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1 引 言 燒結系統是鋼廠的重要工業部分。燒結系統的實時監控是保證生產設備正常運行的關鍵。建立一個穩定、實用、可靠、并且易于操作的監控系統，是首先考慮的。另外，還要考慮系統的開放性、維護性、通用性以及今后可發展性。在系統設計中，結合實際需要，選用當前流行組態軟件，不僅可以滿足用戶的操作要求，更可以確保系統的穩定性、可靠性、開發性和先進性。 2 控制系統的結構 生產線的i/o通訊系統構成分為兩個層結構：上級管理操作層由工作站和工程師站構成，采用最通用的工業以太網；下層為schneider公司quantum系列的plc， 由cpu、通訊模塊以及i/o模塊組成，以mb+(modbus plus)網的方式連接。整個系統具有優良的擴展性，在各個層次上的用戶可以自由擴展，上層可隨意增加，數據庫節點和管網通訊節點等；下層可以繼續加中間為通訊層，是一個典型的集散控制系統。系統通訊原理圖如圖1所示。 圖1 系統通訊原理圖 3 intouch監控系統設計 3.1 組態軟件intouch簡介 組態軟件intouch是美國wonder-ware公司開發的世界上第一個集成的、基于組件的mmi系統——factory-suite2000中的一個核心組件。它具有世界領先的hmi(人機接口界面)和面向對象的圖形開發環境，便于高效、快捷地配置用戶的應用程序。 (1) 開放性。intouch9.5版可在win3.x、win9x或winnt多種操作系統上運行，基本的通訊格式包括快速dde和suitelink。其中，快速dde兼容微軟dde，因此許多win95/98/nt系統下運行的軟件都可以與intouch直接通訊。為了與其他設備通訊，intouch hmi有600種通訊協議轉換軟件(i/o server)，可以與不同的設備通訊，特別是在與plc的通訊方面。包括：siemens、ab、ge、quantum等。甚至也可以利用第三方server。intouch還提供了一個工具軟件，幫助編寫通訊協議轉換軟件。 (2) 網絡功能。intouch支持微軟各種網絡，組網非常簡單。它具有強大的網絡功能，通過傳統的dde和擴展的netdde的方式，可與本機和其它計算機中的應用程序實時交換數據。同時，它支持通過odbc訪問各種類型的數據庫，便于系統的綜合管理。另外，它支持標準的activex技術，使得用戶可以輕松地為自己的應用程序開發各種網絡多媒體功能。intouch除了自身帶有數據庫以外，還支持sql語言，可以方便地與其他數據庫連接。 (3) 易于掌握。intouch用戶能夠快速而簡單地開發他們過程中的客戶化圖形。用戶可以通過wonderware的windowmaker圖形編輯程序中的大量工具開發以用和直觀的圖形，幫助用戶快速和部署可視化應用。intouch提供了各種強大功能，通過組態完全可以滿足用戶在操作、顯示、記錄上的各種特殊要求。 3.2 監控系統設計 (1) 畫面組態。windowmaker程序本身提供許多圖形符號供選擇，簡單的有線條、圓形、多邊形等，復雜的有趨勢圖、組合符號等，除此之外，還可以自定義一些圖形符號，用這些圖形符號形象的表示泵、風機等設備并按邏輯關系連接擺放從而形象的表示出整個系統。然后將這些圖形和變量(標記)相關聯。在使用變量之前，首先進行標記名字典定義。在intouch中，數據分為內存型和i/o型。其中，內存型數據為intouch程序內部定義的變量，i/o型數據的來源一般為其他計算機結點或本機運行的其他程序(如i/o server)，來自生產現場的所有數據都是i/o型，若要在監控畫面上實現，就必須在標記名字典中定義，并且要與plc的內部地址一一對應。 (2) 監控畫面設計。設計監控畫面，包括工藝流程畫面、報警畫面、流量和溫度趨勢畫面等。操作人員可以從監控畫面上直觀地看到工藝流程，能及時發現異常現象，從而可以保證生產的正常運行。工藝操作都可以用鼠標在相應的畫面上進行，操作方便，界面友好。各設備的開關狀態在畫面上用不同的顏色區，一般灰色為停止，綠色為運行。如圖2所示。 圖2 監控主畫面 3.3 數據通信 在intouch中，內存型數據類型為intouch程序內部定義的變量，不需要通過i/o server訪問； i/o型數據的來源一般為其它計算機節點或本機運行的其它程序，這類數據由intouch hmi通過netdde或者dde的方式獲得。在本系統中，采集控制站(plc)中來自現場的數據，經過處理，將控制命令傳給控制站來監控生產過程。intouch為了實現與plc的通訊，需要一個通訊接口——i/o server。 上位機之間通過工業以太網連接，下位機采用schneider公司quantum系列的plc，通過mb+(modbus plus)網進行連接，然后通過174cev20040網橋與mb+網連接，從而可與plc進行通訊，因此i/o server進行相應設置，i/o通訊設置如圖下所示： 圖3 I/O通訊設置圖 由于使用了174cev20040網橋，故對于所有主題名(每臺plc至少對應一個主題名)，其“ip address”都為該網橋在工業以太網中的ip地址，而以“dest_index or unit_id”項的值來指定該主題名實際所對應的plc。 這樣，i/o server就可以從下位機取得數據了。而要讓intouch hmi從i/o server獲得數據，還需要為每個變量定義訪問名，訪問名必須與i/o server中的topic name相同，這樣才能保證intouch與i/o server之間的正常通訊。 4 結束語 通過使用intouch， 該監控系統不僅在設計和實現上非常簡單，而且在功能上也十分強大，同時有具有較高的性能和穩定性。本設計己付諸于工程實踐，并實現了對某鋼廠90/105車間燒結系統全流程的自動化監控。 |
