1．前言 根據(jù)巴陵股份技字（2000）22號(hào)文，于2000年9月成立改造組對(duì)尿素產(chǎn)品部水處理PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過去兄弟單位學(xué)習(xí)和調(diào)研，考慮到公司內(nèi)部局域網(wǎng)和ERP系統(tǒng)的建立，適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)控制，決定控制站選用美國通用電氣公司GM FANUC的90-30PLC及其軟件LOGICMASTER，操作站選用DELL工控機(jī)，軟件方面選用WINDOWS NT 和INTOUCH7.0。在此我只針對(duì)INTOUCH7.0的特點(diǎn)及其在水處理中的應(yīng)用開發(fā)進(jìn)行介紹。 2．InTouch的特點(diǎn) InTouch是美國Wonderware公司開發(fā)的世界上第一個(gè)集成的、基于組件的MMI系統(tǒng)——FactorySuite 2000中的一個(gè)核心組件。它具有世界領(lǐng)先的HMI（人機(jī)接口界面）和面向?qū)ο蟮膱D形開發(fā)環(huán)境，便于高效、快捷地配置用戶的應(yīng)用程序。目前，有很多工控組態(tài)軟件，如InTouch 、iFix、LabView，國產(chǎn)的有“組態(tài)王”、“世紀(jì)星”等。InTouch和這些軟件相比，主要特點(diǎn)是： 1、在性能上，InTouch對(duì)核心代碼進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)行效率比較高。經(jīng)過了完備的測(cè)試和運(yùn)行考驗(yàn)。目前世界上有12萬套以上的InTouch系統(tǒng)在運(yùn)行，因而該軟件的可靠性和穩(wěn)定性是非常高的。 2、最大限度的開放性。InTouch的運(yùn)行環(huán)境是Win98/95/NT，基本的通訊格式包括“快速DDE”和SuiteLink。其中, 快速DDE兼容微軟的DDE，因此許多Win95/98/NT下運(yùn)行的軟件都可以與InTouch直接通訊。為了與其他設(shè)備通訊，InTouch有600種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件（I/O Server），可以與不同的設(shè)備通訊，特別是在與PLC的通訊方面。包括：Siemens、Modicon、Opto 22、square D、ABB、GE等。甚至，也可以利用第三方Server。InTouch還提供了一個(gè)工具軟件，幫助編寫通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件。 3、 網(wǎng)絡(luò)功能。InTouch支持微軟的各種網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)非常簡(jiǎn)單。它具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，通過傳統(tǒng)的DDE和擴(kuò)展的NetDDE的方式，可與本機(jī)和其它計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)交換數(shù)據(jù)。同時(shí)，它支持通過ODBC訪問各種類型的數(shù)據(jù)庫，便于系統(tǒng)的綜合管理。 　　另外，它支持標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX技術(shù)，使得用戶可以輕松地為自己的應(yīng)用程序開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)多媒體功能。 4、數(shù)據(jù)庫功能。InTouch除了自身帶有數(shù)據(jù)庫以外，還支持SQL語言，可以方便地與其他數(shù)據(jù)庫連接。 5、 易使用和掌握。InTouch的編程因?yàn)榉椒ǚ浅：?jiǎn)單，所以多稱為組態(tài)，是面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程人員，任何專業(yè)的工程技術(shù)人員和維修人員都可以掌握。一方面縮短了應(yīng)用開發(fā)周期，另一方面方便了用戶修改和開放上位軟件。 6、 InTouch提供了各種強(qiáng)大功能，通過組態(tài)完全可以滿足用戶在操作、顯示、記錄上的各種特殊要求。 7、InTouch有多種繪圖工具和豐富的圖形庫，可以做出非常易于操作和漂亮的畫面。它在報(bào)警和歷史趨勢(shì)方面的功能，極大地方便了對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控。 基于以上原因，我們選擇InTouch作為操作站軟件的開發(fā)工具。 3．系統(tǒng)簡(jiǎn)介 系統(tǒng)配置如圖1所示。系統(tǒng)構(gòu)成分為三個(gè)層結(jié)構(gòu)：上級(jí)管理操作層由兩個(gè)操作站和調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成；下層的PLC控制層由CPU，通訊模塊機(jī)I/O模塊組成；采用最通用的以太網(wǎng)，整個(gè)系統(tǒng)具有優(yōu)良的擴(kuò)展性，在各個(gè)層次上用戶可以自由擴(kuò)展，上層可隨意增加操作站，數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)和管網(wǎng)通訊結(jié)點(diǎn)等；下層可以繼續(xù)加中間為通訊層，是一個(gè)典型的集散控制系統(tǒng)。 4．軟件設(shè)計(jì) 4．1畫面組態(tài) 首先進(jìn)行標(biāo)記名字典定義。在InTouch中，數(shù)據(jù)主要分為內(nèi)存型和I/O型。其中，內(nèi)存型數(shù)據(jù)為InTouch程序內(nèi)部定義的變量（如年，月，日），I/O型數(shù)據(jù)的來源一般為其它計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)或本機(jī)運(yùn)行的其它程序（如I/O Server），生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有數(shù)據(jù)就是I/O型，若要在操作站的動(dòng)態(tài)畫面上顯示，就必須在標(biāo)記名字典中定義，且與控制站（PLC）的內(nèi)部地址一一對(duì)應(yīng)。 接著共設(shè)計(jì)了20余幅操作畫面，包括流程體畫面、報(bào)警畫面、流量和液位趨勢(shì)圖畫面、PID調(diào)節(jié)畫面、退出和登錄畫面、硅量和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示畫面等。工藝人員能構(gòu)造操作畫面上直觀地看到工藝流程，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。對(duì)重要閥門設(shè)置了手動(dòng)開關(guān)按鈕，能夠在控制室內(nèi)手動(dòng)開關(guān)重要閥門，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所有的工藝操作度可用鼠標(biāo)在相應(yīng)的畫面上進(jìn)行，操作方便，界面友好。各閥們的開關(guān)狀態(tài)在畫面上用不同的顏色區(qū)分，即綠開紅關(guān)。 四套PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)原采用KMS調(diào)節(jié)，現(xiàn)改造為利用PLC中的PID模塊控制，在InTouch中設(shè)置調(diào)節(jié)畫面，畫面上除保留KMS面板上的各項(xiàng)功能外還設(shè)置了趨勢(shì)畫面，通過調(diào)用趨勢(shì)圖可進(jìn)行參數(shù)整定及查看各參數(shù)的歷史。在畫面上可直接修改調(diào)節(jié)器PID參數(shù)及正反作用。 4．2數(shù)據(jù)通訊 在InTouch中，內(nèi)存型數(shù)據(jù)為InTouch程序內(nèi)部定義的變量，不需要通過I/O Server即可進(jìn)行訪問；I/O型數(shù)據(jù)的來源一般為其它計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)或本機(jī)運(yùn)行的其它程序，這類數(shù)據(jù)由InTouch通過NetDDE或DDE的方式獲得。 在本系統(tǒng)中，操作站采集控制站（PLC）中來自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，將控制命令傳給控制站，以此監(jiān)控生產(chǎn)過程。然而，通常操作站無法直接從控制站中取得數(shù)據(jù)，這時(shí)需要一個(gè)通訊接口——I/O Server。由于，本系統(tǒng)操作站與控制站之間通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接，并且控制站為GE 的PLC，因此應(yīng)該選用GE型號(hào)的I/O Server。假設(shè)控制站（PLC）和運(yùn)行I/O Server的計(jì)算機(jī)的IP地址分別為202.202.202.1、202.202.202.10、202.202.202.20，則I/O Server中Topic Definition的設(shè)置為： Topic Name——Series90（任意定義）； IP Adrress——202.202.202.1（PLC的地址）。 Program Name——-PROJECT 這樣，I/O Server就可以從下位機(jī)取得數(shù)據(jù)了。而要讓InTouch從I/O Server中取到正確的數(shù)據(jù)，還必須為每個(gè)I/O變量定義Access Name： 其中，Access Name可任取，如PLC，其余參數(shù)分別為： Node Name——202.202.202.20（I/O Server所在結(jié)點(diǎn)的IP地址）； Application Name——GEHCS（GE Ethernet的程序名）； Topic Name——Series90（I/O Server中定義的Topic Name）。 4．3系統(tǒng)監(jiān)控 系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)工控機(jī)發(fā)出報(bào)警聲，點(diǎn)擊操作畫面上的報(bào)警燈進(jìn)入報(bào)警畫面可看到具體報(bào)警內(nèi)容。并且所有發(fā)生的報(bào)警均有48小時(shí)的歷史記錄。InTouch可以為每個(gè)數(shù)據(jù)定義它的報(bào)警信息，模擬量還可定義高、低、高高、低低報(bào)警值，并且可以通過條件腳本或、數(shù)據(jù)值改變腳本和用戶編制的快速腳本處理各種報(bào)警信息，如彈出報(bào)警窗口或聲音提示。例如，要監(jiān)控陰床硅量過高的情況，就可以定義一個(gè)motor1.HiStatus的條件腳本，并在On True腳本框中寫上： 4．4系統(tǒng)安全 系統(tǒng)安全問題是每一個(gè)操作站軟件設(shè)計(jì)人員必須考慮的，Windows NT操作系統(tǒng)本身穩(wěn)定可靠，具有很高的安全性，InTouch可以通過帳號(hào)管理機(jī)制，限制不同人員的訪問權(quán)限，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。 在本系統(tǒng)中,我們共設(shè)置了三個(gè)級(jí)別的訪問權(quán)限，分為工程師級(jí)、儀表工級(jí)、操作工級(jí)。工程師級(jí)的權(quán)限最高,可以修改系統(tǒng)參數(shù)，畫面組態(tài)；退出InTouch；實(shí)時(shí)監(jiān)控。儀表工級(jí)可以修改參數(shù)；實(shí)時(shí)監(jiān)控。操作工級(jí)的權(quán)限最低，只能實(shí)時(shí)監(jiān)控。登錄之后的操作員擁有自己的訪問級(jí)別（$AccessLevel），決定了他對(duì)操作站軟件的操作權(quán)限。比如，某些重要參數(shù)（如PID參數(shù)）的修改只能讓儀表工級(jí)以上級(jí)別的人（$AccessLevel>6000）操作，則可在按鈕動(dòng)畫鏈接的Miscellaneous\Disable（on）屬性的條件表達(dá)式中寫上$AccessLevel<6000。這樣，沒有登錄或訪問級(jí)別不夠的人就無法觸發(fā)此按鈕了。 　　 5．方案總結(jié) 以上是本系統(tǒng)操作站軟件設(shè)計(jì)的基本框架，可以看出，通過與InTouch相結(jié)合，軟件不僅在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上非常簡(jiǎn)單，而且在功能上也十分強(qiáng)大，同時(shí)又具有較高的性能和穩(wěn)定性。并且，對(duì)軟件的維護(hù)和升級(jí)也比較方便。改造于2000年12月21日完工，交付工藝使用，使用至今，從整體布局，系統(tǒng)配置，操作性能，操作人員均反映非常好，系統(tǒng)運(yùn)行也很正常，改造取得圓滿成功。