控部分、地理信息部分、预警报警、环境监控等业务应用, 在应用层要对专业管线单位提供通信接口, 以实现信息的共享和联动。 结合不同的侧重和部门划分,具有不同的治理特点和监管手段,系统按照业务划分,体现管廊监控协同和精细化管理。
展示层: 在展示层, 将应用层的处理结果通过操作界面展示给工作人员,同时为其提供人机操作入口。
管廊信息标准化规范体系、政策法规、人才队伍、资金保障,保障系统的规范化和安全管理。管廊信息运维管理体系,保障系统的可靠运行。
监控系统拓扑结构
综合管廊监控与报警系统整体网络拓扑结构如下图所示:
实时服务器:配置SCADA平台软件,冗余部署,负责接入综合管廊内所有业务数据,实现数据汇聚、实时处理、数据定向转发等功能。
历史库服务器: 配置企业级实时历史数据库,冗余部署,负责海量历史数据归档, 接收实时服务器传输的数据,根据设定的压缩方式进行压缩归档,为监控客户端提供历史数据查询服务,连接磁盘阵列主机,集中存储。
应用服务器:应用服务器配置各业务系统软件,负责所有业务系统的数据汇总处理、数据汇总分析。各业务系统的业务联动需利用中心平台软件。
视频服务器:设置流媒体服务器、视频管理服务器。流媒体服务器负责调取和转发实时查看视频数据、历史视频数据。视频管理服务器安装视频管理软件,对所有视频实现统一管理,含视频的调取、查看、显示、存储管理等。安装图形拼接控制软件,对所有业务工作站的界面在拼接屏上的拼接显示进行管理,负责分配各个工作站的显示单元、显示时间等。
关系库服务器: 各个系统将需要存储的操作数据、业务数据传输至关系库服务器,关系库服务器对所有关系型数据进行存储管理。数据库服务器配置 HBA 卡,连接磁盘阵列主机,集中存储。
磁盘阵列主机: 磁盘阵列主机连接历史库服务器、关系库服务器,负责存储所有操作数据、业务数据。
工业安全隔离网关: 综合管廊监控系统与城市管理相关业务系统进行数据交互时的边界防护装置,硬件平台采用安全的物理隔离2+1系统架构,由内网主机系统、外网主机系统、隔离交换系统三部分组成。隔离交换系统基于PSL技术及相应的隔离加密电路,不受主机系统控制,独立完成应用数据的封包、摆渡、拆包,从而实现内外网之间的数据隔离交换。
监测工作站:包括环境监测工作站、火灾检测和报警工作站、视频工作站、综合监控工作站、IP电话工作站。监控中心管理人员通过各工作站监控子系统运行状态,下达控制指令,异常情况处理以及执行其他操作。
监控中心计算机系统即统一监控管理平台,对各个子系统接入集成,具有综合的数据通信、信息采集和综合处理能力。融合三维可视化技术、实时数据处理技术、通讯自动调度技术、网络安全防护技术、 工业报警大数据分析与优化技术 ,构建统一的监控管理综合信息平台,实现各管线监控系统的联通和各管线单位监控平台的联通,以及考虑城市市政基础设备地理信息系统联通等。ForceCon平台具有先进的技术构架,具有可靠性、容错性、易维护性和可扩展性。
平台产品以分布式实时数据库为核心搭建力控家族工业控制消息总线,并支持集成面向服务(SOA)系统架构的信息服务总线。消息总线和服务总线提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制,实现整个系统间的安全高效的数据通信和应用集成。贯穿整个企业信息化业务,可以自由构建不同规模的应用,实现从底层工业现场控制(小型场站系统、嵌入式HMI)、到生产调度指挥管理(SCADA)及上层信息化管理(MES、ERP)的融合。
平台产品软件架构图如下说明:
SCADA平台组态软件eForceConV5.0
本系统SCADA采用力控SCADA平台软件eForceCon V5.0,该平台是以分布式区域实时数据库为核心,分布式实时数据库技术可以保证生产数据精确输出并完成可视化,实时数据库无限的分层结构可使大型企业信息尽收眼底。力控SCADA平台组态软件具有灵活的系统应用架构,可以自由构建不同规模的应用,满足用户对企业信息化的多样性要求,用户在此基础上可以灵活的构建适合企业应用的解决方案。
eForceCon具备分布式的数据源管理模式,可视化人机交互界面无需编程,直接通过远程数据源的组态方式就能与远程数据库进行信息交互,完成生产监控、查询、曲线分析等各项功能。
SCADA平台功能特性如下说明:
-支持以分布式实时数据库为系统核心的一体化软件平台,具备开放、集成、面向对象的开发环境,系统开发人员可方便使用。
-支持客户端/服务器(C/S)和B/S(瘦网络客户端)架构,不同网络节点以分布式的数据源管理方式来进行信息交互。
-具备软冗余、硬冗余及双工热备冗余模式。
-具备稳定、灵活架构及扩展能力,可支持超过万点的通讯点数,灵活可靠,易于扩展, 客户端的添加不影响整体系统的性能,
-具有完整的报警管理能力, 支持ISA18.2的报警标准,可支持多级报警管理、声光等报警输出以及参数在线调整等功能。
-提供部署服务器,可管理、编辑、监控远程节点工程及平台状态。
-可提供编程语言供用户使用,支持用户自定义函数的开发。
-支持用户自定义功能和二次开发组件,可以集成第三方插件及可执行程序。
-支持大分辨率的窗口图形显示,提供基于面向对象的模板化的可视化开发工具。
-支持将C/S客户端完整发布到Web上,Web容器支持第三方插件发布。
-软件开发出的工程应具备项目文件备份功能,并且应支持工程文件口令保护。
-支持使用用户,权限,优先级,安全区的方式为用户提供安全验证。
企业级实时历史数据库pSpace6.1
本系统需要记录大量的具有时间特征的监控数据,针对数据的读取、归档、查询和分析做综合展示,本项目采用不依赖于任何关系数据库的实时历史数据库软件。企业级实时历史数据库软件运行于数据库服务器,数据库服务器可根据要求设定集群冗余(磁盘阵列),实时历史库软件支持集群冗余方式。
实时数据库系统软件实现实时采集生产过程装置数据并连续进行存储并统计,数据在存储时根据每个数据点设定的压缩比参数进行存储。该软件可对(系统项目)实现网络化的生产监视和数据分析,使(系统项目)能够实时掌握下属生产企业的安全生产状况。
力控企业级实时数据库pSpace是一个高性能、高吞吐能力、可靠性强、跨平台的实时/历史数据库系统,可以用于采集、压缩、存储、加工、分析等任何带有时间特性的生产信息,pSpace提供全系列的工业通讯接口及ERP业务接口,实现生产监控到调度管理的完美整合。能极大地提高企业的智能化及决策的精度和速度。
多平台的支持能力 可运行于Windows 以及 RedHat 、 Ubuntu 、 CentOS 等多种 Linux 操作系统 。
企业级实时历史数据库pSpace产品特性与指标
支持在线连续存储,并达到30万条记录/秒的存储速度。
企业级实时历史数据库单台服务器应可以支持100万点的数据点。
数据压缩率可高达40:1(50:1);
数据库单客户端单点查询速度20万条记录/秒。
实时历史数据库1000个客户端并发查询,每秒应可达2万条记录。
实时库应稳定支持256客户端并发查询。
工业报警管理平台FAlarm
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报警管理是生产调度管理的重要组成,调度中心将通过通信系统与各个工艺场站的站控系统互联,从而进行数据采集与监控,并实现输气调度、设备运行优化、计量管理、管道模拟等任务。监控中心的操作人员通过系统所提供的管线压力、温度、流量、设备运行状态等信息实现生产现场的报警管理,并可以与其他业务系统联动,实现对管道全线及场站的运行监控和管理。
力控工业智能报警平台FAlarm可适用于多层监控系统的报警集中管理,采集模块负责报警的采集可支持各类SCADA、DCS、关系数据库等报警数据的接入,支持基于标准OPCAE、OPCUA的报警数据采集。中心模块负责报警的处理、存储、发布、显示等功能,提供直观的报警查询分析功能,有效的提供报警管理的改进方案,辅助企业实现自底层现场到生产调度的报警集中管理。
报警系统 设计
强大的分布式报警、事件处理,支持ISA18.2标准,可以单独设立报警服务器,独立管理报警的通知与存储。
采用树形结构的区域报警和报警组对象的组合管理方式,支持精确定位报警信息,方便查找与管理;
客户端能显示和确认来自分布式网络上任何服务器上的实时报警;
支持网络报警及操作事件的数据断线存储,并具备自动恢复功能;
支持工业现场报警雪崩处理,方便响应大型系统异常及紧急情况;
支持千万条级别报警记录存储,并方便网络查询;
支持报警处置与评论,并可根据业务形成报警知识库
支持高达10个条件报警判断(H5、H4、H3、HH、HI、LO、LL、L3、L4、L5);
支持的报警类型有限值报警,偏差报警,变化率报警,开关量报警。可设置十种限值报警,报警支持1-9999种优先级,报警可分0-99组,每个报警点可设置最多10个报警标签。
报警显示与查询
可视化报警的管理组件接收发生的报警信息,可将发生报警的点,数值,报警类型等信息及时输出,主要功能包括:
支持实现对测点、区域、类型、级别的统计查询,用户可根据查询条件设定统计规则,内置脚本函数也可实现统计查询功能。
支持自定义的报警显示扩展与调整,按照报警类别、时间、标签可方便分类,支持脚本在后台动态控制。
根据任意数据项作为索引来过滤和分类报警信息,可查询任一单元、任一时间段内、任一报警级别和类别的历史报警信息的检索。
支持查询窗口带有内置滚动条、可调大小的显示列、多项报警选择、更新的状态栏、动态显示类型以及报警优先级显示颜色。
支持根据用户需求设定,能够实现按照发生时间、报警等级的顺序自上而下显示。
支持用颜色变化、声音、闪烁区别,每一种级别的报警都可设定指定颜色界面和声音提示,报警声音可根据需要进行调节和屏蔽。
报警输出
报警通知支持多媒体语音、视频、文本语音转换、邮件和短信等实时方式的报警通知与输出。
支持将报警信息转储到第三方数据库系统,提供对外的报警查询接口,方便与第三方软件进行调用。
智能生产信息门户集成平台FinforWorx
系统采用力控智能生产信息门户集成平台FinforWorx搭建企业的管理平台,该平台为企业提供生产动态管理驾驶舱、实时决策调度、设备动态管理、生产预警、能源管理等生产应用来持续不断的改善生产过程,以达到改善企业生产管理的目的。
力控智能生产信息门户集成平台完全是模块化设计,提供基础的工厂数据建模和各类丰富的分析组件,该平台可分为采集层、数据层、web服务层、web前端等,从而为企业智能制造的动态生产管理提供数据分析、诊断、展示的门户平台。针对节能降耗领域的管控中心建设可提供横向和纵向能源分析、能源诊断、能源审计、能源设备诊断等管理功能。
智能生产信息门户集成平台功能包括:
生产设备管理:包括:生产装置管理、设备台账管理、设备运行管理、设备维护管理等。
计量器具管理:包括:计量器具台账、计量器具检定管理等。
生产计划管理:包括:产品产能管理、计划排产管理等。
生产报表管理:包括:生产报表模板、生产日报、月报、季报、年报、生产完成情况统计报表等。
生产调度管理:包括:生产异常情况管理、交接班日志管理、调度日志管理等。
能源管理:包括:能源计量设备管理、能源计划、实绩、成本,及能源统计分析等。
生产过程监控,包括:生产工艺流程图、能流图等。
关键的绩效指标KPI展示、统计过程控制分析SPC等。
设备运行效率OEE管理等。
生产调度计算平台Fycber
本系统需要通过实时历史数据库及计算引擎可实现系统的生产调度分析(如排程、预测等)。通过力控实时历史数据库提供的海量数据源与计算引擎的多种优化算法相结合,能够实现在线优化全厂过程自动化系统,保证全厂装置在实际生产过程中达到优化调度、节能降耗的作用。
力控计算引擎Fcyber基于node.js脚本引擎结合灵活的编程语言,实现海量数据的统计分析、关系数据库交互以及第三方用户自定义库封装调用等功能。结合力控企业级实时历史数据库pSpace、以及离线仿真平台,可实现从采集、数据处理、数据模型建立、控制策略到全厂综合自动化在线优化,进而可将企业领导者的经营决策、生产管理和调度信息落实至全厂装置的实际生产过程中,达到统计分析、优化调度、节能降耗的作用。
计算引擎功能说明:
工程管理
支持工程任务的创建、删除、修改
支持配置多任务,支持多任务的并行执行
支持工程备份、导入/导出
支持工程加密
任务管理
支持任务的编辑、调试
支持模板功能
任务运行状态、结果监控
脚本编辑器
支持js脚本
支持复制、粘贴、撤销
支持高亮、语法检测、提示联想
支持任务代码配置调试、运行调试
函数
支持pSpace函数
支持各类关系数据库操作函数
支持自定义函数
支持第三方算法调用
Node.js原生支持函数
工业安全隔离网关pSafetyLink
为了防范黑客及恶意代码等对底层生产网络的攻击侵害及由此引发的生产事故,保障生产系统的安全稳定运行,需要建立生产系统安全防护体系,系统安全防护工作应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则,保障底层生产系统的安全。因此在保障生产系统的可靠和安全运行上,提供两款工业级防护产品以供客户根据现场实际情况选择,一种是利用工业网络安全防护装置的双系统,单项隔离传输功能,将病毒及网络恶意行为彻底隔离在外网,做到最大限度的安全防护。另一种是使用白名单的默认禁止机制,为网络进行逻辑的边界隔离。
力控pSafetyLink是专为工业网络应用设计的防护设施,用于解决工业SCADA控制网络如何安全接入信息网络(外网)的问题。它与防火墙等网络安全设备本质不同的地方是它阻断网络的直接连接,只完成特定工业应用数据的交换。由于没有了网络的连接,攻击就没有了载体,如同网络的物理隔离。由于目前的安全技术,无论防火墙、UTM等防护系统都不能保证攻击的一定阻断,入侵检测等监控系统也不能保证入侵行为完全捕获,所以最安全的方式就是物理的分开。
最高级别安全设备
安全隔离网关是目前最高级别的安全防护设备,用于进行特别重要的区域安全隔离,我们的设备采用硬件加软件的多重技术保障区域间的物理隔离。
测点级访问控制
安全隔离网关支持测点级的访问控制,可以根据具体到点的读、写、可见、不可见、进行控制,杜绝误操作、提高了数据和控制的管理粒度。
安全隔离技术
截断TCP连接的方法,彻底割断穿透性的TCP连接,内部采用高位加密技术进行传输数据的保护。
内核安全技术
基于Linux裁剪优化后的嵌入式内核,裁剪其它所有无关的网络服务、系统功能,屏蔽了无关端口,进一步提高了系统安全性和抗攻击能力。
自检测自恢复
安全隔离网闸内嵌的高性能工业通信软件提供完善的系统在线自诊断、故障自动恢复、看门狗(软件名称)管理等系统功能。
可靠身份认证
自带专用配置工具,专用配置工具具有身份权限的签名认证识别和构建高位加密的管理传输通道,保障了设备的自身登录安全性。
高可靠硬件设计
在 PCB 电路板的设计中,加有线性稳压及滤波装置,并严格按照 EDA 对高频电路设计的要求,设计了单独的电源层与地层,进一步保证了整个板上电源的稳定性。硬件模块都采用电子式长寿命设计,设计遵循分布均匀、布局合理的原则,风扇处增加了防护罩,而且紧靠散热源,起过滤作用,避免灰尘和湿气;通过增加专用转接板,起到了更好的加固和抗震作用;
为了有效消除各监控子系统间的信息孤岛,平台支持门户集成、应用集成、通信集成、数据集成、安全集成和管理集成。
门户集成: 实现各子系统系统在统一门户上的集成化统一管理;
应用集成:基于网络架构、三维导航展示,系统之间的信息交换和共享,并对集成信息进行综合应用;
通信集成:利用先进的通讯技术,丰富的驱动库,在各个前端采集设备与平台之间使用标准/非标接口,进行采集和控制信息交换。提供标准数据转发协议,为业务管理系统信息交换提供支持。
数据集成:通过对多系统数据采集和分析,可以实现系统之间的数据关联和集成共享。
安全集成:建立统一的权限管理体系,通过统一组织结构及权限模型的开发实施,提供统一组织结构管理、用户管理、操作权限、页面配置权限、身份认证及单点登录、安全审计与责任认定、统一门户管理功能等,为各系统提供完善的安全支撑。
管理集成:通过统一的管理平台实现对各系统的管理,包括对设备和软件的注册、配置、维护和更新。
力 控科技——工业IT的先锋!
始建于90年代初的力控科技,已发展成为以北京力控元通科技有限公司为核心的集团型企业。 力控科技 立足于 以信息化促进自动化,提供管控一体化解决之道,提供成熟的工业自动化与信息化平台工具及解决方案 。
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