1、引言
工業(yè)控制
組態(tài)軟件是可以從PLC、現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備中實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、發(fā)出控制指令并監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的一種軟件包。它能充分利用Windows強(qiáng)大的圖形編輯功能，以動(dòng)畫(huà)的方式顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面和實(shí)現(xiàn)控制功能，為工業(yè)監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)提供了十分便利的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，大大提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率和可靠性，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。美國(guó)Intellution公司開(kāi)發(fā)的Ifix3.5正是這類(lèi)工業(yè)自動(dòng)化通用組態(tài)軟件之一。
Ifix3.5是運(yùn)行在Windows2000、Windows NT4.0環(huán)境下的全中文界面組態(tài)軟件，它集成了目前國(guó)內(nèi)外流行的PLC的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，能方便快捷地設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場(chǎng)要求的工控軟件。此外，Ifix3.5也提供了與其他PC應(yīng)用程序(如Excel、VB)進(jìn)行DDE交換的功能，因此可以方便地設(shè)計(jì)出各種報(bào)表(包括日?qǐng)?bào)表、班報(bào)表、月報(bào)表等)。另一方面，Ifix3.5也可以組成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)TCP/IP協(xié)議與多個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
基于Ifix3.5強(qiáng)大的圖形功能和報(bào)表功能，筆者為武漢石油化工廠(chǎng)設(shè)計(jì)出了一套基于Ifix3.5的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示與記錄、各種報(bào)表的生成、報(bào)警輸出等功能。
2、系統(tǒng)硬件
如圖1所示，本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是上、下位機(jī)結(jié)構(gòu)。以PC機(jī)作為上位機(jī)，在PC機(jī)中插入一塊SA85通訊卡，由它完成PC機(jī)與下位PLC機(jī)的數(shù)據(jù)交換。上位機(jī)選用研華公司生產(chǎn)的IPC850
工控機(jī)，Ifix3.5作為人機(jī)交互的組態(tài)軟件完成畫(huà)面顯示和報(bào)表、報(bào)警輸出等功能。
圖1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖
下位機(jī)選用的是施耐德公司生產(chǎn)的Quantum系列PLC，它完成整個(gè)PP制氮站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制功能。為了系統(tǒng)安全，筆者選用了2臺(tái)上位機(jī)，都插入SA85通訊卡并通過(guò)專(zhuān)用電纜與分支器連接，分支器再與下位機(jī)PLC的MB+接口連接，這樣就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份。
3、控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)
完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以后，再進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。上位機(jī)的監(jiān)控軟件采用Ifix3.5組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)，它可以直接讀寫(xiě)PLC所有的變量，對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控;它可以連續(xù)監(jiān)視設(shè)備，就設(shè)備任何故障的報(bào)警以文字、圖形、聲音等方式通知操作人員;它還可以將報(bào)警信息、登錄信息、交接班信息等寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備日后查詢(xún)。為此，設(shè)計(jì)了如圖2所示的畫(huà)面結(jié)構(gòu)。
圖2 組態(tài)畫(huà)面的結(jié)構(gòu)
軟件設(shè)計(jì)方案如下：
(1) 應(yīng)用Ifix的繪圖工具箱實(shí)現(xiàn)工藝流程畫(huà)面的設(shè)計(jì)。主要有系統(tǒng)總貌、空壓機(jī)、預(yù)冷系統(tǒng)、液冷儲(chǔ)存、純化系統(tǒng)、分餾塔、分餾塔1、分餾塔2、膨脹機(jī)、報(bào)警、報(bào)表等10個(gè)畫(huà)面。
(2) 應(yīng)用Ifix的數(shù)據(jù)庫(kù)編輯器輸入PLC的I/O點(diǎn)。
(3) 實(shí)現(xiàn)工藝流程畫(huà)面上顯示量與數(shù)據(jù)庫(kù)中PLC I/O點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接。
(4) 用Ifix的圖表工具箱實(shí)現(xiàn)歷史趨勢(shì)畫(huà)面的設(shè)計(jì)。每個(gè)歷史趨勢(shì)畫(huà)面上都有7～8個(gè)重要參數(shù)的歷史曲線(xiàn)，并能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的重要數(shù)據(jù)。
(5) 按鈕的腳本程序以完成畫(huà)面切換、參數(shù)設(shè)定及控制、工作方式切換等功能。
(6) 建立報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)并編輯腳本程序完成系統(tǒng)的報(bào)表功能。
(7) 編制裝置實(shí)時(shí)參數(shù)報(bào)表，完成以下各參數(shù)的報(bào)表功能，實(shí)時(shí)參數(shù)8小時(shí)存盤(pán)一次，存盤(pán)數(shù)據(jù)保存一個(gè)月，并隨時(shí)能用外設(shè)打印。
(8) 編制成本核算報(bào)表(交班前15分鐘統(tǒng)計(jì))，實(shí)現(xiàn)氮?dú)狻艋瘹狻⒎莾艋L(fēng)、循環(huán)水參數(shù)累積量的統(tǒng)計(jì)。
監(jiān)控系統(tǒng)的主畫(huà)面如圖3所示：
圖3 監(jiān)控系統(tǒng)的主畫(huà)面
4、結(jié)束語(yǔ)
本文詳細(xì)講述了用Ifix3.5組態(tài)軟件為武漢石油化工廠(chǎng)改造PP制氮站上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程。該廠(chǎng)用2臺(tái)S5-115 PLC控制主要料倉(cāng)的日常工作。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集每一臺(tái)PLC的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各個(gè)料倉(cāng)工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并用圖形畫(huà)面表示出來(lái)，此外還能夠收集相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔形成報(bào)表，建立報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)和報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)。本次改造的技術(shù)難點(diǎn)在通訊組態(tài)的設(shè)置，一旦通訊組態(tài)正確，新增加的上位機(jī)能與 PLC通訊后，其他的工作也就好完成了。本系統(tǒng)改造完成以后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，極大地方便了用戶(hù)的操作，得到了用戶(hù)的好評(píng)。
