某洗護用品生產線的上位機監控系統設計

李善香 廣東省汕頭市澄海職業技術學校

某洗護用品生產線的上位機監控系統設計

李善香 廣東省汕頭市澄海職業技術學校

本文主要介紹利用世紀星工控組態軟件開發某洗護用品生產線的上位機監控系統，根據其生產工藝流程的要求，其生產線上位機監控系統利用世紀星工控組態軟件進行設計相關方案，用工控機及組態軟件編輯界面組成上位機，并與設計下位機PLC程序進行通訊，實現對整個生產線系統的實時監控、計算機強制控制、報表顯示和數據存儲等功能，具有良好的實際應用價值。

上位機 生產 動態 自動

1 引言

隨著工業自動化水平日益提高，眾多工業企業均面臨著傳統生產線的改造和重新設計問題。從20世紀60年代，計算機就開始涉足工業過程控制，但由于計算機技術人員缺乏工廠儀表和工業過程的知識，導致計算機工業過程控制系統在各行業的推廣速度比較緩慢。直到20世紀70年代，微處理器的出現，才促進計算機控制技術走向成熟。而隨后的20年間，DCS（Distributed Control System,集散式控制系統）及其計算機控制技術日趨成熟，并得到廣泛應用。組態軟件（亦稱為監控組態軟件或工控組態軟件）就是伴隨著DCS的出現逐漸被廣大的生產過程自動化技術人員所熟悉。因其有數據采集和輸出、數據處理、數據顯示和保存等幾個典型的特點，從而在工業生產控制過程中展現出了廣闊的應用前景。

圖1 操作員登錄界面

圖2 實時報警界面

2 世紀星組態軟件介紹

《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口軟件系統，運行于Windows 98/2000/NT/ XP/WINDOWS7操作系統平臺，充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學易用的特點。它比以往使用專用機開發的工業控制系統更有通用性，并且可以利用PC機豐富的軟件資源進行二次開發。世紀星組態軟件開發系統是其應用程序的集成開發環境。開發者在這個環境中完成工況畫面的設計、數據庫定義、動畫連接、設備安裝、命令語言編寫等。開發系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，對應于控制對象的特性，對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作方法。

3 某洗護用品生產線上位機設計

3.1 某洗護用品生產線的操作流程

圖3 工程配方界面

圖4 組態報表界面

根據某洗護用品生產線的要求，操作人員對上位機的操作順序為：管理員登陸—輸入操作員序號—選擇班次—選擇本班次生產的洗護用品種類—輸入對應的配料序號。接著整個組態系統就可以開始監測了，否則，系統不會進行實時的監測，只能靠外圍手動進行拌和。

3.1.1 操作員登陸

本系統操作員登陸采用第3方控件的形式進行，系統選擇ACCESS作為第3方控件進行調用，先做2個內存整數變量（連接句柄、語句句柄）作為調用，將其最大值設成1e+009。并且在組態系統中可以進行操作員的查詢，刪除，添加等操作，界面如圖1所示。

3.1.2 報警窗口

本系統采用的是實時報警窗口，既在設定變量時設定變量的上下限報警值，當拌和系統運做時，便會實時讀取外面秤與PLC送來的值，并檢測是否與所設定的報警值相符，如果超過上下限報警值，則會自動報警，操作員聽到報警后，須將報警解除，方可繼續工作。其報警窗口如圖2所示。

3.1.3 工程配方管理

本系統一共應用到的工程配方有3個（當前產品設定值、香精桶條形碼、TJ_3線稱量與拌和條形碼/ TJ_4線稱量與拌和條形碼）。

在工程管理器中選“工程配方管理”選項—單擊“新建”圖標，彈出“新建工程配方”對話框—輸入配方名后單擊“確定”按鈕，彈出“工程配方定義”對話框。工程管理器中的工程配方定義模板生成工程配方模板文件的方法方便而簡單，只需要在相應表格中填入項目名、變量類型、變量名、配方值即可自動創建.csv格式的工程配方模板文件。在工程配方設定好后，每當系統調用時，都會自動改變。圖3為當前產品設定值的部分工程配方。

3.1.4 組態報表的打印

本系統使用的報表模板是類似于Excel的系統自帶的.csv報表形式，世紀星的報表功能非常強大。按照寶潔公司的要求，報表要按照一定的格式打印出來，這也是我們最后選擇世紀星組態的一個原因。

在世紀星的開發系統中，選擇“文件→組態報表模板”，彈出編輯組態報表模板對話框，世紀星組態報表模板的使用方法有些類似電子表格，每個單元用所在的行列數唯一標識，行用1、2、3...100等標識，缺省最大行數為100，可增加行、列用A、B、C、...Z等標識，缺省最大列到Z，可增加列，增加后的列用AA、AB、AC...等標識。要在某單元中輸入數據，應用鼠標左鍵雙擊該單元，單擊選擇變量按鈕，在變量列表中選中某變量后按“確定”或用鼠標左鍵雙擊要選擇的變量，格式模板中的該單元格中會有“@變量名”字樣，在世紀星運行系統中的組態報表中可得到該變量的實時數據。其運行后報表的存儲方式如圖4所示。

3.1.5 畫面連接

本系統中，畫面與畫面之間的連接，畫面與設備間的連接相當多，可以用（ShowWindow）等命令進行連接，圖5為工藝流程的動畫連接，從該連接能很直觀的看到外圍設備的運行情況，并進行監控。

4 結束語

經仿真操作及現場操作運行，發現本系統能較好地針對工業監控系統的需要，實現對工業現場的監督、控制及報警等功能，使操作人員通過現場的計算機，就可以了解、控制、處理工業現場的狀況。因而本系統具有以下優點：

①層次清楚。整個系統以組態軟件的兩大結構為核心，對組成開發環境和運行環境的三大模塊庫的開發、設計進行詳細闡述，分別給出了組態軟件與外部設備（3個表計與一個PLC）之間的通信，保證了本系統的監控性。

②良好的人機界面。此人機界面能體現出監控對象的動態變化，監控界面直觀形象。

③統一性。本套系統與寶潔之前所做的系統相符合，使操作人員能更快的熟悉并應用本套系統，無須再經過培訓。

[1]王亞民等.組態軟件設計與開發,第一版,西安電子科技大學出版社,2003年

[2]胡武.計算機監控軟件中實時數據庫系統的研制,測控技術,2000年