劉兆亮 王 偉

（揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司，江蘇泰州225321）

0 引言

目前，醫(yī)藥行業(yè)通過(guò)控制能源消耗來(lái)大幅度降低藥品生產(chǎn)成本，通常采用能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水、電、汽等各種能源消耗，即時(shí)掌握各種能源的使用情況及終端運(yùn)行情況，從而方便企業(yè)進(jìn)行能源的系統(tǒng)性分析，挖掘節(jié)能空間。另外，通過(guò)能源管理系統(tǒng)公示日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表的同比、環(huán)比、能耗等，可提高各使用部門(mén)的節(jié)能意識(shí)，讓企業(yè)真正實(shí)現(xiàn)節(jié)約、低碳的發(fā)展模式，提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 組態(tài)王軟件的功能介紹

組態(tài)王軟件是用于在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的一種智能化軟件，操作簡(jiǎn)便、直觀。其采用PC機(jī)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工程，與以往使用專用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，更具通用性，大大減少了工控軟件開(kāi)發(fā)者的重復(fù)性工作，并可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

組態(tài)王軟件包由工程管理器（組態(tài)王）、工程瀏覽器、畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)、信息窗口等四部分組成。其中，工程管理器用于新建工程和管理工程；工程瀏覽器用于對(duì)畫(huà)面制作系統(tǒng)中已設(shè)計(jì)完成的圖形畫(huà)面、命令語(yǔ)言、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、各種報(bào)表等工程資源進(jìn)行集中管理；畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)是組態(tài)王軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境；信息窗口是一個(gè)獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序，用來(lái)記錄、顯示組態(tài)王開(kāi)發(fā)和運(yùn)行系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息。

2 系統(tǒng)需求

能源管理系統(tǒng)首先要采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算機(jī)再對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的儀表參數(shù)進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)表格。

2.1 軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

組態(tài)王軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)

數(shù)據(jù)采集點(diǎn)所采集的主要參數(shù)有：三相電壓、三相電流、有功電能、蒸汽壓力、蒸汽溫度、蒸汽瞬時(shí)流量、蒸汽累計(jì)流量等。

2.3 系統(tǒng)硬件配置

能源管理系統(tǒng)的硬件配置有：PC機(jī)、Win7系統(tǒng)、組態(tài)王6.55授權(quán)、Web網(wǎng)絡(luò)發(fā)布授權(quán)、PC機(jī)雙網(wǎng)口（用于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與數(shù)據(jù)交換）、MOXAM3480標(biāo)準(zhǔn)Modbus網(wǎng)關(guān)以及Modbus標(biāo)準(zhǔn)電纜。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 硬件組態(tài)

能源管理系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖2所示。

圖1 組態(tài)王軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 硬件組態(tài)

3.2 通信的實(shí)現(xiàn)

組態(tài)王軟件支持串口通信、數(shù)據(jù)采集板通信、DDC通信、人機(jī)界面通信卡通信、網(wǎng)絡(luò)模塊通信5種通信方式，只需要按照設(shè)備安裝向?qū)У奶崾炯纯赏瓿稍O(shè)備配置工作。

其中，網(wǎng)絡(luò)模塊通信方式的I/O設(shè)備，通過(guò)RS232（RS485）串行通信電纜連接到網(wǎng)絡(luò)模塊，再經(jīng)過(guò)模塊轉(zhuǎn)換成TCP/IP形式連接到“組態(tài)王PC機(jī)”網(wǎng)口，系統(tǒng)中用于電能采集的智能儀表PD194Z即采用這種方式實(shí)現(xiàn)通信。利用設(shè)備配置向?qū)?，可完成網(wǎng)絡(luò)模塊通信方式的I/O設(shè)備安裝，主要包括設(shè)備選擇、設(shè)備名稱、選擇通信方式、設(shè)備地址、設(shè)備參數(shù)。

首先，配置組態(tài)王軟件中的硬件組態(tài)，在工程瀏覽器中點(diǎn)開(kāi)設(shè)備→COM端口→新建設(shè)備（如××車(chē)間電能儀表）→PLC→莫迪康→Modbus TCP→設(shè)備地址192.168.0.63××（××為儀表地址）。然后，對(duì)MGateM3480設(shè)備硬件進(jìn)行配置，將電腦網(wǎng)段與MGateM3480的網(wǎng)段設(shè)置為同一網(wǎng)段，利用MOXA公司的MGateManager.exe軟件對(duì)MGate M3480進(jìn)行組態(tài)。最后，打開(kāi)軟件點(diǎn)擊搜索→雙擊搜索出的設(shè)備→配置→4個(gè)COM端口的波特率、地址數(shù)量→電能儀表的地址、波特率→蒸汽儀表的地址、波特率。

3.3 畫(huà)面制作

畫(huà)面制作利用組態(tài)王提供的豐富的繪圖工具以及圖庫(kù)提供的模型，加上程序設(shè)計(jì)的配合，可以使監(jiān)控畫(huà)面很好地模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。同時(shí)，把需要監(jiān)控的變量顯示在畫(huà)面上。

系統(tǒng)主要制作的畫(huà)面有：電力分配圖、蒸汽分配圖（圖3）、負(fù)荷曲線圖、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖以及需要監(jiān)視的各種監(jiān)視信號(hào)畫(huà)面。

4 軟件主要功能

4.1 報(bào)警功能

在數(shù)據(jù)詞典中，需要預(yù)先定義在畫(huà)面上顯示的報(bào)警參數(shù)。對(duì)于模擬量，當(dāng)系統(tǒng)中的某些參數(shù)值超過(guò)了所規(guī)定的界限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的警告信息，表明該參數(shù)值已經(jīng)超限。目前，我公司的能源管理系統(tǒng)只對(duì)配電系統(tǒng)開(kāi)閘、合閘的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行了配置，根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)設(shè)置報(bào)警功能。

4.2 報(bào)表功能

4.2.1 實(shí)時(shí)報(bào)表

根據(jù)需要，系統(tǒng)將所有電表的有功電能顯示于實(shí)時(shí)報(bào)表中，方便查看。利用實(shí)時(shí)報(bào)表功能，可以在監(jiān)控畫(huà)面上即時(shí)反映各個(gè)數(shù)據(jù)量的變化情況。預(yù)先將需要顯示的電表數(shù)據(jù)量按一定方式分類(lèi)，設(shè)置報(bào)表的行列數(shù)，在每行需要顯示的位置做動(dòng)畫(huà)鏈接即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)表功能。

4.2.2 日?qǐng)?bào)表

圖3 蒸汽分配圖

日?qǐng)?bào)表（圖4）是記錄系統(tǒng)每個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的編輯函數(shù)將每小時(shí)生成的數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的表格中，報(bào)表上的每一個(gè)字段都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的內(nèi)存變量。在日?qǐng)?bào)表畫(huà)面上建立輸入按鈕和查詢按鈕，通過(guò)應(yīng)用程序連接，只要輸入日期，點(diǎn)擊查詢按鈕，就可從相應(yīng)的畫(huà)面中查看對(duì)應(yīng)時(shí)間的日?qǐng)?bào)表，并且將數(shù)據(jù)以EXCEL文件形式進(jìn)行保存。

4.2.3 月報(bào)表

月報(bào)表（圖5）是記錄系統(tǒng)一個(gè)月每天的能源使用量。因此，可以利用編輯函數(shù)對(duì)日?qǐng)?bào)表數(shù)據(jù)進(jìn)行增減，算出一天能源的使用量，將算出的數(shù)據(jù)填入月報(bào)表中。同樣，在畫(huà)面上設(shè)置輸入日期和查詢按鈕，通過(guò)應(yīng)用程序連接，只要輸入日期，點(diǎn)擊查詢按鈕，就可從相應(yīng)的畫(huà)面中查看對(duì)應(yīng)時(shí)間的月報(bào)表，并且將數(shù)據(jù)以EXCEL文件形式進(jìn)行保存。

4.2.4 年報(bào)表

年報(bào)表（圖6）是記錄系統(tǒng)一年中每月的能源使用量，可以利用編輯函數(shù)對(duì)月報(bào)表數(shù)據(jù)進(jìn)行增減，算出一個(gè)月能源的使用量，將算出的數(shù)據(jù)填入年報(bào)表中。

4.3 曲線功能

4.3.1 實(shí)時(shí)曲線

實(shí)時(shí)曲線（圖7）用于反映信號(hào)變化的情況，在畫(huà)面運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)曲線對(duì)象由系統(tǒng)自動(dòng)更新，數(shù)據(jù)將從右邊進(jìn)入，同時(shí)變化趨勢(shì)從右向左移動(dòng)顯示。

圖4 日?qǐng)?bào)表

圖5 月報(bào)表

圖6 年報(bào)表

圖7 實(shí)時(shí)曲線

在組態(tài)王開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)制作畫(huà)面中，點(diǎn)擊工具箱中的“畫(huà)實(shí)時(shí)曲線”按鈕，即可完成實(shí)時(shí)曲線記錄任務(wù)。

4.3.2 歷史曲線

歷史曲線（圖8）可用于查詢以前系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以便于能源分析。組態(tài)王圖庫(kù)中有完整的歷史趨勢(shì)曲線圖片，對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)、縮放，并通過(guò)定義屬性、填充屬性、調(diào)整跨度、轉(zhuǎn)動(dòng)百分比，來(lái)界定曲線具體形式，必須在程序中定義曲線的數(shù)據(jù)變量，此功能實(shí)現(xiàn)了歷史狀態(tài)的曲線再現(xiàn)。

5 安全設(shè)置

通過(guò)組態(tài)王軟件中的用戶配置，可以將工作人員分為幾種級(jí)別，例如，系統(tǒng)管理員、普通操作人員和一般人員。每個(gè)級(jí)別對(duì)應(yīng)不同的用戶名和用戶口令，不同級(jí)別所賦予的操作權(quán)限和安全區(qū)不同，小

圖8 歷史曲線

于此權(quán)限或不在安全區(qū)范圍內(nèi)的人員不得隨意操作系統(tǒng)。

6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布

通過(guò)組態(tài)王Web發(fā)布IE瀏覽客戶端，可以獲得與組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫(huà)面，IE客戶端與Web服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以在任何地方查看Web服務(wù)器上相應(yīng)的畫(huà)面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、報(bào)警顯示等，方便各車(chē)間對(duì)能源計(jì)量進(jìn)行分析，減輕了車(chē)間能源計(jì)量員的工作量，提高了工作效率。

7 結(jié)語(yǔ)

我公司將這套監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于揚(yáng)子江公用工程各動(dòng)力中心，可以對(duì)公司整體和局部的能源使用情況進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的集中監(jiān)控，能源計(jì)量員可通過(guò)登錄IE網(wǎng)站對(duì)公司能源進(jìn)行分析，提高工作效率。同時(shí)，發(fā)生異常情況時(shí)，操作人員只需要通過(guò)畫(huà)面切換就可以監(jiān)視到電力與能源異常的時(shí)間段。

［參考文獻(xiàn)］

[1]王立，熊秋云，李娜，等.基于組態(tài)王的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2008，24（4）：117-118.

[2]北京亞控科技發(fā)展有限公司.組態(tài)王Version6.5用戶手冊(cè)[Z].