基于Fameview的冰機遠程監控系統的設計與實現

彭強+徐龍艷+羅敏+羅春暉

收稿日期：2013-06-19

作者簡介：彭 強（1974—），男，湖北十堰人，碩士，研究方向：汽車裝備自動化。

通訊聯系人，E-mail：wuxiang991@sina.com

文章編號：1003-6199（2014）01-0058-03

摘 要：本論文是對東風裕隆公司涂裝車間冰機遠程監控系統的設計與實現。冰機遠程監控系統是在冰機室繼電器控制系統的基礎上增設的遠程監控系統，實現對冰機室遠程監控和管理，并且實現由工作人員遠程統一監控，統一管理，提高了工作效率，降低了工作故障率。論文描述了冰機監控系統的網絡結構和硬件組成，設計并完成了PLC控制圖紙及PLC控制程序，完成了上位機Fameview監控界面的設計，實現了以太網和現場總線的雙層網絡通信。

關鍵詞：可編程序控制器；CC-Link；以太網；組態

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A

Design and Implementation Remote Monitoring

System of Ice Machine Based on Fameview

PENG Qiang，XU Long-yan，LUO Min，LUO Chun-hui

（School of Electrical & Information Engineering，Hubei University of Automotive Technology， Shiyan，Hubei 442002， China）

Abstract：This topic is designed for coating workshop of ice machines of Dong feng yu long company， which is mainly about the implementation of remote monitoring system. Ice machine remote monitoring system is based on the relay control system by adding remote monitoring system， to realize the ice machine remote monitoring and management. It adopts unified management and unity remote monitoring by the staff to improve the working efficiency， reduces the working failure rate. Paper described the ice machine monitoring system network architecture and designed the drawings of the lower computer and program， completed a PC Fameview monitoring systems and network communications.

Key words：programmable logic controller；CC-Link；ethernet；supervisory control and data Acquisition

1 概 述

本課題是東風裕隆公司涂裝車間冰機遠程監控系統的設計與實現。冰機遠程監控系統是涂裝車間的溫度控制系統，如何有效控制涂裝車間的溫度是保證安全生產的前提，而如何有效的提升控制系統的自動化和高效化是企業的重要目標。

冰機控制系統的原理就是根據涂裝車間的溫度來控制各冰機站的出力，因而控制涂裝車間的溫度在一個合理的范圍之內，從而有效的節省電量資源，避免造成不必要的浪費。

2 系統分析

東風裕隆公司涂裝車間冰機遠程監控系統主要由三級組成：上位機；下位機；現場傳感器、現場執行器等。上位機為第一級，即監控級。該級主要設操作員站，通過人機交互及友好的界面對整個冰機遠程監控系統進行集中監控和在線管理。下位機即現場控制器構成第二級，其主要功能是接收安裝于被控設備上的各種傳感器傳送的數據，按控制器內部預先設置的參數和預先編制的程序來進行相應的運算，并對各被控設備進行控制，且隨時根據上位機發出的指令來調整參數或啟動有關程序以改變或啟動相應設備的監控。傳感器和執行器為第三級，其安裝于現場，負責采集數據和完成控制器發出的命令。冰機室遠程監控系統結構如圖1所示。

鑒于車間前期工程采用三菱公司PLC產品的良好運行狀況，故采用Q02CPU型PLC用來控制整個冰機室。

3 系統設計

系統設計主要包括電氣圖設計、通信設計、現場程序設計和上位機組態設計四部分。電氣圖設計，包括電源電路設計、輸入輸出模塊電路設計、主傳動控制電氣電路設計等。通信設計包括下位機與下位機之間的現場總線通信，上位機和下位機的以太網通信。程序設計含有監控程序、A/D轉換程序、總線通信程序和以太網通信程序四部分。上位機組態設計主要是利用Fameview軟件來開發相關的監控畫面和數據歷史記錄畫面[1，2]。

通信系統中，為了實現主控計算機和 PLC 之間的通信。其中，主控計算機作為服務器，固定IP，PLC作為客戶端，在主控計算機開機的情況下連接服務器。通信系統結構，如圖2所示。

3.1 CC-Link現場總線設計

CC-Link是一個以設備層為主的網絡，同時也可以覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感器層[3]。CC-Link的底層通信協議遵循RS485，提供循環傳輸和瞬時傳輸兩種通信傳輸方式。在一般情況下，CC-Link主要采用廣播-輪詢（循環傳輸）的方式進行通信。通信的具體方法是：主站將刷新數據（RY/RWw）發送到所有的從站，從站1對主站的輪詢作出響應（RX/RWr），同時向其它從站響應；然后主站輪詢從站2，從站2給出響應，并將該響應告知其它從站，以此類推。

3.2 以太網設計

使用以太網模塊的通訊步驟，以及為了與外部設備通訊，需要在開始數據通訊和開啟處理之前對以太網進行的初始化處理。通過設定以太網模塊進行數據通訊需要的最少參數，初始化處理使得與外部設備進行數據通訊成為可能。

3.3 組態界面的設計

上位機組態界面使用Fameview軟件來完成。Fameview工業數據監控系統是北京杰控公司基于Windows NT、 Windows 2000平臺開發的32位工業數據采集管理軟件系統。在冰機監控系統中包含有兩個冰機室，分別是1號冰機室和2號冰機室，還包含有溫度實時監控，要完成這些監控主要需要完成主畫面和運行數據界面的設計[4-6]。

3.3.1 主畫面的組態和功能實現

主畫面的監控包括1號冰機室監控畫面和2號冰機室監控畫面。在系統的監控中，除形象的描繪制冷站的實際連接外，將每臺設備的啟停設置在該設備的就近處，并使用不同的顏色區分設備的運行狀態。當遠程開關閉合，監控主畫面的按鈕即可控制冰機室設備的運行，并將運行狀態傳輸到監控室，在監控主畫面中實時顯示。2號冰機室主畫面分別如圖3所示。

3.3.2 冰機運行數據的組態和功能實現

根據系統任務書的要求，當系統運行時，監控系統應及時給出冰機運行參數。我們在系統中采用圖表的形式給出運行參數。監控管理人員點擊冰機室監控主畫面中的冰機室運行數據命令框，冰機室運行數據畫面彈出，在屏幕顯示冰機室運行數據。 在冰機室運行數據中會顯示一分鐘內冰機冷卻水進出口水溫、冷凍水進出口水溫。監控管理人員可以通過運行參數及時了解冰機的運行狀況。根據運行狀況可以準確的操作冰機室設備的啟停。2號冰機室冰機運行數據畫面分別如圖4所示。

4 結 論

通過現場實際運行，系統達到了設計要求，運行效果較好，運行穩定、可靠，靈活地實現了復雜的任務，具有較高的自動化水平。同時，該系統設計合理、安全可靠，減輕了工人的勞動強度，減少了設備運行的故障，提高了生產效率。

參考文獻

[1] 王嶺. 基于Fame View的散糧監控系統設計與實現[D]. 武漢：武漢理工大學，2008.

[2] 郭慶. 基于組態軟件和PLC的冰淇淋機遠程監控系統的研究[D]. 南京：東南大學，2009.

[3] 侯浪. 三菱Q PLC應用技術研究[D]. 武漢：武漢理工大學，2008.

[4] 楊曉軍. 冰蓄冷空調控制系統的設計與應用[D]. 西安：西安理工大學，2007.

[5] 姜麗芳. 基于PLC的水電站閘門監控系統的研究[D] . 哈爾濱：東北農業大學，2008.

[6] 何竹青. 基于PLC的硬冰激凌機測控系統研究與實現[D]. 南京：東南大學，2009.

3.2 以太網設計

使用以太網模塊的通訊步驟，以及為了與外部設備通訊，需要在開始數據通訊和開啟處理之前對以太網進行的初始化處理。通過設定以太網模塊進行數據通訊需要的最少參數，初始化處理使得與外部設備進行數據通訊成為可能。

3.3 組態界面的設計

上位機組態界面使用Fameview軟件來完成。Fameview工業數據監控系統是北京杰控公司基于Windows NT、 Windows 2000平臺開發的32位工業數據采集管理軟件系統。在冰機監控系統中包含有兩個冰機室，分別是1號冰機室和2號冰機室，還包含有溫度實時監控，要完成這些監控主要需要完成主畫面和運行數據界面的設計[4-6]。

3.3.1 主畫面的組態和功能實現

主畫面的監控包括1號冰機室監控畫面和2號冰機室監控畫面。在系統的監控中，除形象的描繪制冷站的實際連接外，將每臺設備的啟停設置在該設備的就近處，并使用不同的顏色區分設備的運行狀態。當遠程開關閉合，監控主畫面的按鈕即可控制冰機室設備的運行，并將運行狀態傳輸到監控室，在監控主畫面中實時顯示。2號冰機室主畫面分別如圖3所示。

3.3.2 冰機運行數據的組態和功能實現

根據系統任務書的要求，當系統運行時，監控系統應及時給出冰機運行參數。我們在系統中采用圖表的形式給出運行參數。監控管理人員點擊冰機室監控主畫面中的冰機室運行數據命令框，冰機室運行數據畫面彈出，在屏幕顯示冰機室運行數據。 在冰機室運行數據中會顯示一分鐘內冰機冷卻水進出口水溫、冷凍水進出口水溫。監控管理人員可以通過運行參數及時了解冰機的運行狀況。根據運行狀況可以準確的操作冰機室設備的啟停。2號冰機室冰機運行數據畫面分別如圖4所示。

4 結 論

通過現場實際運行，系統達到了設計要求，運行效果較好，運行穩定、可靠，靈活地實現了復雜的任務，具有較高的自動化水平。同時，該系統設計合理、安全可靠，減輕了工人的勞動強度，減少了設備運行的故障，提高了生產效率。

參考文獻

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[4] 楊曉軍. 冰蓄冷空調控制系統的設計與應用[D]. 西安：西安理工大學，2007.

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[6] 何竹青. 基于PLC的硬冰激凌機測控系統研究與實現[D]. 南京：東南大學，2009.

3.2 以太網設計

使用以太網模塊的通訊步驟，以及為了與外部設備通訊，需要在開始數據通訊和開啟處理之前對以太網進行的初始化處理。通過設定以太網模塊進行數據通訊需要的最少參數，初始化處理使得與外部設備進行數據通訊成為可能。

3.3 組態界面的設計

上位機組態界面使用Fameview軟件來完成。Fameview工業數據監控系統是北京杰控公司基于Windows NT、 Windows 2000平臺開發的32位工業數據采集管理軟件系統。在冰機監控系統中包含有兩個冰機室，分別是1號冰機室和2號冰機室，還包含有溫度實時監控，要完成這些監控主要需要完成主畫面和運行數據界面的設計[4-6]。

3.3.1 主畫面的組態和功能實現

主畫面的監控包括1號冰機室監控畫面和2號冰機室監控畫面。在系統的監控中，除形象的描繪制冷站的實際連接外，將每臺設備的啟停設置在該設備的就近處，并使用不同的顏色區分設備的運行狀態。當遠程開關閉合，監控主畫面的按鈕即可控制冰機室設備的運行，并將運行狀態傳輸到監控室，在監控主畫面中實時顯示。2號冰機室主畫面分別如圖3所示。

3.3.2 冰機運行數據的組態和功能實現

根據系統任務書的要求，當系統運行時，監控系統應及時給出冰機運行參數。我們在系統中采用圖表的形式給出運行參數。監控管理人員點擊冰機室監控主畫面中的冰機室運行數據命令框，冰機室運行數據畫面彈出，在屏幕顯示冰機室運行數據。 在冰機室運行數據中會顯示一分鐘內冰機冷卻水進出口水溫、冷凍水進出口水溫。監控管理人員可以通過運行參數及時了解冰機的運行狀況。根據運行狀況可以準確的操作冰機室設備的啟停。2號冰機室冰機運行數據畫面分別如圖4所示。

4 結 論

通過現場實際運行，系統達到了設計要求，運行效果較好，運行穩定、可靠，靈活地實現了復雜的任務，具有較高的自動化水平。同時，該系統設計合理、安全可靠，減輕了工人的勞動強度，減少了設備運行的故障，提高了生產效率。

參考文獻

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[2] 郭慶. 基于組態軟件和PLC的冰淇淋機遠程監控系統的研究[D]. 南京：東南大學，2009.

[3] 侯浪. 三菱Q PLC應用技術研究[D]. 武漢：武漢理工大學，2008.

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[6] 何竹青. 基于PLC的硬冰激凌機測控系統研究與實現[D]. 南京：東南大學，2009.