1. Einleitung. Verteilte Steuerungssysteme (DCS) sind eine Steuerungstechnik, die Computertechnologie zur zentralen Überwachung, Steuerung und Verwaltung von Produktionsprozessen nutzt. Mit der Weiterentwicklung der Computertechnologie hat sich DCS als relativ fortschrittliche Steuerungstechnik in verschiedenen Ingenieursbereichen wie Energiewirtschaft, Kältetechnik, Chemie, Maschinenbau und Verkehrsmanagement etabliert. Aufgrund der notwendigen Kommunikation zwischen zahlreichen Steuergeräten und Prozessüberwachungsgeräten gewinnen Überwachungs- und Datenerfassungssysteme in DCS zunehmend an Bedeutung, was zu einem weit verbreiteten Einsatz von Konfigurationssoftware führt. Derzeit sind viele verschiedene Konfigurationssoftware-Lösungen auf dem Markt erhältlich, deren Qualität stark variiert. Für die Softwarekonfiguration des Echtzeit-Überwachungssystems für den Schichtleiter eines Wärmekraftwerks wählten wir die Konfigurationssoftware Kingview 6.02 der Beijing Asia Control Technology Co., Ltd. Die Automatisierungskonfigurationssoftware Kingview 6.02 und industrielle Steuerungs-I/O-Karten von Advantech (PCL-813B, 32-Kanal-Single-Ended-A/D-Karte mit Isolation) werden zur Datenerfassung, Datenverarbeitung und Echtzeitüberwachung eingesetzt. 2. Technische Anforderungen : Das Echtzeitüberwachungssystem für den Schichtleiter eines Wärmekraftwerks ist ein Echtzeit-Datenerfassungs- und Überwachungssystem. Es bildet den Betriebszustand aller Hauptanlagen des Wärmekraftwerks (Kessel, Turbine und Generator) ab und überwacht und steuert die Produktionsanlagen effektiv. Dadurch wird ein sichererer, zuverlässigerer und wirtschaftlicherer Betrieb des Kraftwerks ermöglicht und die Schichtleiter bei der rationalen und effizienten Steuerung des gesamten Strom- und Fernwärmenetzes unterstützt. Die Einrichtung eines stabilen und zuverlässigen Echtzeitüberwachungssystems ist daher von großer Bedeutung. Das einzurichtende Computerüberwachungssystem muss zunächst wichtige Echtzeitdaten von jedem Kessel, jeder Turbine und jedem Generator erfassen. Nach der Verarbeitung kann es verschiedene Funktionen wie Datenakkumulation, Alarmierung und Berichterstellung realisieren. Die wichtigsten Signalparameter, die vom Gesamtsystem erfasst und überwacht werden müssen, umfassen: (1) Dampfdurchfluss, Druck und Temperatur jedes Kessels; (2) Dampfeintritts- und -austrittsdurchfluss, Druck und Temperatur jeder Dampfturbine; (3) Eigen- und Fremdleistung jedes Generators. 3 Entwicklung des Überwachungssystems 3.1 Systemzusammensetzung 3.1.1 Einführung in die Konfigurationssoftware Kingview 6.02 Kingview ist eine Konfigurationssoftware für Windows 98/NT/2000. Benutzer können damit schnell ein Überwachungssystem auf einem Host-Computer erstellen und einrichten. Es ermöglicht die einfache Einrichtung eines Datenerfassungssystems, das den individuellen Anforderungen entspricht, und die bedarfsgerechte Echtzeitübertragung von der Produktionsanlage an die Leitwarte. So wird ein reibungsloser Informationsfluss zwischen Bedienern und Mitarbeitern in der Produktionsanlage gewährleistet. Anlagenbediener und Werksleiter können verschiedene Daten einsehen. Um Echtzeit- und historische Daten zu erhalten, müssen die Betriebsabläufe in der Produktionsanlage nicht mehr vor Ort sein, was die Steuerung optimiert und die Arbeitsproduktivität steigert. Kingview 6.02 bietet Anwendern eine Betriebsplattform für Konfigurationsarbeiten – von der Gerätesteuerung über die Datenerfassung und -verarbeitung bis hin zur Prozesssteuerung, Animationsdarstellung und Berichtserstellung. Es zeichnet sich durch Multitasking- und Multithreading-Fähigkeiten aus. Das Systemframework ist in VC++ programmiert und bietet umfangreiche Gerätetreiberkomponenten sowie eine Vielzahl grafischer Elemente. Anwender können den Funktionsumfang des Systems jederzeit an ihre Bedürfnisse anpassen. 3.1.2 Einführung in Advantech Industrie-PCs: Advantech, ein führender internationaler Hersteller von Automatisierungslösungen, bietet professionelle Plattformen für die industrielle Automatisierung und maximiert so die Effizienz von Produktionsprozessen und die Informationsintegration im Industriebereich. Das Produktportfolio umfasst industrietaugliche Computerhosts, CPU-Karten, Netzteile und verschiedene industrietaugliche Daten-I/O-Module und deckt damit im Wesentlichen den gesamten Bereich der industriellen Steuerung ab. In diesem Projekt wird der Advantech P3 Industrie-Host PCL-813B mit 32 isolierten Single-Ended-A/D-Wandlerkarten verwendet. 3.2 Systementwicklungsprozess 3.2.1 Erstellung grafischer Oberflächen Basierend auf den Anforderungen des Produktionsbetriebs wurden die erforderlichen Oberflächen erstellt, die miteinander verbundene statische oder dynamische grafische Objekte auf jeder Oberfläche generieren. Die Oberflächen umfassen Schaltflächen und Menüs mit bestimmten Funktionen, Echtzeit-Trendkurven, historische Trendkurven, Alarmanzeigen usw. Zu den Hauptoberflächen gehören: die Hauptoberfläche, die Übersichtsoberfläche (für die kumulative Auswertung) und die wichtigsten historischen Kurven der drei Haupthosts. 3.2.2 Datenbankaufbau Die Datenbank ist der Kern der Konfigurationssoftware Kingview 6.02. Während des Betriebs von TOUCHVEW enthält sie die aktuellen Werte aller Datenvariablen. Die Sammlung von Datenvariablen wird als „Datenwörterbuch“ bezeichnet. Der Variablenname und der Variablentyp jeder Datenvariablen werden im Datenwörterbuch definiert. Kingview 6.02 bietet außerdem häufig verwendete Datenfunktionen sowie Module für arithmetische und logische Operationen. Die Befehlssprache ist in C geschrieben, um Berechnungen mit Datenvariablen durchzuführen und entsprechende Datenberichte zu generieren. 3.2.3 Ausführen und Debuggen Während der Entwicklung kann die Echtzeit-Laufzeitumgebung TOUCHVEW zum Ausführen und Debuggen der im Bildschirmproduktionssystem erstellten Animationsgrafiken verwendet werden. 3.3 Systemfunktionsimplementierung 3.3.1 Datenerfassung und Datenbankaufbau Der Datenaustausch mit der peripheren I/O-Datenerfassungshardware erfolgt über den Gerätetreiber. Die Datenabtastperiode beträgt 500 ms, und die erfassten Daten werden periodisch gespeichert, um eine Datenbank mit einer Speicherdauer von 1000 ms zu erstellen. 3.3.2 Hauptbildschirm (1) Hauptbildschirm. Zeigt den gesamten Prozessablauf des Wärmekraftwerks und die Messwerte der wichtigsten Parameter der drei Haupteinheiten in Echtzeit an. Siehe Abbildung 1. (2) Übersichtsbildschirm. Zeigt die kumulierten Werte der Hauptparameter (Dampfstrom, Stromstärke). Siehe Abbildung 2. (3) Verlaufskurve: Die Verlaufskurve stellt die historischen Veränderungen der Datenvariablen dar. Der Schichtleiter kann die Verlaufskurve der Variablen für jeden beliebigen Zeitraum über verschiedene Abfrageschaltflächen auf der Benutzeroberfläche abrufen. Insbesondere kann es den Wert eines Parameters zu einem bestimmten Zeitpunkt präzise abfragen. Siehe Abbildung 3.3.3 Berichtssystem: Es wurde ein Datenberichtsystem eingerichtet und ein Menü zur Abfrage von Datenberichten entwickelt. Über das Berichtsmenü können Berichte für jedes beliebige vergangene Datum abgerufen werden. Zudem wurden Druck- und weitere Funktionen für die Berichte implementiert. Siehe Abbildung 4. 4. Fazit: Nach mehr als einem halben Jahr Betrieb erfüllt das Überwachungssystem die Produktionsanforderungen des Schichtleiters des Wärmekraftwerks. Da das System die Hauptparameter der drei Haupteinheiten des Wärmekraftwerks erfasst, leistet es gleichzeitig einen wertvollen Beitrag zur Produktionsplanung, Sicherheit, Bewertung und anderen Aspekten des gesamten Kraftwerks. Das mit Kingview 6.02 konfigurierte übergeordnete Rechner-Überwachungssystem zeichnet sich durch eine benutzerfreundliche Oberfläche, einen stabilen Betrieb und einfache Bedienung aus. In der industriellen Steuerungstechnik ist die Verwendung der Kingview-Konfigurationssoftware für das übergeordnete Rechner-Überwachungssystem eine komfortable und praktikable Lösung.