力控工业监控组态软件

工业监控组态软件——力控ForceControl V6

概述：

力控6监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。

力控6在秉承力控5成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6面向. NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。 与力控早期产品相比，力控6产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。 主要指标：

方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量； 高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；

强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能； 支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；

强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；

全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；

企业信息化的有力平台 Internet时代的创举：

提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；

支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据；

WWW服务器端与客户端画面的数据高度同步，浏览器上看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同；

“瘦”客户端与WWW网络服务器的实时数据传输采用事件驱动机制、变化传输方式,因

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此通过Internet远程访问力控Web服务器，IE“瘦”客户端显示的监控数据具有更好的实时性；

WWW网络服务器面向.NET技术开发，易于使用ASP.NET等快速开发工具集成力控来构建企业信息门户；

强大的移动网络支持：

支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。

企业信息化的助力工具：

力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内；

国际化设计与支持：

面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证里多国语言版的快速支持与服务。

完整的网络冗余及软件容错解决方案

做为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式，可以适应对安全性要求比较高的工艺装置，解决了一般国内外软件在数据吞吐、安全性和容错性上的问题，使软件在大数据量吞吐、网络切换上得到了很大的提高，达到了国际水平；

力控软件支持控制设备冗余，支持普通的232、485、以太网等控制网络的冗余，支持控制硬件的软冗余切换和硬冗余切换；

力控软件的双机冗余的“心跳”链路可以采用多网配置来进行“心跳”数据传输，同时主、从机切换支持手动切换方式，客户端支持服务器的故障切换、网络切换； 由力控软件组成的主从热备机可以达到快速的切换，切换时间最小可以为2秒！

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图1

完整的网络冗余及软件容错解决方案 设备控制层

力控软件支持大型的PLC的冗余方式如SIEMENS公司的S7400H，GE的GE9070系列PLC的冗余模式，也支持专用的DCS控制站的冗余，若冗余的设备损坏或者通讯出现故障，软件会根据设备故障标识或者网络状态自动进行切换；

力控支持与控制站通过多条物理链路进行网络通讯，当其中任意一条网络中断时，力控会自动切换到其它网络通讯，保证了系统的稳定。

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图2

管理监控层

力控软件可以组成一个分布式的网络结构，不同节点的力控可以互相通讯，可以互为服务器和客户端，客户端有标准的C/S网络方式客户端，也有“瘦”客户端；

主、从服务器的切换可以是自动或手动2种方式，根据控制规模的大小可以配置客户端来保证操作人员监控、操作的需要，小规模的控制系统可以不需要配置客户端；

力控软件的标准客户端支持服务器、网络冗余方式，即主服务器因为故障，从服务器接管时，客户端能自动切换到从服务器上，同时也适应不同网段的多重网络的切换。

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图3

易于集成的图形开发系统

方便友好的开发环境、面向对象的设计，使组态工作量大大降低，用户可以打造自己的开发环境和操作风格；

单独的进程管理器管理力控所有的的后台进程，具备自诊断和自恢复功能；

预制图形模板、工程模板，提供上千种丰富的工业图形元素，支持多达几百种过度色和渐进色调色板，动画连接可以构成逼真强大的动画效果，可以提供多种工业标准的复合图形组件来完成过程的监控；

支持HMI图元的对象图层，通过脚本可灵活控制图元对象图层的显示与隐藏； 提供自定义图库开发工具，用户可以方便地生成自己的自定义图库； 支持大画面漫游功能、支持单机多屏和系统自定义菜单功能； 方便的变量管理，可以查找、批量替换、定位、重命名变量等；

可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作；

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图4

灵活、强大的报表解决方案

报表开发工具提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，比如利用报表函数可以在报表上同时显示实时数据和任意时刻的历史数据，并加以统计处理，例如取行平均、列平均，统计出最大最小值。

报表文件格式兼容Excel工作表文件，提供类Excel的绝大部分功能，包括：编辑功能、计算功能、图表功能等。

支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式： Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。 可实现多层表头，可以实现报表嵌套，可以制作复杂的报表格式。 具备打印、打印预览、页眉页脚打印功能，支持逐行打印。

报表数据源支持实时数据库和各种关系数据库，可显示、处理实时和历史数据，可直接遍历关系数据库数据。

提供灵活报表设计器，可以设计多套报表模板，方便报表制作。

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图5

强大的对象容器和组件 强大的ACTIVEX容器

全新的面向对象的设计， HMI的对象容器重新定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性。 支持力控OCX容器的事件型脚本功能，支持更多类型的OCX控件。

增强的SQL脚本：可根据SQL脚本函数返回值判断执行结果、支持模糊查询、支持时间类型字段的处理等。

全新的图形组件及图形库

强大的多媒体支持，播放各种格式的视频、音频文件，如Flash、幻灯片等，可以有效的集成视频监控；

复合的趋势曲线、XY曲线、报警、报表、总貌、温控曲线等组件，所有复合组件相比以前版本增加了大量的方法和属性，通过脚本可以在后台进行灵活的控制。 多功能图片显示组件可支持GIF透明动画、CAD图形等实用图形格式。

所有的标准的WINDOWS控件如文本输入、下拉框、列表框、复选框、多选按钮、起始时间、时间范围、历史追忆等都增加了大量的方法和属性。

大量的矢量子图如PID调节器、手操器等方便您构建控制工程。

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图6

灵活、强大的“脚本”编译系统 变量

支持间接寻址功能，系统内置间接变量、中间变量、数据库变量等多种变量方式； 系统变量可自动提取IO通讯状态，报警信息、系统时钟等； 函数及方法

强大的系统函数、友好的在线帮助，方便您快速构建SCADA系统； 内置的组件具备大量的方法和属性，在脚本环境中可任意调用； 支持自定义函数； 编译开发环境

面向对象设计的脚本编译环境，“所见即所得”，方便引用方法和变量； 类“Basic”的语言环境，提供面向对象编程方式；

脚本类型和触发方式多样，支持条件动作、数据变化动作、窗口动作、循环动作等； 脚本支持多种结构，支持数组运算和FOR循环结构；

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图7

报警与事件系统

软件在运行时可以自动记录系统状态变化、操作过程等重要事件，一旦发生事故，可就此作为分析事故原因的依据，为实现事故追忆，提供基础资料；

操作人员可以根据生产需要将生产重要画面、曲线实时抓拍并存放到本地保存； 报警和事件记录可以存放关系型数据库中，便于分析、查询和统计；

报警方式：

提供多种报警检查方式，使您轻松构建报警系统；

支持传统的声光报警，语音文件报警，支持操作人员报警确认管理机制；

支持GSM方式短信报警，生产出现问题的时候，通过移动网络可以将报警信息及时的发送到管理者的手机上；

支持电话语音报警、E-MIAL通知方式报警；

报警自诊断

支持内部自诊断、对IO通讯故障、网络通讯故障都可以进行报警提示

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图8

完善的用户安全管理：

力控提供了完备的安全保护机制，以保证生产过程的安全可靠，力控的用户管理具备多个级别，并可根据级别限制对重要工艺参数的修改，以有效避免生产过程中的误操作； 力控提供了安全区的概念，同级别，不同安全区的数据不可以互相操作，保证了数据的分布式的管理。

提供基于远程的用户管理，增加更多的用户级别及安全区，管理所有用户的远程登陆信息；

加密管理：

支持工程加密，用户可以通过加密琐自己定义工程密码，没有此加密锁任何非法用户无法侵入，保护了自己的工程结构； 操作事件：

可以详细的记录操作事件和系统事件，方便事故追忆；

开机自动运行设置、有效的屏蔽系统键盘，可以防止非法用户入侵；

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图9

高效的数据处理

高效能的实时历史数据库

软件内嵌分布式实时数据库，数据库是整个软件的核心，负责将采集的实时数据进行处理、发布；

分布在网络的实时数据库节点可以充当为IO通讯服务器、报警服务器、历史服务器等； 实时数据库完成历史数据的存储、归档，报警的检查，报警数据的存储等功能； 数据库具备强大的数据处理功能，丰富的参数类型，内置的多种功能块，可实现累计、统计、控制、线形化、PID控制、各种运算等功能；

数据库对数据按区域、单元、子单元管理，分为6层结构，方便数据的管理； 用户可根据实际需要自定义自己的各类数据库结构，方便对数据的管理和查找。

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良好的开放性与国际化 开放性：

软件为开放式体系结构，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、OLE DB XML、ActiveX等标准。 以OLE、COM/DCOM、动态链接库等多种形式提供外部访问接口，便于用户利用各种常用开发工具（如：VC++、VB等）进行深层的二次开发。 数据服务：

支持以串口、网络、MODEM、GPRS、CDMA等方式将数据主动上传及转发；

提供标准的ACTIVEX标准的开放控件，通过它，第三方开发工具（如：VC++、VB等）可以通过网络或本地方式可以来访问实时数据库的实时和历史数据；

力控软件是标准的OPC、DDE SERVER，第三方软件可遍历数据库的各种参数； 可以和常见的各种关系数据库如 SQL SERVER、ORACLE等进行数据交互。 通讯驱动接口：

提供串口对象，用户无须掌握高级编程就可以在编译环境下就可以写自己的设备驱动程序；

I/O驱动程序的体系结构为开放式结构，其接口部分源代码完全公开，用户可以自行开发新的驱动程序，可以提供SDK开发包。 国际化：

产品面向国际化设计，支持多语言环境 ，同时具有英文版、繁体版，在英国、荷兰、中亚、东南亚等很多国家都有力控?软件的应用实例。

力控基于互连网的解决方案 强大的企业信息门户---Web Server

力控可以为企业在创建基于Internet/Intranet的网络信息门户时提供完整的软件解

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决方案，即使您远离现场，通过企业的Intranet网络，您可以在任何一个科室的工作站上用标准的浏览器浏览工厂的生产过程；而通过Internet，无论在世界的任何地方，您都可以轻松地查看所有的生产信息，组织现场调度会议，或对操作人员和工程师进行培训。 网络客户端是一个完全的“瘦”客户端，客户端不需要特殊的驱动程序或支持软件，只需要使用标准的IE浏览器，也支持PDA掌上终端访问力控的WEB服务器。 Web页面与过程画面的高度同步

力控Web Server实现了服务器端与客户端画面的高度同步，在浏览器上可以同时浏览多个过程画面，看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同，数据采用变化传输的方式，与其它采用JAVA虚拟机进行通信的方式相比，由于减少了解释运行的环节，因而具有更快的运行与数据更新速度。 企业级Web服务器

力控Web Server专为构建企业级Web服务器而设计，具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性，力控Web Server支持多达500的客户端的同时访问。 完善的安全机制

力控Web Server提供完善的安全管理机制。只有授权的用户才能修改过程参数。使用力控Web Server时，管理员尽可安心，不必担心非法或未授权的修改。 开放性

采用Web Sevice技术，支持SOAP协议，支持IIS服务器发布，“瘦”客户端访问时会自动下载的远程支持数字签名的WEB控件，适合企业信息门户集成；

图11

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稳定的设备通讯平台---IO SERVER 强大方便的通讯解决方案

支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮巡拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM网络等方式和设备进行通讯；

开发环境下具备在线诊断设备通讯功能，可以动态的打开、关闭设备，通讯故障后具备自动恢复功能；

支持控制设备和控制网络冗余，控制设备进行切换时，通讯会自动切换；

支持多种协议的设备挂在一条通讯链路上与力控进行通讯，方便电台等远程通讯； 支持与设备采取主从、主主、从主等多种交互机制来进行通讯，比如对MODBUS标准协议设备，力控可以支持主与从2种方式与设备通讯；

可以和人机界面、实时数据库分离，充当通讯管理服务器；

可以采集带时间戳的数据，毫秒级数据采集速率，实现历史数据向实时数据库的回插功能，可以采集记录仪、录波器数据，支持SOE，完成事件监视。 支持的设备种类

支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯；也可以按照用户提出的通信协议和硬件接口，在较短时间内开发新的驱动程序。

图12

无所不在的移动通讯

灵活的“并发”的移动通讯处理

三维力控经过多年的开发和行业深入的应用，在石油、石化、楼宇IBMS、窑炉、真空炉等行业具备大量的行业图形控制组件，适合专用行业自动化软件工程的快速构建； 目前移动网络的普及为替代传统的拨号、电台提供了可能，力控软件利用移动网络在石

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油、水利、热网、能源、水厂等多个行业得到了广泛的应用，特点如下：

力控数据服务器只需要利用ADSL或者静态IP就对多个远程设备进行通讯，数据为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般国内组态软件将GPRS网络绑定虚拟串口以查询方式访问造成数据传输不稳定的隐患；

心跳维护周期可单独设置，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用； 所有设备的驱动程序支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备进行通讯，力控节点与其远程力控节点也可以进行移动通讯进行数据传输；

力控支持设备主动通过GPRS上传数据的方式进行数据传输； 支持移动APN专网固定IP等方式进行数据传输；

图13

力控在天然气、燃气SCADA系统应用

天然气、燃气生产指挥系统是以计算机自动控制为核心的燃气管网监控和数据采集系统，是典型的SCADA系统，主要完成对门站、调压站、计量站、加气站、公建商服计量站的运行状况的监测，由力控软件组成的燃气SCADA系统是由调度控制中心、远程终端装置、调压系统、通信系统、管理系统等组成，该系统的设计以分布式控制为基础，由力控软件通过电台和GPRS方式进行数据传送，从而完成对远程RTU的监控，为生产调度提供及时、准确和可靠的运行数据，并在燃气公司内部网上发布，供公司领导决策用，其任务是保证燃气系统的生产安全、可靠、平稳、高效和经济地运行，对提高调度管理的自动化、信息化，优化

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管理，降低运行成本，改善客户服务质量等方面起着重要作用。 典型应用：新奥燃气SCADA系统

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力控在石化DCS系统中应用：

随着组态软件的简单方便、通用性强，越来越多的DCS系统采用通用组态软件来替代传统的DCS专用操作站软件，同时PLC、PAC随着冗余、通讯网络的加强也越来被充当DCS控制站，三维力控的DCS专用版可以配合国外主流的控制器构成一体化的DCS系统，可以方便的进行快速的工程构建，完全可以适应DCS系统对软件的诸多要求，例如DCS控制站组态完成后，力控软件作为操作站软件可以和国外相应控制站软件配合做到工艺位号一次生成，简化组态过程，多年以来，力控的DCS专用版在炼油、化工、化肥、冶金等行业与国外DCS控制器进行系统配套都有成功的应用。

在某化工企业中，其中控制站采用HC900系统，力控DCS专用版通过冗余工业以太网与控制站通信，软件可以互相冗余，面对如此多的控制回路和复杂的工况条件，作为民族软件的先行者，力控软件出色的分布式的结构完全了适应了该系统DCS系统的要求，达到了替代国外同类型DCS软件的要求，为民族软件开创了一个新的局面。

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典型应用：山东久泰化工DCS控制系统

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力控在电厂DCS系统中的应用：

力控电力DCS专用版构成的电厂DCS系统可以完成150-300MW规模电厂系统的控制，系统可以包括锅炉、汽轮发电机组、除氧给水、减温减压等系统，可以完成数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、炉膛安全监控系统（FSS）、锅炉紧急停炉（MFT）等功能，可以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。

力控操作员站和DPU都将是冗余数据高速公路的一个站，且每一个操作员站将有独立的冗余通讯处理模件，分别与冗余的通讯总线相连，虽然操作员站的使用各有分工，但任何显示和控制功能均能在任一操作员站上完成，连接到数据通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不会导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的工作，通讯总线的故障不会引起机组跳闸或使DPU不能工作。

力控软件在该DCS系统中可以充当工程师站、操作员站、历史服务器站、报警服务器、事件服务器等，分布式的结构有效的保证了系统的稳定运行。 典型应用：山东华盛HPCS-3000电厂控制系统

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