DCS中异构组态的桥接模块的设计与实现

王继东，徐伟强，李民，陈岚岚，符军平

(浙江中控技术股份有限公司，浙江 杭州 310053)

随着工控行业的发展以及软件技术的革新，用户逐渐有了监控界面Web化的需求。为应对该需求，浙江中控技术股份有限公司研发了1套基于Web前端技术的分散控制系统(DCS)监控软件，具有独立架构、数据库、画面和组态软件。

与传统DCS监控相比，Web监控安装使用方便，用户只需1台与Web服务器正常通信的工作站，通过浏览器方式即可登录查看，而无需像传统DCS监控软件那样，需要安装对应的监控客户端软件。基于前端技术的Web监控软件，图形库更加丰富，显示效果更好。而传统监控软件实时性更高，更加稳定可靠，因此2套架构在实际应用中都是必不可少的。

若现场同时使用DCS监控和Web监控，2套不同架构的数据格式，使用方式以及存储方法都不同。2套架构的组态数据需要工程人员针对现场要求使用各自的组态软件人工完成。

由于DCS的系统特性[1]，大型装置有几万个位号，上千幅流程图画面。在庞大的数据量规模下，如果2套组态数据均由工程人员人工完成，不仅需要翻倍的人力成本，出错率也大幅增加。还有一个问题就是2套数据同时修改，会出现异步更新，无法达到一侧组态修改，同步生效的效果。

针对上述情况，本文以ECS-700系统为例，设计并实现了DCS监控和Web监控之间的异构组态的桥接模块，仅需要修改传统DCS的组态数据，通过组态转换技术实现Web监控的同步修改与更新生效。

1 设计方案

DCS监控和Web监控的技术架构与工作方式不同，导致组态数据也存在很大的差异。以流程图为例，由于传统DCS监控的流程图从图元数量、显示效果以及图元动态与Web监控的流程图存在较大差别[2]，因此在转换的过程无法将传统DCS的流程图按同样结构平移转换到Web端[3]，而是要通过转换算法将流程图页面信息、图元信息、图元动态最大限度地转换到Web端，以达到同样的功能与显示效果。

Web监控的工作路径中包含组态和运行两个目录。组态目录对应于组态转换，运行目录对应于Web监控。桥接模块会将DCS监控的组态数据转换为Web监控的组态数据，并通过网络模块更新到Web监控的组态和运行目录中。桥接模块组态转换流程如图1所示。

图1 桥接模块组态转换流程示意

桥接模块主要分为组态转换和网络模块两部分。

工程人员修改传统DCS组态数据[4]，修改完成后请求组态发布，使修改后的数据在传统DCS监控中生效。在组态发布的同时触发组态转换模块，模块根据传统DCS监控的组态数据与前序数据进行差分比较[5]，将该次人工修改的组态数据整合后进行组态转换，转换为Web监控的组态数据。转换内容包括： 流程图、趋势画面、位号表以及用户权限等。

所有的转换操作都是在组态目录中完成。将结构性组态数据转为数据库文件加json文件，流程图转为json存档文件，保证Web端可识别。

转换完成后，组态转换模块通知网络模块完成该次组态转换，网络模块通过发出http消息通知Web监控需要更新组态数据。Web端收到消息后，拉取转换后的组态数据，更新到运行目录。这样就完成了一次组态转换以及数据同步动作。

上述过程可以看出，通过转换模块以及网络模块，可以保证工程人员只需要修改传统DCS组态数据，之后通过桥接模块的自动转换功能，将数据转换到Web端并更新，全程无需工程人员人工修改和数据一致性的确认，即可完成数据的同步工作，这样不仅保证了数据制作效率，同时也最大限度地保证了数据的可靠性与同步效率。

2 应用实例

目前该桥接模块已经应用到多个使用2套不同监控架构的现场[7]。结合某现场实际应用场景案例。

以传统DCS监控的一幅流程图为例，该图中包含了DCS监控的基本功能，例如系统示意图、实时数据显示等。应用了桥接模块进行转换，转换后的Web监控流程如图2所示。2套架构通过桥接模块转换后的流程图显示效果一致，不会出现因为架构差异导致2个流程图显示效果不一致的情况。

图2 Web监控流程示意

整个转换过程，将传统DCS组态数据转为了Web端可用的组态数据，针对数据量较大的组态数据采用差分处理的方式，保证了转换效率。并且整个过程是服务端在后台处理，转换目录与运行目录隔离，不会对运行期间的Web系统造成影响。该过程是快速、无扰的。该方案的应用打通了DCS与Web监控，保证了2套架构间的同步与一致性。

3 结束语

本文介绍了DCS中异构组态数据同步的解决方案，针对现场两种架构的组态数据制作工作量大，数据同步不可靠的问题，提出了可行的理论方案，并且以该公司的ECS-700系统[8]为例，结合实际的2套组态架构，阐述了具体的实施方案。

DCS中异构组态的桥接模块是一个集多个系统的组态、监控等功能于一体的解决方案。使用该方案进行组态管理，能够有效降低现场工程人员的数据制作压力，增加系统数据的可靠性，方便统一管理并提高系统的便捷性，提升2套架构的一体化效果。