“力控”在膠粉生產監控系統中的應用

關鍵詞：力控，組態軟件，PLC（可編程邏輯器件）

1.引言

　　力控是運行在WINDOWS98/NT/2000/XP操作系統上的一種組態軟件。使用力控，用戶可以方便、快速地構造不同需求的數據采集與監控系統。下面對其作一簡要介紹。

　?。?）具有實時開放數據庫系統。實時數據庫是力控軟件系統的數據處理核心，構建分布應用系統系統的基礎.負責實時數據處理、歷史數據存儲、統計數據處理、報警處理、數據服務請求處理等，用戶可以很容易地從實時數據庫系統獲取信息和將實時數據傳送到整個公司的信息系統中去，控制系統運行。

　?。?）力控可以與多種I/O設備進行通信。目前支持的I/O設備包括：可編程控制器、智能模塊、板卡、智能儀表、變頻器等。力控與I/O設備之間通過以下幾種方式進行數據交換：串行通訊方式（支持Modem遠程通信）、板卡方式、網絡結點方式、適配器方式、DDE方式、OPC方式等。

　　（3）提供報警和事件。及時將控制過程和系統的運行情況通知操作人員。力控系統支持“過程報警”、“系統報警”和“事件記錄”的顯示、記錄和打印。過程報警是指過程情況的報警;系統報警是有關系統運行錯誤報警以及I/O設備運行錯誤或故障報警等;而事件記錄則是系統對各種系統狀態以及用戶操作等信息的記錄。報警產生時首先由實時數據庫處理和保存，然后可由界面系統顯示和確認。

　?。?）提供動畫連接。動畫連接是指畫面中圖形對象與變量或表達式的對應關系。建立動畫連接后，在界面運行系統中，圖形對象將根據變量或表達式的數據變化，改變其顏色、大小等外觀。

　?。?）提供動作腳本。力控提供動作腳本以增強對應用程序控制的靈活性。

　?。?）提供完備的安全保護機制，以保證生產過程的安全可靠。用戶管理將用戶分為操作工、班長、工程師、系統管理員等多個級別，并可根據級別限制當前用戶的行為，以有效避免生產過程中的誤操作。

　　此外還提供趨勢曲線、報表、分布式應用、配方、各種圖形，外部通訊，各種控件，內置數據表，I/O設備驅動等各種功能，但由于這里不涉及，所以暫不詳細說明。在設計過程中，“子圖”中提供了許多復雜圖片可以直接調用，“工具箱”中提供了許多繪圖工具可供使用，外部設備連接容易，編程簡單，使得整個設計過程十分容易，畫面生動形象，使用起來十分方便。

2、系統設計過程

　　創建應用程序的一般過程是：繪制圖形界面、配置I/O設備、創建數據庫并進行數據連接、建立動畫連接、運行及調試。

　　2.1、制作圖形界面

　　生產線概況：

　　膠粉生產工廠設備生產線車間包括：輪胎破碎車間、粗粉生產車間

　　精粉生產車間與分級車間。

　　輪胎破碎車間需監控的主要對象包括二臺鋼圈剝離機、二臺破碎機和它們的水溫狀態。

　　粗粉生產車間需監控的主要對象包括二臺鋼絲搓切機、二臺粗碎機、四臺中碎機和它們的水溫狀態。

　　精粉生產車間與分級車間需監控的主要對象包括十二臺精碎機及其水溫狀態和二十三臺分級機。

　　根據實際情況制作圖形界面如下（部分）：

　　這些機器都是軟件中子圖中提供的，直接粘貼上去即可，其它都是用“工具箱”里的工具畫的。

　　2.2、配置I/O設備

　　連接設備

　　該系統采用SIEMENS SIMATIC S7-200（PPI） PLC完成數據采集和底層控制過程。該PLC通過RS-232串行通訊接口與操作站相聯，可直接在操作站上對PLC進行各種控制操作，人機交互簡潔直觀。

　　SIEMENS SIMATIC S7-200（PPI） PLC使用PPI協議的連接，該協議采用串行通訊，占用計算機的串口和PLC的編程口（PPI）。S7-200（PPI） PLC的地址和波特率，停止位，數據位，校驗等參數需要使用編程軟件STEP 7 Micro DOS/WIN來設置，推薦的通訊參數如下:

　　波特率：9600;

　　數據位長度：8;

　　停止位長度:1;

　　校驗：偶校驗 。

　　定義I/O設備

　　從導航器中找到“I/O設備驅動”項并展開;展開類別“PLC”，選擇合適的設備廠商，這里選擇“Siemens（西門子）”;選擇合適的設備型號，并雙擊它，這里選擇“S7-200（PPI）”;在彈出的“I/O設備定義”對話框中定義設備的參數，如圖1所示。

圖1

　　設備定義完成后，會生成一個與物理I/O設備S7-200（PPI）對應的邏輯設備，名稱為ppi。

　　2.3、創建實時數據庫并進行數據連接

　　所謂創建數據庫，實際上就是定義數據庫變量，在這里我們為每一個設備定義數字I/O變量，為每個溫度計定義一個模擬量。然后在在DbManager中，對已創建的變量進行數據連接。其步驟為點擊“實時數據庫”，出現“數據庫組態”，雙擊“數據庫組態”，在出現的表中選擇所要的數據庫變量，在空白處雙擊，出現變量對話框，此時可定義變量，然后點擊“報警參數”，此時可設置報警參數，再點擊“數據連接”，再點擊“增加”，將該點的參數PV與ppi的地址、數據位對應起來。

　　2.4、建立動畫連接

　　由于整個系統是一個整體，則需要一個總開關來控制它的開/關，此時可用兩個按鈕開/關，還需設一個變量，這里設為start，初值設為0，表示沒有啟動，然后雙擊“開”按鈕，此時出現“動畫連接”對話框，在里面選擇“觸敏動作/左鍵動作”，出現“動作描敘”對話框，在里面選擇“按下鼠標”，然后在出現的編輯器中填入如下代碼：start=1;同理可以這樣處理“關”按鈕，不過代碼應該為：start=0。

　　當一個地方有問題，則整個系統都應該停下來，需設一個變量，這里設為t，初值設為1，表示沒有問題，然后再編程，步驟如下：在左邊的導航器里選擇“動作”，點擊它，然后在“動作”下面選擇“應用程序動作”出現“動作描敘”對話框，在里面選擇“程序運行周期執行”，在出現的編輯器中填寫如下代碼：

　　IF GetCurAlm（$ALARMTXT,s）>0 THEN//有報警

　　t=0;

　　Beep（0）;//發出響聲

　　ENDIF

　　然后設一個總變量tt=start&&t;

　　為了找出出錯位置需在“工具箱”中選擇“報警記錄”，直接粘貼在畫面上即可，運行時可在“報警記錄”中查找錯誤及出錯位置。

　　另外，在這里面涉及到四個動畫，分別為：溫度計的變化、液體的流動、風扇的轉動、輪胎的傳送。

　　1.溫度計的變化

　　溫度計里面的顯示部分是用工具箱里的“矩形”畫的，雙擊該矩形，出現“動畫連接”對話框，然后點擊“百分比填充”，在表達式中選擇對應的“模擬量”，其它按提示根據自己的愛好填寫或選擇其它部分。

　　2.液體的流動

　　液體的流動在這里使用閃爍效果來實現。在這里用工具箱里的“立體管道”畫出很小的小段，雙擊它就會出現“動畫連接”對話框，在里面選擇“顏色變化/閃爍”,出現閃爍對話框，在條件框里選擇相應的數字量（還要&&tt,tt為真表示啟動且無故障），然后在“屬性”里選擇“顏色變化”，選擇“填充色”，此時當條件為真時，則本身的顏色和“動畫連接”里的“填充色”不停變化，根據實際圖形，把多個小段連接在一起，選中它們，在菜單項中選擇“操作”，然后選擇“打成單元”，然后將其粘貼到相應位置即可。

　　3.風扇的轉動

　　風扇是用“工具箱”里的 “多邊形”畫出三個小三角形，形成風扇后，然后選中三個，在菜單里“操作”里選擇“打成組”，則它們形成了一個整體，雙擊它，此時出現“動畫連接”對話框，在里面選擇“目標移動/轉動”，在出現的對話框的條件項中選擇一個中間變量，以第一個為例，設變量為“FS1”，然后點擊“確認”，返回“動畫連接”對話框，然后選擇“一般動作”，出現程序編輯器，選擇“周期性執行”并寫入如下代碼：

　　IF （ tt== 1 && FS1 < 360 ） THEN// FS1相當于變化的角度

　　FS1 = FS1 + 36;

　　ELSE

　　FS1 = 0;

　　ENDIF

　　4. 輪胎的傳送

　　輪胎是用“工具箱”里的“橢圓”畫出來的，雙擊該輪胎，出現“動畫連接”對話框，選擇“一般動作”，出現程序編輯器，選擇“周期性執行”并寫入如下代碼：

　　IF （ tt == 1 ） THEN//啟動且無故障

　　IF this.X < 120 THEN//this.x指該輪胎橫坐標，this.y指縱坐標

　　this.X = this.X + 2;

　　ELSE IF this.X < 150 THEN

　　this.X = this.X + 1;

　　this.Y = this.Y - 2;

　　ELSE IF this.X < 200 THEN

　　this.X = this.X + 2;

　　ELSE IF this.X < 220 THEN

　　this.X = this.X + 1;

　　this.Y = this.Y + 3;

　　ELSE

　　this.X = 100;

　　this.Y = 190;

　　ENDIF

3.系統運行及調試

　　此時系統設計完成，點擊“開”按鈕，就可以運行了。若有問題則會發出報警聲，此時整個系統停止運行。這是可以從“報警記錄”表中的時間，確定相應的位號，位號實際上就是你前面所設的數據庫變量名，根據據庫變量名找出出問題的地方。維修完畢后系統又會正常運行，此時雙擊該記錄，該記錄會變顏色，狀態項會有“沒確認”變為“確認”。

　　另外，還可以在“運行系統”中選擇“特殊服務/事件記錄顯示”中查看所發生的事件，系統在運行時自動記錄系統狀態變化、操作過程等重要事件，一旦發生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶提供基礎資料。

4.小結

　　該膠粉生產線監控系統具有自動化程度較高、運行穩定、性能可靠、維護方便的特點，真正實現了統一管理，大大提高了工廠的自動化水平，在膠粉生產工廠中有較好的應用前景。經過測試運行，用戶給予了較高評價，認為利用力控開發的上位機監控程序操作方便，功能完善，綜合性強，人機界面友好，實用性好。

　　此外，該監控系統還可以接入串口設備聯網服務器中，與其它網絡連接，實現資源共享，并通過力控的Web Server將生成的所有記錄和報表發布到企業的其它管理或控制網絡上。

參考文獻

　　1.力控用戶手冊大慶三維科技股份 有限公司

　　2.王天華 組態軟件在膠粉生產線監控系統中的應用 計算機工程 2004-5