車間生產(chǎn)管理的分布式顯示系統(tǒng)

王立威，李大雁

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴陽卷煙廠，貴州貴陽 550009）

車間生產(chǎn)管理的分布式顯示系統(tǒng)

王立威，李大雁

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴陽卷煙廠，貴州貴陽 550009）

一種應(yīng)用于車間生產(chǎn)現(xiàn)場的分布式信息顯示系統(tǒng)，能夠靈活布置于車間生產(chǎn)現(xiàn)場各區(qū)域，顯示各區(qū)域不同工序的生產(chǎn)相關(guān)信息。系統(tǒng)通過中控OPC服務(wù)器，并在生產(chǎn)現(xiàn)場各區(qū)域監(jiān)控電腦上使用OPC客戶端獲取需要在該區(qū)域顯示的信息，并將信息通過無線發(fā)送模塊發(fā)送到相應(yīng)的顯示屏。

車間管理；OPC服務(wù)器；OPC客戶端；顯示系統(tǒng)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.43

1 應(yīng)用環(huán)境

該分布式顯示系統(tǒng)目前采用LED屏幕進(jìn)行顯示，系統(tǒng)運(yùn)用場景如圖1所示：在該系統(tǒng)中PLC用于控制生產(chǎn)現(xiàn)場各生產(chǎn)主機(jī)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)器獲得，監(jiān)控計算機(jī)用于監(jiān)控現(xiàn)場各工序生產(chǎn)數(shù)據(jù)，OPC服務(wù)器用于獲取需要在各LED顯示器上顯示的生產(chǎn)信息，該數(shù)據(jù)也是通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)器從PLC中獲得，在生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控計算機(jī)中運(yùn)行OPC客戶端，用于從OPC服務(wù)器中獲取相應(yīng)的需要顯示的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送至LED顯示屏幕。

圖1 分布式顯示系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境

2 系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 OPC服務(wù)器

OPC（OLE for Process Control，用于過程控制的 OLE）是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基于微軟的OLE（現(xiàn)在的Active X）、COM（部件對象模型）和DCOM（分布式部件對象模型）技術(shù)。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過程控制和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。OPC標(biāo)準(zhǔn)以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ)，它的制定是通過提供一套標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM接口完成的，通過DCOM技術(shù)和OPC標(biāo)準(zhǔn)，完全可以創(chuàng)建一個開放的、可互操作的控制系統(tǒng)軟件。OPC采用客戶/服務(wù)器模式，把開發(fā)訪問接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠家或第三方廠家，以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶，解決了軟、硬件廠商的矛盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。

由于車間使用基于Wonderware System Platform的分布式控制系統(tǒng)，因此依然使用基于該平臺的OPC服務(wù)器，在使用時只需將需要訪問的數(shù)據(jù)的名稱與訪問地址一一添加進(jìn)OPC服務(wù)器中即可，其中數(shù)據(jù)名稱作為與OPC客戶端進(jìn)行連接時使用的名稱，訪問地址為Wonderware System Platform中某個變量屬性的全名，具體可能會對應(yīng)某個PLC中的具體地址，具體配制過程這里不再祥述。

2.2 OPC客戶端程序

OPC客戶端使用Visual Studio進(jìn)行開發(fā)，功能主要包括從OPC服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)以及將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至LED顯示屏兩個部分。從OPC服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)主要使用的函數(shù)包括：

當(dāng)OPC服務(wù)器中某個數(shù)據(jù)項改變時，對應(yīng)客戶端程序會調(diào)用KepGroup_DataChange（）函數(shù)，在該函數(shù)中可以獲取改變后的信息，并將該信息發(fā)送至相應(yīng)的LED屏幕。

無線發(fā)送模塊通過USB接口與監(jiān)控電腦連接，作為USB HID設(shè)備進(jìn)行使用，OPC客戶端將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線發(fā)送模塊使用的是SpecifiedDevice.SendData（）函數(shù)。在發(fā)送信息以后，系統(tǒng)會等待與LED屏連接的無線接收模塊的回復(fù)，如果沒有收到回復(fù)，則系統(tǒng)會再次嘗試發(fā)送，直到達(dá)到最大次數(shù)。如果回復(fù)接收成功，則完成該次發(fā)送。

2.3 無線收發(fā)模塊

無線收發(fā)模塊的發(fā)送模塊通過USB接口連接生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控PC，發(fā)送模塊與接收模塊之間使用nRF24L01無線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信，無線接收模塊通過RS232接口將需要顯示的信息發(fā)送至LED液晶屏進(jìn)行顯示。無線收發(fā)模塊之間的通信如圖2所示，無線收發(fā)模塊使用STM32F103為CPU進(jìn)行設(shè)計，STM32F103是32位ARM微控制器，其內(nèi)核是Cortex-M3。

圖2 無線收發(fā)模塊通信

2.4 串口液晶顯示模塊

串口液晶顯示模塊作為該系統(tǒng)的信息輸出單元，布置于生產(chǎn)現(xiàn)場各需要顯示信息的位置，該顯示模塊使用串口與接收模塊連接，其具有以下特點：可以顯示漢字與圖形；顯示顏色為紅色；功能設(shè)置為亮度調(diào)節(jié)、滾屏方式調(diào)節(jié)等；通信方式為RS-232串口。

3 結(jié)語

該系統(tǒng)在車間現(xiàn)場使用具有實時性強(qiáng)、配置靈活、安裝方便、可擴(kuò)展性強(qiáng)、低功耗、便于維護(hù)等特點，因此該系統(tǒng)具有較強(qiáng)實用性，同時該系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場獲得了較好的使用效果。

［1］英慶，王代華，張志杰.基于nRF24L01的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（7）：68-70.

［2］王振，胡清，黃杰.基于nRF24L01的無線溫度采集系統(tǒng)設(shè)計［J］.電子設(shè)計工程，2009，17（12）：24-26.

TP278

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〔編輯 凌 瑞〕