一種基于以太網(wǎng)技術(shù)的涂料生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4．1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行流程如圖3所示。PLC控制分手動(dòng)、自動(dòng)控制兩種，系統(tǒng)一般使用自動(dòng)控制，手動(dòng)控制主要在系統(tǒng)檢修或參數(shù)調(diào)試時(shí)使用?，F(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制是由用戶在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手動(dòng)操作按鈕決定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制具有比PLC控制更高的優(yōu)先權(quán)。

從生產(chǎn)安全角度考慮，PLC控制系統(tǒng)中采用三重保護(hù)措施：

(1)低限即停。在自動(dòng)狀態(tài)下出料時(shí)，物料罐內(nèi)現(xiàn)有物料量低于150 kg后電機(jī)會(huì)立即停止，以防罐內(nèi)料位低于變送器測(cè)量口，造成變送器無(wú)法測(cè)量物料變化而引起失控。

(2)出料量長(zhǎng)時(shí)間不變即停。在自動(dòng)狀態(tài)下出料時(shí)，如果出料量在10 s內(nèi)無(wú)變化，說(shuō)明變送器無(wú)法正常檢測(cè)物料變化，此時(shí)電機(jī)會(huì)立即停止。

(3)緊急停車。在自動(dòng)狀態(tài)下出料時(shí)，如需立即中斷出料可點(diǎn)擊觸摸屏上的“緊急停車”按鈕，此時(shí)電機(jī)會(huì)立即停止。

圖3 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行流程圖

4．2觸摸屏設(shè)計(jì)

4．2．1觸摸屏參數(shù)設(shè)置

本地觸摸屏HMI B與PLC通過(guò)串口通信，通訊參數(shù)設(shè)置必須一致。本系統(tǒng)中將“波特率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、停止位、奇偶校驗(yàn)”設(shè)置為“19 200、7、2、E”。

遠(yuǎn)程觸摸屏HMI A通過(guò)以太網(wǎng)與本地觸摸屏HMI B通信。以太網(wǎng)連接的方式有兩種：一種是使用平行網(wǎng)絡(luò)線，搭配集線器使用；另一種是使用跳接網(wǎng)絡(luò)線，不需使用集線器，這種方式只限使用在一對(duì)一聯(lián)機(jī)的情況下(HMI A對(duì)HMI B)。本系統(tǒng)采用第二種連接方式。兩臺(tái)HMl分別設(shè)置好局域網(wǎng)IP地址。為了兩臺(tái)HMI通訊成功，還需引入主、從機(jī)概念。主機(jī)外接PLC，從機(jī)通過(guò)主機(jī)連接PLC(遠(yuǎn)端)。

4．2．2觸摸屏畫面設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)控要求，共設(shè)計(jì)了登錄畫面、主畫面、斜率修正和基準(zhǔn)修正畫面、出料設(shè)置畫面、報(bào)警記錄畫面和工況數(shù)據(jù)畫面等幾個(gè)主要界面。現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化都可以在觸摸屏上顯示，并可以通過(guò)觸摸屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和監(jiān)控。

(1)登錄畫面。系統(tǒng)設(shè)定操作員、管理員兩個(gè)不同用戶，登錄界面需要用戶名和密碼，根據(jù)不用的用戶可以預(yù)先設(shè)置不同的操作權(quán)限。

(2)斜率修正和基準(zhǔn)修正畫面?；鶞?zhǔn)修正是用于修正每次出料時(shí)出現(xiàn)的固定偏差；斜率修正是用來(lái)修正由于溫度變化或者更換物料引起的物料密度變化。隨著環(huán)境溫度的變化、物料的改變，出料精度會(huì)受到影響，操作者可以通過(guò)微調(diào)參數(shù)，修正提高出料精度。此功能只有管理員具備。

(3)出料設(shè)置畫面。操作員在出料設(shè)置中不能自行設(shè)置出料，而是由管理員預(yù)先在觸摸屏上或通過(guò)上位計(jì)算機(jī)設(shè)置好出料量，供操作員選擇出料。通過(guò)此方式，管理員可控制操作員生產(chǎn)時(shí)過(guò)量使用原料，從而有效降低成本。

4．3上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。軟件設(shè)計(jì)主要包括：主畫面、柱狀圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警記錄查詢、參數(shù)設(shè)置、web發(fā)布等。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分為客戶端／服務(wù)器(Client／Server，C／S)和瀏覽器／服務(wù)器(Browser／Server，B／S)兩種模式。C／S模式由客戶端和服務(wù)器組成，服務(wù)器具有數(shù)據(jù)采集、控制和與客戶端通信的功能，客戶端則包括與服務(wù)器通信和用戶界面模塊。C／S模式需要安裝客戶端軟件，對(duì)客戶端的性能要求較高，使用和維護(hù)不便。B／s模式由瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成，B／S模式基于標(biāo)準(zhǔn)的Hn’P和TCW IP開放性協(xié)議，開發(fā)和維護(hù)完全集中在服務(wù)器端，減輕客戶端的負(fù)擔(dān)，而且客戶端只配置瀏覽器，具有良好的擴(kuò)展能力和跨平臺(tái)性舊o。對(duì)B／s模式和C／S模式進(jìn)行比較，B／S模式要優(yōu)于C／S模式。組態(tài)王的Web發(fā)布功能采用B／S模式，可以實(shí)現(xiàn)畫面發(fā)布和數(shù)據(jù)發(fā)布。用于Web發(fā)布的計(jì)算機(jī)(Web站)要安裝并綁定TCP／IP協(xié)議，本系統(tǒng)中上位計(jì)算機(jī)既是控制站，又是Web服務(wù)站。

圖4上位機(jī)監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)圖

4．4網(wǎng)絡(luò)瀏覽

在進(jìn)行IE訪問(wèn)時(shí)，需要知道被訪問(wèn)程序的端口號(hào)，默認(rèn)為80。

遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)(客戶端)也要安裝有TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，且上位計(jì)算機(jī)已發(fā)布工程，發(fā)布的工程正處于運(yùn)行狀態(tài)，否則客戶端無(wú)法登錄。在網(wǎng)絡(luò)正常的前提下，客戶端打開Intemet Explorer瀏覽器，在地址欄中按以下格式輸入地址：http：／／發(fā)布站點(diǎn)機(jī)器名(或IP地址)：組態(tài)王Web定義端口號(hào)，按下回車鍵即可彈出用戶登錄對(duì)話框，輸入用戶名和口令后，會(huì)彈出發(fā)布的Web組、點(diǎn)擊Web組進(jìn)入相應(yīng)的畫面，即可進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)監(jiān)控。

5 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了涂料生產(chǎn)中原料投放的自動(dòng)控制、操作人員的生產(chǎn)管理和生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的記錄、報(bào)警等功能，既保證了生產(chǎn)的安全性和高效性，又降低了操作管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全廠集中管理和監(jiān)控。該系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用，控制效果理想。