楊紅

摘 要：隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)和分配方式上的應用，給生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲、運算、分析提供了極大的便利，本文從系統(tǒng)構(gòu)成、程序編寫及軟件系統(tǒng)設計三個方面，介紹窯爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)在設備間的傳輸及運用，通過對程序的編寫及軟件設置，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)經(jīng)過分析，改善設備運行效率，降低運維成本，提高生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，使得生產(chǎn)更經(jīng)濟、更安全、更便捷。

關鍵詞：工控機;易控天地;網(wǎng)關

1 前 言

窯爐在生產(chǎn)的過程中，不同窯爐技術人員，調(diào)試的結(jié)果，存在較大差異;人員手動抄送報表，標準化程度低，信息化智能化不高;窯爐能耗大，能源消耗高，節(jié)能有很大提升空間;通過分析以上因素，窯爐生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)傳輸、存儲、分析將是企業(yè)生存和發(fā)展需要思考的問題，生產(chǎn)數(shù)據(jù)是未來企業(yè)生存發(fā)展的支撐點，也是企業(yè)生產(chǎn)中必定產(chǎn)生的"金礦"。通過數(shù)據(jù)存儲可以建立調(diào)試檔案庫，可以按需要調(diào)出報表數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析可以建立標準化調(diào)試檔案，提升標準化程度，降低能源消耗;為了很好的利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)，首先要保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，下面介紹數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

2 窯爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要包括工控機、易控天地組態(tài)軟件、網(wǎng)關、云服務器以及工控機和網(wǎng)關之間的網(wǎng)絡連接線，工控機配置型號為TPC6000-8172W0的平板電腦，網(wǎng)關選擇G-Box LN2203-DW-DT產(chǎn)品。

3 易控軟件設計及程序編寫

工控機安裝易控天地組態(tài)軟件，工控機經(jīng)過串口采集現(xiàn)場儀表，傳動變頻器，風機變頻器，流量計，電能表等窯爐關鍵參數(shù)，參數(shù)關聯(lián)到易控天地變量數(shù)據(jù)庫，為了和網(wǎng)關設備通過以太網(wǎng)進行通訊連接，易控天地需要搭建莫迪康Modbus主站以太網(wǎng)驅(qū)動程序，簡稱ModbusMasterEthernet，以下說明ModbusMasterEthernet在使用中的情況。

（1）在打開的易控天地開發(fā)環(huán)境中，打開“設備通信”子系統(tǒng)，在右側(cè)驅(qū)動列表中，雙擊“ModbusMasterEthernet”節(jié)點或者選擇右鍵菜單中的[添加到工程]命令或者選中后拖動到左側(cè)工作區(qū)，在"新建設備"對話框中配置各個參數(shù)。

計算機接口參數(shù)包括如下：

IP地址：計算機IP地址;這里設為本機IP地址。

端口號：計算機以太網(wǎng)通信的端口號;設為8000。

設備參數(shù)如下：

TCP/UDP：設備的通信方式。設為TCP。

設備IP：設備的IP地址，設為網(wǎng)關IP。

端口號：設備的端口號，設為8000。

地址：設備地址，范圍為1-255。主站與網(wǎng)關的地址需要保持一致，設為1。

固定端口：該屬性控制設備的端口是否有效。當IP地址相同端口號不同的多個客戶端來連接時，需要建多個驅(qū)動，各驅(qū)動固定端口屬性設置為TRUE;當固定端口為FALSE時，設備的端口號無效，適用于服務器與客戶端一對一的關系模型。這里設為FALSE。

協(xié)議格式：可選擇TCP、ASCII或RTU格式，用戶根據(jù)現(xiàn)場配置，這里設為TCP。編碼格式：可選擇ASCII編碼、GB2312或Unicode，用戶根據(jù)現(xiàn)場配置，這里設為ASCII編碼。

以上設置完好后，點擊確定，在“設備通訊”-“設備連接”區(qū)域生成名稱為“ModbusMasterEthernet1”的設備。

（2）雙擊“ModbusMasterEthernet1”或選擇右鍵菜單中的[設備變量]命令，打開設備變量配置工作區(qū)。通過[添加]按鈕添加寄存器，并設置名稱、寄存器類型、起始地址、單元長度、訪問、周期等。寄存器類型對應關系如表1所示。

對于需要傳輸?shù)拈_關型變量，可以通過程序編寫，先轉(zhuǎn)變成整型，一個短整型可以包含16個開關型變量，這樣可以提高傳輸?shù)男省４蜷_“編程”子系統(tǒng)，新建一個“程序片段”，程序編寫如下所示：

在建立寄存器時，寄存器地址不能存在相同地址，相同地址會導致和網(wǎng)關通訊異常;網(wǎng)關設備訪問的寄存器地址在主站中必須存在，否則從站獲取不到數(shù)據(jù);所有寄存器必須關聯(lián)變量數(shù)據(jù)庫里面的變量，寄存器的數(shù)據(jù)由所關聯(lián)的Tag變量提供，變量數(shù)據(jù)庫就成為寄存器和現(xiàn)場設備參數(shù)之間的橋梁。配置完成的設備通信驅(qū)動是易控工程的對象，對象的名稱是新建設備通信驅(qū)動時的命名，在用戶程序中可以直接訪問和控制這個對象的屬性和方法。

在實際使用中，當易控天地剛開始運行時，網(wǎng)關采集主站寄存器數(shù)據(jù)，主站寄存器關聯(lián)變量數(shù)據(jù)庫變量，變量數(shù)據(jù)庫變量關聯(lián)現(xiàn)場設備參數(shù)，由于通訊時延的問題，現(xiàn)場設備參數(shù)還沒有采集上來，這時網(wǎng)關采集的主站寄存器數(shù)據(jù)就不是現(xiàn)場設備參數(shù)的數(shù)據(jù)，為了避免出現(xiàn)這樣的問題，對于“ModbusMasterEthernet1”設備屬性“是否啟用”這里，增加一個條件，當軟件運行時間大于3分鐘時，在啟用“ModbusMasterEthernet1”設備，在這3分鐘時間，首先確保軟件對現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)采集正常，這樣主站寄存器關聯(lián)的數(shù)據(jù)就是正常的，從而網(wǎng)關采集的數(shù)據(jù)才能準確可靠。

4 網(wǎng)關系統(tǒng)

網(wǎng)關設備是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中的遠程通訊設備，可以方便地實現(xiàn)現(xiàn)場設備的遠程互聯(lián)、遠程下載和遠程維護。網(wǎng)關型號選用G-Box LN2203-DW-DT，LN2203-DW-DT支持以太網(wǎng)、4G聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)場采用4G網(wǎng)卡聯(lián)網(wǎng)，通過4G網(wǎng)絡，將網(wǎng)關采集的數(shù)據(jù)發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)云服務器中。用戶可以隨時查看現(xiàn)場的設備數(shù)據(jù)、了解設備運行狀態(tài)和報警信息以及遠程調(diào)試等功能。使用LN2203-DW-DT進行數(shù)據(jù)采集的基本操作大致是：建通道，映射實際通訊連接的各種通訊鏈路和通訊協(xié)議的相關參數(shù);連設備，定義設備名稱;配置要采集的數(shù)據(jù)項及告警規(guī)則;下發(fā)配置信息。配置完成后的設備網(wǎng)關經(jīng)過WAN口和工控機，用網(wǎng)線進行連接，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的讀取和寫入。

5 結(jié) 語

現(xiàn)在隨著網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，基于云平臺/云服務器的大數(shù)據(jù)分析技術逐漸應用于多種領域作為參數(shù)數(shù)據(jù)存儲和分析的工具。經(jīng)過現(xiàn)場實戰(zhàn)摸索，掌握窯爐數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)年P鍵點，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，向使用計算機，平板或智能手機的窯爐管理員，推送各種傳感器采集到的窯爐設備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時通過預設或者大數(shù)據(jù)分析，給出各種預警和優(yōu)化信息，將信息化，智能化引入生產(chǎn)，建立一個高度靈活的個性化，數(shù)字化產(chǎn)品及服務模式，為陶瓷行業(yè)實現(xiàn)“智能工廠”打開一扇窗。