李善香 廣東省汕頭市澄海職業(yè)技術(shù)學(xué)校

某洗護(hù)用品生產(chǎn)線(xiàn)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李善香 廣東省汕頭市澄海職業(yè)技術(shù)學(xué)校

本文主要介紹利用世紀(jì)星工控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)某洗護(hù)用品生產(chǎn)線(xiàn)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)其生產(chǎn)工藝流程的要求，其生產(chǎn)線(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)利用世紀(jì)星工控組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)相關(guān)方案，用工控機(jī)及組態(tài)軟件編輯界面組成上位機(jī)，并與設(shè)計(jì)下位機(jī)PLC程序進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、計(jì)算機(jī)強(qiáng)制控制、報(bào)表顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

上位機(jī) 生產(chǎn) 動(dòng)態(tài) 自動(dòng)

1 引言

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)的改造和重新設(shè)計(jì)問(wèn)題。從20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)就開(kāi)始涉足工業(yè)過(guò)程控制，但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)人員缺乏工廠(chǎng)儀表和工業(yè)過(guò)程的知識(shí)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)在各行業(yè)的推廣速度比較緩慢。直到20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)，才促進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)走向成熟。而隨后的20年間，DCS（Distributed Control System,集散式控制系統(tǒng)）及其計(jì)算機(jī)控制技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用。組態(tài)軟件（亦稱(chēng)為監(jiān)控組態(tài)軟件或工控組態(tài)軟件）就是伴隨著DCS的出現(xiàn)逐漸被廣大的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟悉。因其有數(shù)據(jù)采集和輸出、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示和保存等幾個(gè)典型的特點(diǎn)，從而在工業(yè)生產(chǎn)控制過(guò)程中展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。

圖1 操作員登錄界面

圖2 實(shí)時(shí)報(bào)警界面

2 世紀(jì)星組態(tài)軟件介紹

《世紀(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的智能型人機(jī)接口軟件系統(tǒng)，運(yùn)行于Windows 98/2000/NT/ XP/WINDOWS7操作系統(tǒng)平臺(tái)，充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。它比以往使用專(zhuān)用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，并且可以利用PC機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。世紀(jì)星組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是其應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成工況畫(huà)面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義、動(dòng)畫(huà)連接、設(shè)備安裝、命令語(yǔ)言編寫(xiě)等。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)于控制對(duì)象的特性，對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線(xiàn)、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等重要功能有簡(jiǎn)單的操作方法。

3 某洗護(hù)用品生產(chǎn)線(xiàn)上位機(jī)設(shè)計(jì)

3.1 某洗護(hù)用品生產(chǎn)線(xiàn)的操作流程

圖3 工程配方界面

圖4 組態(tài)報(bào)表界面

根據(jù)某洗護(hù)用品生產(chǎn)線(xiàn)的要求，操作人員對(duì)上位機(jī)的操作順序?yàn)椋汗芾韱T登陸—輸入操作員序號(hào)—選擇班次—選擇本班次生產(chǎn)的洗護(hù)用品種類(lèi)—輸入對(duì)應(yīng)的配料序號(hào)。接著整個(gè)組態(tài)系統(tǒng)就可以開(kāi)始監(jiān)測(cè)了，否則，系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，只能靠外圍手動(dòng)進(jìn)行拌和。

3.1.1 操作員登陸

本系統(tǒng)操作員登陸采用第3方控件的形式進(jìn)行，系統(tǒng)選擇ACCESS作為第3方控件進(jìn)行調(diào)用，先做2個(gè)內(nèi)存整數(shù)變量（連接句柄、語(yǔ)句句柄）作為調(diào)用，將其最大值設(shè)成1e+009。并且在組態(tài)系統(tǒng)中可以進(jìn)行操作員的查詢(xún)，刪除，添加等操作，界面如圖1所示。

3.1.2 報(bào)警窗口

本系統(tǒng)采用的是實(shí)時(shí)報(bào)警窗口，既在設(shè)定變量時(shí)設(shè)定變量的上下限報(bào)警值，當(dāng)拌和系統(tǒng)運(yùn)做時(shí)，便會(huì)實(shí)時(shí)讀取外面秤與PLC送來(lái)的值，并檢測(cè)是否與所設(shè)定的報(bào)警值相符，如果超過(guò)上下限報(bào)警值，則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，操作員聽(tīng)到報(bào)警后，須將報(bào)警解除，方可繼續(xù)工作。其報(bào)警窗口如圖2所示。

3.1.3 工程配方管理

本系統(tǒng)一共應(yīng)用到的工程配方有3個(gè)（當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)定值、香精桶條形碼、TJ_3線(xiàn)稱(chēng)量與拌和條形碼/ TJ_4線(xiàn)稱(chēng)量與拌和條形碼）。

在工程管理器中選“工程配方管理”選項(xiàng)—單擊“新建”圖標(biāo)，彈出“新建工程配方”對(duì)話(huà)框—輸入配方名后單擊“確定”按鈕，彈出“工程配方定義”對(duì)話(huà)框。工程管理器中的工程配方定義模板生成工程配方模板文件的方法方便而簡(jiǎn)單，只需要在相應(yīng)表格中填入項(xiàng)目名、變量類(lèi)型、變量名、配方值即可自動(dòng)創(chuàng)建.csv格式的工程配方模板文件。在工程配方設(shè)定好后，每當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，都會(huì)自動(dòng)改變。圖3為當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)定值的部分工程配方。

3.1.4 組態(tài)報(bào)表的打印

本系統(tǒng)使用的報(bào)表模板是類(lèi)似于Excel的系統(tǒng)自帶的.csv報(bào)表形式，世紀(jì)星的報(bào)表功能非常強(qiáng)大。按照寶潔公司的要求，報(bào)表要按照一定的格式打印出來(lái)，這也是我們最后選擇世紀(jì)星組態(tài)的一個(gè)原因。

在世紀(jì)星的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，選擇“文件→組態(tài)報(bào)表模板”，彈出編輯組態(tài)報(bào)表模板對(duì)話(huà)框，世紀(jì)星組態(tài)報(bào)表模板的使用方法有些類(lèi)似電子表格，每個(gè)單元用所在的行列數(shù)唯一標(biāo)識(shí)，行用1、2、3...100等標(biāo)識(shí)，缺省最大行數(shù)為100，可增加行、列用A、B、C、...Z等標(biāo)識(shí)，缺省最大列到Z，可增加列，增加后的列用AA、AB、AC...等標(biāo)識(shí)。要在某單元中輸入數(shù)據(jù)，應(yīng)用鼠標(biāo)左鍵雙擊該單元，單擊選擇變量按鈕，在變量列表中選中某變量后按“確定”或用鼠標(biāo)左鍵雙擊要選擇的變量，格式模板中的該單元格中會(huì)有“@變量名”字樣，在世紀(jì)星運(yùn)行系統(tǒng)中的組態(tài)報(bào)表中可得到該變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。其運(yùn)行后報(bào)表的存儲(chǔ)方式如圖4所示。

3.1.5 畫(huà)面連接

本系統(tǒng)中，畫(huà)面與畫(huà)面之間的連接，畫(huà)面與設(shè)備間的連接相當(dāng)多，可以用（ShowWindow）等命令進(jìn)行連接，圖5為工藝流程的動(dòng)畫(huà)連接，從該連接能很直觀的看到外圍設(shè)備的運(yùn)行情況，并進(jìn)行監(jiān)控。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)仿真操作及現(xiàn)場(chǎng)操作運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)能較好地針對(duì)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督、控制及報(bào)警等功能，使操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)，就可以了解、控制、處理工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況。因而本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①層次清楚。整個(gè)系統(tǒng)以組態(tài)軟件的兩大結(jié)構(gòu)為核心，對(duì)組成開(kāi)發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的三大模塊庫(kù)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)闡述，分別給出了組態(tài)軟件與外部設(shè)備（3個(gè)表計(jì)與一個(gè)PLC）之間的通信，保證了本系統(tǒng)的監(jiān)控性。

②良好的人機(jī)界面。此人機(jī)界面能體現(xiàn)出監(jiān)控對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化，監(jiān)控界面直觀形象。

③統(tǒng)一性。本套系統(tǒng)與寶潔之前所做的系統(tǒng)相符合，使操作人員能更快的熟悉并應(yīng)用本套系統(tǒng)，無(wú)須再經(jīng)過(guò)培訓(xùn)。

[1]王亞民等.組態(tài)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),第一版,西安電子科技大學(xué)出版社,2003年

[2]胡武.計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研制,測(cè)控技術(shù),2000年