基于intouch組態(tài)軟件實現監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案

1 引 言

燒結系統(tǒng)是鋼廠的重要工業(yè)部分。燒結系統(tǒng)的實時監(jiān)控是保證生產設備正常運行的關鍵。建立一個穩(wěn)定、實用、可靠、并且易于操作的監(jiān)控系統(tǒng)，是首先考慮的。另外，還要考慮系統(tǒng)的開放性、維護性、通用性以及今后可發(fā)展性。在系統(tǒng)設計中，結合實際需要，選用當前流行組態(tài)軟件，不僅可以滿足用戶的操作要求，更可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、開發(fā)性和先進性。

2 控制系統(tǒng)的結構

生產線的i/o通訊系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)具有優(yōu)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(jié)點和管網通訊節(jié)點等；下層可以繼續(xù)加中間為通訊層，是一個典型的集散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通訊原理圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)通訊原理圖

3 intouch監(jiān)控系統(tǒng)設計

3.1 組態(tài)軟件intouch簡介

組態(tài)軟件intouch是美國wonder-ware公司開發(fā)的世界上第一個集成的、基于組件的mmi系統(tǒng)——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(fā)環(huán)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(tǒng)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(tǒng)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(xié)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(xié)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(fā)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(fā)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(tài)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(jiān)控系統(tǒng)設計

（1） 畫面組態(tài)。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(tǒng)。然后將這些圖形和變量（標記）相關聯(lián)。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(jiān)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(jiān)控畫面設計。設計監(jiān)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(jiān)控畫面上直觀地看到工藝流程，能及時發(fā)現異?，F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(tài)在畫面上用不同的顏色區(qū)，一般灰色為停止，綠色為運行。如圖2所示。

圖2 監(jiān)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(jié)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(tǒng)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(jiān)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(yè)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(yè)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(jiān)控系統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)全流程的自動化監(jiān)控。

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