基于Wonderware System Platform的DCS系統(tǒng)在煙草企業(yè)制絲車間的應(yīng)用

王立威

摘要：文章介紹了一種應(yīng)用于卷煙廠制絲車間，基于Wonderware System Platform的DCS系統(tǒng)（分布式控制系統(tǒng)），該系統(tǒng)能夠?qū)χ平z生產(chǎn)線各工序設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并配制有歷史數(shù)據(jù)庫對各工序傳感器數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與查詢，同時(shí)可以通過網(wǎng)頁服務(wù)器將監(jiān)控畫面以網(wǎng)頁的形式進(jìn)行發(fā)布。

關(guān)鍵詞：Wonderware System Platform；DCS系統(tǒng)；生產(chǎn)監(jiān)控；煙草企業(yè)；制絲車間 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP311 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0042-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.021

1 卷煙廠制絲車間應(yīng)用環(huán)境

卷煙廠制絲車間生產(chǎn)線一般由若干工序組成，包括煙包解包、松散回潮、加料、切絲、烘絲、摻配、加香等工序如圖1所示：

圖1 制絲車間生產(chǎn)工序 圖2 單個(gè)工序PLC控制系統(tǒng)示例

每個(gè)工序由各自的PLC進(jìn)行控制，如圖2所示：

使用基于Wonderware System Platform的分布式控制系統(tǒng)能夠組建車間模型，將各工序控制設(shè)備組建到System Platform（系統(tǒng)平臺(tái)）下，通過System Platform IDE（系統(tǒng)平臺(tái)集成開發(fā)環(huán)境）進(jìn)行配制、部署，從而實(shí)現(xiàn)對車間各工序設(shè)備的監(jiān)控，一種系統(tǒng)平臺(tái)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)平臺(tái)拓?fù)鋱D

在該平臺(tái)下PLC作為現(xiàn)場設(shè)備的控制器，對現(xiàn)場設(shè)備的各種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并控制現(xiàn)場各種執(zhí)行裝置完成工序作業(yè)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器運(yùn)行與管理工廠模型，同時(shí)對現(xiàn)場PLC的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并按照需要將數(shù)據(jù)分發(fā)到各監(jiān)控計(jì)算機(jī)與各臺(tái)服務(wù)器，平臺(tái)配置數(shù)據(jù)庫（Galaxy Repository）存儲(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)的配制數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)庫運(yùn)行IndustrialSQL Server? Historian軟件，存儲(chǔ)各種需要保存的歷史數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)庫對生產(chǎn)管理提供支持，Web服務(wù)器可以將監(jiān)控畫面通過互聯(lián)網(wǎng)向遠(yuǎn)程發(fā)布，監(jiān)控計(jì)算機(jī)運(yùn)行InTouch? HMI，可以對各工序的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。

2 工廠模型的建立

2.1 System Platform中類與對象的概念

Wonderware System Platform使用類（模版）與對象（實(shí)例）的概念來組建與管理工廠模型，該方法使用類似面向?qū)ο蟮木幊痰乃枷?，工廠模型中的各種實(shí)例（Instance）皆由模版（template）生成，實(shí)例繼承模版的各種屬性（data）與方法（Script），模版之間也可以存在繼承關(guān)系，子模版繼承父模版的屬性與方法，如圖4所示：

圖4 模版與對象示例

2.2 在System Platform IDE中創(chuàng)建車間模型

在System Platform IDE中創(chuàng)建的車間模型如圖5所示：

圖5 制絲生產(chǎn)線層次模型 圖6 制絲系統(tǒng)中添加的各實(shí)例

在模型的制絲系統(tǒng)中添加$WinPlatform實(shí)例、$AppEngine實(shí)例、$ViewEngine實(shí)例、$DDESuiteLinkClient實(shí)例，其中$WinPlatform實(shí)例作為$AppEngine實(shí)例與$ViewEngine實(shí)例的容器，與平臺(tái)中的計(jì)算機(jī)對應(yīng)，$DDESuiteLinkClient實(shí)例對系統(tǒng)中的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與寫入，$AppEngine實(shí)例運(yùn)行車間模型。

$InTouchViewApp模版用于生成在各監(jiān)控計(jì)算機(jī)運(yùn)行的監(jiān)控應(yīng)用，使用$InTouchViewApp模版生成新的模版，如$InTouchViewApp001、$InTouchViewApp002等，通過Intouch Window Maker可以對$InTouchViewApp001進(jìn)行編輯，在$InTouchViewApp001中添加監(jiān)控窗口，由$InTouchViewApp001生成的實(shí)例被放入對應(yīng)$ViewEngine中運(yùn)行。制絲系統(tǒng)中添加的各實(shí)例如圖6所示。

2.3 在System Platform IDE中對模型中的各實(shí)例進(jìn)行部署

部署指的是對平臺(tái)的每個(gè)計(jì)算機(jī)的功能進(jìn)行分配，如圖7所示，其中GR是配制數(shù)據(jù)庫，Web作為網(wǎng)頁服務(wù)器使用，每個(gè)生產(chǎn)段各有監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集1是數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集1_1作為數(shù)據(jù)采集1的冗余服務(wù)器，AE001_1是由$AppEngine模版生成的實(shí)例，DDESuiteLinkClient001是由模版$DDESuiteLinkClient生成的實(shí)例，ViewEngine切絲段監(jiān)控是由$ViewEngine模版生成的實(shí)例，InTouchViewApp切絲段監(jiān)控是由模版$InTouchViewApp的子模版生成的實(shí)例。

圖7 平臺(tái)計(jì)算機(jī)的部署

2.4 對模版$DDESuiteLinkClient的實(shí)例的參數(shù)設(shè)置

$DDESuiteLinkClient模版的實(shí)例用于對PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，如圖7中的DDESuiteLinkClient001，雙擊DDESuiteLinkClient001進(jìn)入該實(shí)例的屬性設(shè)置頁面，如圖8所示：

圖8 DDESuiteLinkClient001屬性設(shè)置頁面

在該頁面中Server node項(xiàng)填入運(yùn)行DAServer的計(jì)算機(jī)的名稱，Server name填入DASSIDirect，Communication protocol選擇SuiteLink。DAServer是一個(gè)用于讀寫PLC數(shù)據(jù)的服務(wù)程序，別的應(yīng)用程序能夠通過DAServer對PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，由于篇幅限制，對于DAServer的設(shè)置這里不再說明。在圖8所示頁面中選擇Topic，進(jìn)入如圖9所示頁面：endprint

圖9 Topic頁面中的設(shè)置

在該頁面中Avialable topics填入在DAServer中填入的Device Groups中的項(xiàng)，Attribute中填入在Wonderware System platform中引用的名稱，Item Reference中填入的是與Attribute中的項(xiàng)對應(yīng)的DAServer中設(shè)置的Device Items中的項(xiàng)，Attribute中的項(xiàng)對應(yīng)PLC中數(shù)據(jù)的地址在DAServer中通過Device Items中的項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。

2.5 對模型的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置

下面以松散回潮機(jī)中的滾筒電機(jī)為例，打開滾筒電機(jī)的屬性設(shè)置頁面如圖10所示：

圖10 滾筒電機(jī)的屬性設(shè)置頁面

在該圖Field attribute中可以添加該實(shí)例的屬性，如上圖添加的Alarm、Statue、Speed_PV、Speed_SP，其中Alarm、Statue為開關(guān)量變量，Speed_PV、Speed_SP為模擬量變量。如圖10所示，Speed_PV的Access mode為Input，其Input source為DDESuiteLinkClient001.Topic_SSHC.Motor1_Speed_PV，該設(shè)置與圖9的設(shè)置相對應(yīng)。

2.6 操作界面的制作

通過Intouch Window Maker對$InTouchViewApp的子模版$InTouchViewApp松散回潮段進(jìn)行編輯，可以制作該段的操作界面，制作的界面框架如圖11所示：

圖11 松散回潮段監(jiān)控界面框架

從該操作界面可以看出，該工段由解包機(jī)械手、切片機(jī)、松散回潮機(jī)、風(fēng)選除雜機(jī)、激光除雜機(jī)、儲(chǔ)葉柜等部分組成，與圖5中所建立的生產(chǎn)線模型對應(yīng)。每個(gè)段都有各自的監(jiān)控界面，這里不再敘述。

3 結(jié)語

通過構(gòu)建基于Wonderware System Platform的DCS系統(tǒng)能夠在車間層級對生產(chǎn)流程進(jìn)行規(guī)劃；對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、管理；對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行整體監(jiān)控。由于Wonderware System Platform具有良好的開放性，有利于生產(chǎn)車間根據(jù)自己需要將第三方應(yīng)用集成在管理平臺(tái)中用于對已有功能進(jìn)行擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 裴玉玲，余兵.煙草行業(yè)中基于Wonderware-Fs的企業(yè)級能源監(jiān)控管理平臺(tái)[J].計(jì)算機(jī)控制、監(jiān)測與管理，2005，（8）.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint