系統簡介：
該項目是新疆石油管理局所屬的石油運輸管道控制系統二期項目。這條管線將克拉瑪依煉油廠的成品油通過管道運輸至烏魯木齊。目前為止它是國內第三條，也是現代化程度最高最長的成品油管線。全長三百餘公里。它由五個泵站，一個調度中心組成。技術上涉及不同油品的混合運輸，兩管匯合，水擊事件保護等大量複雜控制功能。在該項目的一期工程中，控制系統採用的是AB 公司的PLC和霍尼韋爾的SCAN3000系統。在二期項目中，用戶決定在新增的兩個站中採用西門子的WINCC系統，並且將原泵站的SCAN3000系統替換為WINCC系統。系統開發商為瀋陽惠東公司。SFAE承擔銷售和技術支持任務。
系統中每個泵站有一套AB冗餘PLC，使用一套WINCC進行本地監控。在調度中心使用兩套WINCC系統進行遠程監控。WINCC系統採用中文版本4。02，中文NT操作系統。兩套WINCC系統為冗餘SERVER，同時也作為兩個操作站使用。各泵站，泵站與調度中心間使用光纜進行廣域網連接。
面臨問題：
針對這個項目，我們分析並解決了如下幾個幾方面主要問題：
如何實現WINCC 和AB PLC 的連接，同時滿足變數數，廣域 網連接等要求？
如何實現WINCC 和AB PLC 通訊鏈路的冗餘，包括AB PLC 的冗餘，網口及通訊介質的冗餘？
如何實現WINCC 的冗餘及主備標誌切換？
如何實現WINCC 與用戶應用程序之間的數據交換，以及不同SERVER上用戶應用程序所需數據的冗餘？
如何實現兩台WINCC SERVER間LOCAL 報警的同步確認？
如何完成用戶複雜報表格式的實現？
如何實現整個系統的時間同步？
方案選擇和系統結構：
首先考慮WINCC 和AB PLC 的連接問題：
思路一：WINCC與ABLPLC通過S7－300連接。ABLPLC與S7－300通過TCP/IP或 PtP, 或其他方法。
思路二：WINCC與ABLPLC直接連接。比較WINCC提供的ABJTCP/IPKCHANNEL 或 DH+ CHANNEL，或其他方法。
其次考慮WINCC 和AB PLC 通訊鏈路的冗餘：
思路：AB PLC 通過DH+可實現冗餘；但如何通過TCP/IP實現
再次考慮WINCC 的變數數及兩套變數間的切換
思路：盡量不增加變數數，並不在WINCC中通過C腳本來實現變數間的切換
實現方法：使用Rockwell的Rslinx軟體連接冗餘的ABJPLCLCPU，使用TCP /IP協議以滿足系統廣域網的連接。WINCC與Rslinx通過DDE通道進行數據交換 。通過Rslinx軟體的別名功能來實現兩套變數間的切換。其切換的控制和通訊介質的冗餘由SFAE開發的應用程序與AB PLC程序配合控制。
解決方法：
1.如何實現WINCC與用戶應用程序之間的數據交換，以及不同SERVER上用戶應用程序所需數據的冗餘，如何快速啟動用戶程序？
*由於用戶需開發專用的控制程序來完成批輸，水擊等控制功能。不可避免的需要與WINCC進行數據交換，讀寫實時和歷史值。為解決這一問題我們使用了WINCCIODK的函數，使得用戶應用程序能夠直接從DATA MANAGER中 訪問數據。在程序中進行訪問同一數據的協調。
*由於用戶某些功能需長時間連續進行，如批輸功能，可能持續幾天。為防止在此期間應用程序運行的WINCCPSERVER出現故障，必須保證另一台 WINCC SERVER上的應用程序能夠在中斷點繼續運行。這樣，必須將故障 SERVER上的中間計算數據實時的進行備份。為實現該功能，採用了WINCC OPC通道，並使用C腳本，將兩台WINCC的相應數據從當前主機上傳送到備機上。數據備份按C 腳本的觸發周期進行。
*用戶程序需根據不同工況快速啟動，比如水擊保護功能，水擊波傳輸速度為一千米左右/每秒。系統必須在不同負載率的情況下及時啟動保護程序。我們通過C腳本中的程序啟動函數完成該項功能，並滿足了用戶對實時性的要求
2． 如何完成用戶複雜報表格式的實現？
用戶所用的班報表，月報表格式複雜而且很大。在原系統中是將其拆成四張報表。在這期項目中用戶要求將其合併以方便管理，並擴展其統計等功能。WINCC現有的報表功能不能滿足用戶的要求。我們採用EXCEL軟體來完成報表功能。通過其方便的編輯功能完成報表樣式的設計，通過VBA編程來完成數據採集，填寫和統計等功能。列印作業的啟動由C腳本完成。報表輸出採用LQ1600KIII針打，以實現寬報表輸出和報警的實時輸出。
3． 如何實現兩台WINCC SERVER間LOCAL 報警的同步確認？
為完成某些報警功能，開發技術人員使用C腳本程序產生一些內部變數進行判斷，並將內部變數作為報警觸發變數。同時由於變數數的限制並沒有將報警的確認反饋回PLC中。那麼在調度中心的WINCC系統中，用戶在一台WINCC中進行的報警確認不能同時在另一台WINCC中反映。為解決這一問題，當WINCC4。02推出后，我們利用WINCC4。02的本地報警同步功能來解決。但由於報警數目超過WINCC4。02能確認的一千條限制，所以我們利用ODK的報警處理函數完成超過一千條部分的報警同步確認。當用戶在一台WINCC上進行報警確認時，通過OPC通道將其變化傳到另一台WINCC上，觸發該機器上的C程序完成相應報警條的確認。
4． 如何實現整個系統的時間同步？
由於系統由多個WINCC系統組成，並且經過廣域網連接，時間同步成為重要的要求。綜合各種方法，我們採用開發時間同步程序來完成時間同步。時間值由當前主站發送，備機和泵站接受。主機發送程序一天啟動三次，運行一分鐘后關閉。備機每小時檢查啟動情況，如沒有啟動接收程序則啟動它，啟動后不再重啟。泵站接收程序隨NT系統啟動，關閉時停止。
5． 主備機標誌的切換擴充控制
在本系統中，兩個冗餘WINCC系統的主備標誌不僅由系統自身控制，而且還由標誌控制程序控制。在WINCC系統中，當發生主機WINCC退出或RT停止時，備機切換至主機狀態。但當主機計算機掉電，死機或通訊故障時，備機不能自動從備機切換至主機狀態。在本系統中，考慮到負載等原因，一些用戶程序分別在主機和備機上運行。當主機出現問題時，備機應及時切換至主機狀態以接替運行。通過程序控制，當發生上述故障時，主備標誌將及時切換。
結論：
該項目的實施及成功完成，證明了西門子WINCC系統在管道運輸行業的可靠性和靈活性。為今後承接類似控制項目奠定了良好的實踐基礎，取得了寶貴的技術經驗。同時也為西門子進入石油行業，特別是石油管道運輸行業邁出了堅實的一步。
