多级异地远程控制系统中的权限管理

1 引言
随着工业和互联网的发展，监控系统也向着异地、多级、远程化发展，这样也就不可避免地产生异地多级机构同时对现场设备进行操作的情况。如何合理设置和管理权限成为设计多级异地远程监控系统的重要问题。本文以黄河引黄涵闸远程监控系统为例详细介绍了利用WinCC中的内部变量实现多级控制系统中的权限管理。

2 系统介绍
黄河下游引水用水调度和管理机构主要由黄河水利委员会、省局、地市局、县局以及现地闸管所构成，把黄委、省局、市局、县局和闸管所分别作为网络上的一个节点，各节点均具备对现场设备的操作控制功能，其中黄委权限最高，依次为省局、市局、县局和闸管所。当某一个节点正在进行操作时，该节点将正在进行操作的信号发送至其上级和下级节点，其操作可被操作权限高的上级节点随时中断，但不能被下级节点中断。在必要时上级节点可锁定下级节点的操作功能，有在上级节点同意并对其解锁后，下级节点才能操作。
系统结构图如图1所示，权限处理流程图如图2所示。

图1 系统结构图

图2 权限流程图

3 系统组态
SIMATIC WinCC(视窗控制中心)是SIEMENS在自动化领域中的先进技术和Microsoft的强大功能相结合的产物。它有各种有效功能用于自动化过程，是用于个人计算机上的、按价格和性能分级的HMI和SCADA系统。可以容易的结合标准和用户程序生成人机界面，准确的满足实际要求。

在系统中闸管所监控中心的WinCC作为服务器，其他监控中心的WinCC作为客户机。在WinCC服务器建立两个个无符号的内部整数变量(这样就不增加系统的点数)，一个作为权限值，并根据不同级别的监控中心对这个变量设置不同的数值，另一个作为权限标志，然后生成Server data，WinCC客户机装载Server data，这样客户机就能对服务器定义的变量进行读写操作。在组态画面时，对每一个控制按钮的properties中的Miscellaneous的operator连接权限值变量，根据级别的不同而对这个属性设置不同的值，从而实现只有当权限在本级时，才可以对现场设备进行控制。同时在操作画面上组态一个I/O域，连接另一个变量标志变量，用来显示当前操作权限在哪一级。若权限在他的上级，它可以申请权限;若在他的下级，它可以收回权限。系统组态和编程画面以及运行分别如图3、图4和图5所示。

图3 Control enable 属性 和 I/O 域组态与编程

图4 权限申请、下放和收回组态与编程

图5 系统运行画

4 结束语
本文介绍了利用西门子的WinCC中的内部变量来实现多级控制系统的权限设置与管理，并详术了其组态编程过程，该方法已在黄河涵闸远程监控系统中成功运用，并获得了黄委会的好评。这种方法可推广到其他多级远程监控系统中，可以有效的设置和管理系统的控制权限，从而保证系统安全可靠的运行。