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吸塑機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)改造與設(shè)計(jì)

時(shí)間:2012-03-06 11:57:04來(lái)源:caijuan

導(dǎo)語(yǔ):?本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),在對(duì)組態(tài)軟件進(jìn)行研究比較后,選用“組態(tài)王”軟件開(kāi)發(fā)出真空吸塑成形機(jī)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),詳細(xì)闡述了組態(tài)王的特點(diǎn)和改造后上位監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

  【摘要】本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),在對(duì)組態(tài)軟件進(jìn)行研究比較后,選用“組態(tài)王”軟件開(kāi)發(fā)出真空吸塑成形機(jī)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),詳細(xì)闡述了組態(tài)王的特點(diǎn)和改造后上位監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)?!敖M態(tài)王”是優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件,具有功能豐富、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn),適用于各種規(guī)模的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。和原來(lái)的BASIC應(yīng)用程序相比,新系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好,具有查詢功能、在線設(shè)定和修改功能;并且可以根據(jù)成型材料的不同,選擇不同控制方案。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,人機(jī)界面友好,獲得廠方工作人員好評(píng)。

  關(guān)鍵詞:真空吸塑成型機(jī);上位監(jiān)控系統(tǒng);組態(tài)王;PLC

  1引言

  真空吸塑成型機(jī)是對(duì)薄軟非金屬板材進(jìn)行加熱后用模具進(jìn)行成型的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備。揚(yáng)州科龍公司在1993年投資近2000萬(wàn)元,從日本進(jìn)口一套四工位真空成型機(jī),該設(shè)備硬件系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的,使用FANUC伺服系統(tǒng)對(duì)板材進(jìn)給進(jìn)行準(zhǔn)確定位,下位采用歐姆龍大型可編程控制器C2000H,上位采用歐姆龍386工控機(jī)并用BASIC編寫(xiě)上位軟件,油壓系統(tǒng)與氣動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合,在當(dāng)時(shí)居于國(guó)際先進(jìn)水平,在科龍冰箱生產(chǎn)線上處于舉足輕重的地位。

  十多年來(lái),隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)組態(tài)軟件的發(fā)展,原來(lái)的控制系統(tǒng)在新硬件、新技術(shù)面前逐漸落后,并且由于歐姆龍公司在2000年前停產(chǎn)C2000H型號(hào)的PLC、和設(shè)備配套使用的工控機(jī),突顯出難以維護(hù)的問(wèn)題。2009年初,因一個(gè)PLC模塊損壞、工控機(jī)硬盤(pán)損壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,需要進(jìn)行改造升級(jí)。

  本四工位真空成型機(jī),在引進(jìn)時(shí)耗資巨大,設(shè)備質(zhì)量很高,特別是機(jī)械設(shè)備至今仍然狀態(tài)良好,伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器硬件未損壞,但伺服程序丟失,真空泵、油壓系統(tǒng)良好,接觸器、繼電器、斷路器等低壓電器除個(gè)別故障需要更換外,大多狀態(tài)正常。與目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的真空成型機(jī)相比,單工位成型機(jī)成型一個(gè)冰箱內(nèi)膽需要90多秒的時(shí)間,三工位需要70秒左右,而本系統(tǒng)四工位只需要45秒左右,效率高,質(zhì)量好,對(duì)科龍生產(chǎn)線具有很高的經(jīng)濟(jì)效益,改造升級(jí)原有控制系統(tǒng)與購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)新的成套設(shè)備相比,可為公司節(jié)省巨額資金。在原機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)上,升級(jí)后的系統(tǒng)具有以下改進(jìn)(硬件方面略)。

  在上位軟件方面,原系統(tǒng)用BASIC編寫(xiě)的應(yīng)用程序界面粗糙,不支持鼠標(biāo),給工人操作帶來(lái)不便。改造后用組態(tài)王開(kāi)發(fā)的上位監(jiān)控系統(tǒng),既克服了以上缺點(diǎn),又使得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)大大提高了通信的實(shí)時(shí)性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的監(jiān)視和控制;同時(shí)還提供了歷史數(shù)據(jù)查詢、歷史趨勢(shì)查詢、打印等功能;在線對(duì)報(bào)警溫度設(shè)定和控制方案進(jìn)行修改;并且可以根據(jù)成型的材料的不同,選擇不同控制方案。系統(tǒng)界面友好,控制性能優(yōu)良。

  2系統(tǒng)概述

  2.1系統(tǒng)總括

  四工位真空成型機(jī)包括上料、預(yù)加熱、加熱、成型四個(gè)工位。其整體如圖2-1所示,結(jié)構(gòu)分解圖如圖2-2所示。

成型機(jī)整體圖

  圖2-1成型機(jī)整體圖

成型機(jī)結(jié)構(gòu)分解圖

  圖2-2成型機(jī)結(jié)構(gòu)分解圖

  1—板材堆放處2—移載小車(chē)和吸附頭

  3—供給小車(chē)4—預(yù)加熱

  5—加熱6—成型和換模

  7—成品出口

  真空成型機(jī)的內(nèi)膽加工過(guò)程是這樣的,塑料板材在上料工位被安裝在移載車(chē)上的真空吸盤(pán)輸送到供給車(chē)上,供給車(chē)前進(jìn)將板材輸送到鏈條,然后輸送鏈條將板材輸送到預(yù)加熱工位進(jìn)行預(yù)加熱,預(yù)加熱一定時(shí)間后,再將板材輸送到主加熱工位進(jìn)行加熱,加熱一定溫度后,輸送到真空成型工位,通過(guò)內(nèi)膽模具和框架的配合,利用真空吸附成型的原理,使工件成型,加工過(guò)程結(jié)束。在全自動(dòng)狀態(tài)下,移載車(chē)、供給車(chē)、預(yù)加熱、加熱、成型同時(shí)有5塊板材處在加工線上,生產(chǎn)效率高。另外在成型部分,為了生產(chǎn)不同的冰箱內(nèi)膽,需要更換不同的模具,對(duì)更換模具過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。

 成型機(jī)工藝流程圖

  圖2-3成型機(jī)工藝流程圖

  2.2系統(tǒng)各工位簡(jiǎn)介

 ?。?)上料工位:上料工位包括移載車(chē)、供給車(chē)兩部分,主要功能為將待加工成型的塑料板材HIPS或ABS輸送到預(yù)加熱工位;塑料板材的加工范圍為2000*1000*2-3.8mm。在輸送板材時(shí),將板材通過(guò)叉車(chē)放到固定位置,移載車(chē)往復(fù)運(yùn)動(dòng),板材由吸盤(pán)傳送到供給車(chē)上,板材對(duì)中裝置將板材對(duì)中后,通過(guò)安裝在輸送鏈條上的輸送夾具固定板材,輸送到下一工位。

  (2)預(yù)加熱工位:預(yù)加熱工位主要功能是將待加工成型的板材進(jìn)行預(yù)加熱。上下兩面加熱瓦進(jìn)行加熱,每面有98(14×7)塊低電壓、大電流的加熱瓦,并安裝了掉料探測(cè)光電開(kāi)關(guān),如果板材溫度過(guò)高,嚴(yán)重變形下垂,系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng),并降下可升降的下加熱器,防止板材掉到加熱器上而造成火災(zāi);板材加熱到一定時(shí)間后,通過(guò)鏈條輸送到下一工位。

  (3)加熱工位:加熱工位主要功能是將待加工成型的板材進(jìn)行最終加熱。加熱工位結(jié)構(gòu)和預(yù)加熱工位基本相似,不過(guò)上下兩面加熱瓦數(shù)量更多,每面有144(16×9)塊加熱瓦,溫度控制也更準(zhǔn)確,對(duì)預(yù)熱過(guò)的板材進(jìn)行再加熱,加熱到成型要求的溫度后,輸送到下一工位進(jìn)行真空成型。

 ?。?)真空成型工位:該工位是這個(gè)真空成型機(jī)的重要組成部分,主要功能為將加熱到一定溫度的板材,利用模具和框架將板材固定,形成模具、板材或框架的密閉空間,然后先下真空吸泡,再上模具下降、上真空系統(tǒng)吸附和下壓空同時(shí)動(dòng)作,將板材吸附在模具表面上,形成冰箱內(nèi)膽形狀;經(jīng)過(guò)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻,冷卻完成定型后模具退出,內(nèi)膽成型結(jié)束,由鏈條輸送出。

  2.3鏈條輸送控制和換??刂?/strong>

  板材在鏈條帶動(dòng)下,每次前進(jìn)2.6米,包括從加熱工位到成型工位、從預(yù)加熱工位到加熱工位、從進(jìn)給工位到預(yù)加熱工位。要求速度快,位置控制準(zhǔn)確,系統(tǒng)采用FANUC伺服控制器和伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制。

  成型不同的內(nèi)膽,需要更換不同的模具。換??刂瓢ㄉ舷缕脚_(tái)升降和鎖模裝置的控制,通過(guò)變頻器控制滾輪轉(zhuǎn)向和速度來(lái)運(yùn)送模具等。

  2.4系統(tǒng)IO點(diǎn)簡(jiǎn)介

  系統(tǒng)共有輸入輸出點(diǎn)564點(diǎn)。部分如圖2-4所示:

2-4系統(tǒng)部分I/O點(diǎn)

  圖2-4系統(tǒng)部分I/O點(diǎn)

  3組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

  組態(tài)的概念最早來(lái)自英文Configuration,含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置,達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動(dòng)完成特定任務(wù),達(dá)到使用者要求的目的。組態(tài)軟件:一般英文簡(jiǎn)稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA,對(duì)應(yīng)全稱為HumanandMachineInterface/ManandMachineInterface/SupervisoryControlandDataAcquisition,中文翻譯為:人機(jī)界面/監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件。

  3.1組態(tài)軟件的任務(wù)

  工業(yè)控制系統(tǒng)組態(tài)軟件的任務(wù)主要有兩方面:一是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際任務(wù)進(jìn)行組態(tài)編程,對(duì)不同工業(yè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。二是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)處理,主要包括以下內(nèi)容:

  數(shù)據(jù)記錄—反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的參數(shù)通過(guò)通信環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)的傳遞到上位機(jī)的內(nèi)存中,其中部分用戶感興趣的數(shù)據(jù)需加以保存,這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)每刻都加以保存,這就需要對(duì)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定周期的采樣。采樣后的數(shù)據(jù)應(yīng)先放在緩沖區(qū)再定期送到磁盤(pán)保存。

  數(shù)據(jù)維護(hù)—隨著時(shí)間的推移,數(shù)據(jù)記錄將越積越多,這就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù),或備份或刪除。

  數(shù)據(jù)再現(xiàn)—記錄的數(shù)據(jù)主要保存在磁盤(pán)文件中,根據(jù)用戶的需要,將磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上并生成趨勢(shì)曲線或輸出到打印機(jī)。

  3.2國(guó)內(nèi)外主要組態(tài)軟件產(chǎn)品簡(jiǎn)介

 ?、買(mǎi)nTouch:Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初,基于Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目一新,并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是,早期的InTouch軟件采用DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換機(jī)制DynamicDataExchange)方式與驅(qū)動(dòng)程序通信,性能較差,最新的InTouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的Windows平臺(tái),并且提供了OPC支持。

 ?、贔ix:Fix組態(tài)軟件由原來(lái)的Intellution公司開(kāi)發(fā)的。Fix6.x軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面,并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序(需單獨(dú)購(gòu)買(mǎi))。在iFiX中,Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能,但新版本與以往的6.x版本并不完全兼容。原有的Script語(yǔ)言改為VBA(VisualBasicForApplication),并且在內(nèi)部集成了微軟的VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境。遺憾的是,Intellution并沒(méi)有提供6.1版腳本語(yǔ)言到VBA的轉(zhuǎn)換工具。在iFiX中,Intellution的產(chǎn)品與Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。Intellution也是OPC組織的發(fā)起成員之一。iFiX的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序同樣需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)。

 ?、跜itech:CiT公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式,但其操作方式更多的是面向程序員,而不是工控用戶。Citech提供了類(lèi)似C語(yǔ)言的腳本語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),但與iFix不同的是,Citech的腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮模穷?lèi)似于C語(yǔ)言,這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)增加了難度。

 ?、躓inCC:Simens的WinCC也是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境,Simens提供類(lèi)C語(yǔ)言的腳本,包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持,并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用戶最好經(jīng)過(guò)Simens的培訓(xùn)以掌握WinCC的應(yīng)用。

  ⑤組態(tài)王:組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一個(gè)較有影響的組態(tài)軟件(更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅),由北京亞控科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面,并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序,支持OPC,具有網(wǎng)絡(luò)功能。

 ?、轈ontrox(開(kāi)物):華富計(jì)算機(jī)公司的Controx2000是全32位的組態(tài)開(kāi)發(fā)平臺(tái),為工控用戶提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表及報(bào)告功能。作為國(guó)內(nèi)最早加入OPC組織的軟件開(kāi)發(fā)商,Controx內(nèi)建OPC支持,并提供數(shù)十種高性能驅(qū)動(dòng)程序。提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器,支持ActiveX組件和插件的即插即用,并支持通過(guò)ODBC連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)。Controx同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)支持等功能。

  ⑦ForceControl(力控):由大慶三維公司推出的,從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō),力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。因?yàn)樵缙诹匾恢睕](méi)有作為正式商品廣泛推廣,所以并不為大多數(shù)人所知。在1993年左右,力控就已形成了第一個(gè)版本,只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。之后也陸續(xù)推出一些版本,但影響不大至。在1999~2000年期間,力控得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,最新推出的2.0版在功能的豐富特性、易用性、開(kāi)放性和I/O驅(qū)動(dòng)數(shù)量,都得到了很大的提高。

  其他常見(jiàn)的組態(tài)軟件還有GE的Cimplicity,Rockwell的RsView,NI的LookOut,PCSoft的Wizcon以及國(guó)內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的MCGS,也都各有特色。

  3.3監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件選擇依據(jù)

  目前市場(chǎng)上的組態(tài)軟件基本功能類(lèi)似,只是提供實(shí)現(xiàn)這些功能的方法、途徑各不相同。以下從使用組態(tài)軟件的角度進(jìn)行分析。

  (1)腳本語(yǔ)言:每個(gè)組態(tài)軟件雖然都提供腳本語(yǔ)言,但實(shí)現(xiàn)的方式有較大不同。目前組態(tài)軟件提供腳本語(yǔ)言分為三種:類(lèi)C/Basic語(yǔ)言、微軟的VBA(VisualBasicforApplication的簡(jiǎn)寫(xiě),它以VB語(yǔ)言為基礎(chǔ),經(jīng)過(guò)修改并運(yùn)行在MicrosoftOffice的應(yīng)用程序)的編程語(yǔ)言、面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言。國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件采用類(lèi)C/Basic。語(yǔ)言,如:組態(tài)王、力控及國(guó)外的Intouch,Citech,Wincc等。類(lèi)C/Basic語(yǔ)言目前功能不夠完善,它要求用戶編寫(xiě)程序,使用系統(tǒng)提供的函數(shù)組合完成系統(tǒng)功能。在書(shū)寫(xiě)腳本程序時(shí)有一定困難。組態(tài)王提供的命令語(yǔ)言函數(shù)包括字符串函數(shù)、數(shù)學(xué)函數(shù)、系統(tǒng)函數(shù)、其它函數(shù)共計(jì)82個(gè);Intouch提供116個(gè)函數(shù);力控提供85個(gè)函數(shù)。iFix原有的腳本語(yǔ)言改為VBA,內(nèi)部集成了微軟的VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境。VBA程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤可以在解釋執(zhí)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)。ControIX提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器,支持ActiveX組件和插件的即插即用。國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。

  (2)數(shù)據(jù)采集與通信方式:大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集程序集中體現(xiàn)在對(duì)OPC的支持。OPC技術(shù)(OLEforprocesscontrol),本來(lái)意思把OLE(原意是對(duì)象鏈接和嵌入)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域?,F(xiàn)在已經(jīng)成為獨(dú)立于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)甚至硬件平臺(tái)的一種規(guī)范,它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)機(jī)制。工業(yè)控制領(lǐng)域用到大量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,在OPC出現(xiàn)以前,軟件開(kāi)發(fā)商需要開(kāi)發(fā)大量的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)連接這些設(shè)備。即使硬件供應(yīng)商在硬件上做了一些小小改動(dòng),應(yīng)用程序就可能需要重寫(xiě);同時(shí),由于不同設(shè)備甚至同一設(shè)備不同單元的驅(qū)動(dòng)程序也有可能不同,軟件開(kāi)發(fā)商很難同時(shí)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)以優(yōu)化操作。自O(shè)PC提出以后,這個(gè)問(wèn)題終于得到解決。OPC規(guī)范包括OPC服務(wù)器和OPC客戶兩個(gè)部分,其實(shí)質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件開(kāi)發(fā)商之間建立了一套完整的“規(guī)則”,只要遵循這套規(guī)則,數(shù)據(jù)交互對(duì)兩者來(lái)說(shuō)都是透明的,硬件供應(yīng)商無(wú)需考慮應(yīng)用程序的多種需求和傳輸協(xié)議,軟件開(kāi)發(fā)商也無(wú)需了解硬件的實(shí)質(zhì)和操作過(guò)程。因此,目前國(guó)內(nèi)外的工業(yè)控制軟件均致力于OPC技術(shù)工作。

  (3)性價(jià)比:目前國(guó)內(nèi)的工控組態(tài)軟件價(jià)格相對(duì)低廉。對(duì)于64點(diǎn):國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件價(jià)格為2-4千元;進(jìn)口的價(jià)格為5千元左右。對(duì)于256點(diǎn):國(guó)內(nèi)價(jià)格為1萬(wàn)元以內(nèi);進(jìn)口的價(jià)格為1.1—3萬(wàn)元。對(duì)于512點(diǎn):國(guó)內(nèi)價(jià)格為1.11-1.15萬(wàn)元,進(jìn)口的價(jià)格為2萬(wàn)元以上。開(kāi)發(fā)者與使用者依實(shí)際進(jìn)行開(kāi)發(fā)與使用的需要來(lái)選購(gòu)。

  (4)擴(kuò)展功能組件:國(guó)外的組態(tài)軟件相對(duì)更加成熟,擴(kuò)展組件品種多、功能較完善。有的增加了自適應(yīng)、模糊、神經(jīng)元等先進(jìn)的控制算法和統(tǒng)計(jì)分析、質(zhì)量管理能力,為用戶提供了分析數(shù)據(jù)與實(shí)施的方便。力控策略編輯生成及運(yùn)行程序Strategy-builder基于PC-based和嵌入式系統(tǒng)的自動(dòng)化控制軟件,提供了比PLC更為強(qiáng)大靈活的功能。在組態(tài)王6.5中也提供了相應(yīng)的功能。

  (5)其它:對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求。例如Fix,Onspec,Wizcon等,相比之下Intouch、組態(tài)王、Easycontrol等對(duì)硬件要求較低。外圍硬件支持能力:各組態(tài)軟件都在完善應(yīng)用程序與各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的通訊問(wèn)題,使組態(tài)軟件支持外圍硬件能力更加強(qiáng)大和完善。組態(tài)王支持華控、康拓、研華等多種產(chǎn)品。

  由以上對(duì)比可以看到,組態(tài)王軟件作為國(guó)內(nèi)使用量最大的國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件,具有許多優(yōu)秀的性能,甚至可以與國(guó)外優(yōu)秀的軟件相媲美。尤其是在本系統(tǒng)中考慮到系統(tǒng)的成本、需要實(shí)現(xiàn)的功能、采用的硬件類(lèi)型等因素后,組態(tài)王軟件成為我們的首選。

  3.4組態(tài)王軟件簡(jiǎn)介

  3.4.1組態(tài)王特點(diǎn)和功能

  組態(tài)王6.5是一個(gè)具有易用性、開(kāi)放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)。其功能特點(diǎn)如下:

  1、工程管理

  組態(tài)王工程管理器的主要作用就是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括:新建、刪除工程,對(duì)工程重命名,搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程,修改工程屬性,工程的備份、恢復(fù),數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出,切換到組態(tài)王開(kāi)發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。

  另外,組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供工程加密,畫(huà)面和命令語(yǔ)言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。

  2、畫(huà)面制作系統(tǒng)

  (1)支持無(wú)限色和過(guò)渡色:組態(tài)王的任一種繪圖工具都可以使用無(wú)限色,大部分圖形都支持過(guò)渡色效果,巧妙地利用無(wú)限色和過(guò)渡色效果,可以輕松構(gòu)造逼真、美觀的畫(huà)面。

  (2)圖庫(kù):使用圖庫(kù)具有很多好處;降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度,縮短開(kāi)發(fā)周期;用圖庫(kù)開(kāi)發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀,方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握;利用圖庫(kù)的開(kāi)放性,工程人員可以生成自己的圖庫(kù)元素?!耙淮螛?gòu)造,隨處使用”,節(jié)省了工程人員人力投資。

  組態(tài)王圖庫(kù)還提供具有屬性定義向?qū)У膱D庫(kù)精靈,用戶只需稍做調(diào)整即能制作具有個(gè)性化的圖形。

  (3)按鈕和圖形:組態(tài)王支持按鈕的多種形狀和多種效果,并且支持位圖按鈕,用戶可以根據(jù)需要構(gòu)造漂亮的按鈕。另外,組態(tài)王支持多種圖形格式,用戶可以充分利用已有的資源,輕松構(gòu)造自己功能強(qiáng)大且美觀的應(yīng)用系統(tǒng)。

  (4)可視化動(dòng)畫(huà)連接向?qū)ㄟ^(guò)可視化圖形操作,直接完成移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)連接定義。

  3、報(bào)警和事件系統(tǒng)

  組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。包括:基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過(guò)濾、死區(qū)和延時(shí)等功能,以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。報(bào)警和事件具有多種輸出方式:文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、打印機(jī)和報(bào)警窗,并且可以利用控件等工具輕松瀏覽和打印報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。

  4、報(bào)表系統(tǒng)

  組態(tài)王提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng),內(nèi)部提供豐富的報(bào)表函數(shù),用戶可創(chuàng)建多樣的報(bào)表。提供報(bào)表工具條,操作簡(jiǎn)單明了,報(bào)表能夠進(jìn)行組態(tài),例如有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)表的組態(tài),另外,報(bào)表打印時(shí)可以進(jìn)行預(yù)覽和頁(yè)面設(shè)置。

  5、控件

  組態(tài)王支持的控件(主要為可視控件)包括Microsoft提供的標(biāo)準(zhǔn)ActiveX控件和用戶自制的ActiveX控件。ActiveX控件的引入在很大程度上方便了用戶,用戶只需要通過(guò)調(diào)用控件、設(shè)置控件的屬性、事件、方法就可完成工作,而無(wú)須在組態(tài)王中做大量的復(fù)雜的工作。組態(tài)王6.5以上版本中幾個(gè)功能強(qiáng)大的控件,即數(shù)據(jù)表格控件(可將ODBC數(shù)據(jù)源里的大量數(shù)據(jù)在組態(tài)王中進(jìn)行顯示和打印);歷史曲線控件(可動(dòng)態(tài)增刪曲線,進(jìn)行曲線比較,并且數(shù)據(jù)來(lái)源可以是ODBC數(shù)據(jù)源);PID調(diào)節(jié)控件(對(duì)過(guò)程量進(jìn)行閉環(huán)控制,可實(shí)現(xiàn)三種PID控制算法:標(biāo)準(zhǔn)型,歸一參數(shù)型,和近似微分型);多媒體控件:AVI動(dòng)畫(huà)播放控件、視頻動(dòng)畫(huà)控件和AVICapture視頻動(dòng)畫(huà)控件,其中后兩類(lèi)控件可實(shí)現(xiàn)抓拍、攝像、回放等功能。

  6、OPC

  全面支持OPC標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)人員可以從任何一個(gè)OPC服務(wù)器直接獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),并集成到組態(tài)王中;同時(shí)組態(tài)王作為OPC服務(wù)器,可向其他符合OPC規(guī)范的廠商的控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。并且組態(tài)王提供SDK(SoftwareDevelopmentKit的縮寫(xiě),即“軟件開(kāi)發(fā)工具包”),用戶可以自己利用VC,VB編制程序,利用組態(tài)王的OPC接口來(lái)訪問(wèn)組態(tài)王的變量和變量的域。組態(tài)王可以同時(shí)掛接任意多個(gè)OPC服務(wù)器,每個(gè)OPC服務(wù)器都被作為一個(gè)外部設(shè)備,工程人員可以定義、增加或刪除它,如同一個(gè)PLC或儀表設(shè)備一樣。

  7、通訊系統(tǒng)

  (1)支持遠(yuǎn)程撥號(hào):組態(tài)王支持與遠(yuǎn)程設(shè)備間通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行通訊。組態(tài)王的遠(yuǎn)程撥號(hào)與組態(tài)王原有驅(qū)動(dòng)程序無(wú)縫連接,硬件設(shè)備端無(wú)需更改程序。利用遠(yuǎn)程撥號(hào)能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,隨時(shí)打印,報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳等功能。

  (2)開(kāi)發(fā)中進(jìn)行硬件測(cè)試開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中有硬件測(cè)試界面。在不啟動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的情況下,能測(cè)試對(duì)硬件設(shè)備的讀寫(xiě)操作,并且I/O變量支持時(shí)間戳和質(zhì)量戳,能隨時(shí)判斷數(shù)據(jù)采集的時(shí)間和檢查通訊質(zhì)量的好壞。

  (3)支持網(wǎng)絡(luò)DDE(DynamicDataExchange動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)組態(tài)王6.0以上版本支持win2000操作系統(tǒng)下的DDEshare方式,實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與excel和vb程序間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

  8、安全系統(tǒng)

  組態(tài)王采用分級(jí)和分區(qū)保護(hù)的雙重保護(hù)策略。新增用戶組和安全區(qū)管理,999個(gè)不同級(jí)別的權(quán)限和64個(gè)安全區(qū)形成雙重保護(hù),用戶只有在相應(yīng)的安全區(qū)和權(quán)限下才可以進(jìn)行操作;組態(tài)王能記錄程序運(yùn)行中操作員的所有操作;可以對(duì)工程加密解密;為防止誤操作,運(yùn)行和退出過(guò)程中可以實(shí)行操作員、監(jiān)督員雙重認(rèn)證。

  9、網(wǎng)絡(luò)功能

  組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念,是一種真正的客戶—服務(wù)器模式,支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式報(bào)警系統(tǒng),可運(yùn)行于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu),可以將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)服務(wù)器,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的IO服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、登陸服務(wù)器和WEB服務(wù)器等。

  10、冗余系統(tǒng)

  組態(tài)王提供全面的冗余功能,能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能,增加了系統(tǒng)的可靠性,方便了系統(tǒng)維護(hù)。組態(tài)王提供三重意義上的冗余功能,即雙設(shè)備冗余、雙機(jī)熱備和雙網(wǎng)絡(luò)冗余。對(duì)于這三種冗余方式,設(shè)計(jì)者可綜合運(yùn)用,可以同時(shí)采取或采取其中的任意一種或兩種。采用冗余后,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將更加穩(wěn)定、可靠,對(duì)各種異常情況都能應(yīng)付自如。

  11、Web功能

  組態(tài)王WEB功能包括畫(huà)面發(fā)布和數(shù)據(jù)發(fā)布。組態(tài)王WEB功能采用B/S結(jié)構(gòu)(Browser/Server結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)),客戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)Internet/Intranet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,而遠(yuǎn)程客戶端僅僅需要的軟件環(huán)境就是安裝了MicrosoftInternetExplore5.0以上或者Netscape3.5以上的瀏覽器以及JRE插件(第一次瀏覽組態(tài)王畫(huà)面時(shí)會(huì)自動(dòng)下載并安裝并保留在系統(tǒng)上),IE客戶端獲得與組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫(huà)面,IE客戶端和WEB發(fā)布服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在任何地方獲得與在WEB服務(wù)器上一樣的畫(huà)面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、報(bào)警顯示、趨勢(shì)曲線顯示等,以及方便快捷的控制功能。

  3.4.2組態(tài)王工程開(kāi)發(fā)的步驟

 ?。?)運(yùn)行組態(tài)王軟件,建立組態(tài)王新工程,并將工程設(shè)為當(dāng)前工程

 ?。?)創(chuàng)建組態(tài)畫(huà)面

  進(jìn)入組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)后,就可以為每個(gè)工程建立數(shù)目不限的畫(huà)面,在每個(gè)畫(huà)面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。這些畫(huà)面都是由“組態(tài)王”提供的類(lèi)型豐富的圖形對(duì)象組成的。系統(tǒng)為用戶提供了矩形(圓角矩形)、直線、橢圓(圓)、扇形(圓?。?、點(diǎn)位圖、多邊形(多邊線)、文本等基本圖形對(duì)象,及按鈕、趨勢(shì)曲線窗口、報(bào)警窗口、報(bào)表等復(fù)雜的圖形對(duì)象。提供了對(duì)圖形對(duì)象在窗口內(nèi)任意移動(dòng)、縮放、改變形狀、復(fù)制、刪除、對(duì)齊等編輯操作,全面支持鍵盤(pán)、鼠標(biāo)繪圖,并可提供對(duì)圖形對(duì)象的顏色、線型、填充屬性進(jìn)行改變的操作工具。

 ?。?)定義IO設(shè)備

  組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備。外部設(shè)備包括:下位機(jī)(PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等),它們一般通過(guò)串行口和上位機(jī)交換數(shù)據(jù);其他Windows應(yīng)用程序,它們之間一般通過(guò)DDE交換數(shù)據(jù);外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。只有在定義了外部設(shè)備之后,組態(tài)王才能通過(guò)I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。

 ?。?)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)

  數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”軟件的核心部分,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上,操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)。在TouchVew運(yùn)行時(shí),它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值。變量在畫(huà)面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中定義,定義時(shí)要指定變量名和變量類(lèi)型,某些類(lèi)型的變量還需要一些附加信息。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”,數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。

 ?。?)建立動(dòng)畫(huà)連接

  定義動(dòng)畫(huà)連接是指在畫(huà)面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系,當(dāng)變量的值改變時(shí),在畫(huà)面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)效果表示出來(lái);或者由軟件使用者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值。

  “組態(tài)王”提供了如下21種動(dòng)畫(huà)連接方式:

  屬性變化:線屬性變化、填充屬性變化、文本色變化

  位置與大小變化:填充、縮放、旋轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)

  值輸入(出):模擬值輸入(出)、離散值輸入(出)、字符串輸入(出)

  特殊:閃爍、隱含

  滑動(dòng)桿輸入:水平、垂直

  命令語(yǔ)言:按下時(shí)、彈起時(shí)、按住時(shí)

  一個(gè)圖形對(duì)象可以同時(shí)定義多個(gè)連接,組合成復(fù)雜的效果,以便滿足實(shí)際中任意的動(dòng)畫(huà)顯示需要。

  (6)運(yùn)行和調(diào)試

  組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來(lái),進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。在組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件\切換到View”菜單命令,進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫(huà)面\打開(kāi)”命令,從“打開(kāi)畫(huà)面”窗口選擇已經(jīng)建立的畫(huà)面,則顯示出組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)畫(huà)面

  3.5組態(tài)王與PLC通信

  本系統(tǒng)PLC采用西門(mén)子S7-300系列。組態(tài)王與S7300系統(tǒng)連接方式有下面兩種:本系統(tǒng)采用第一種方式。

  1)組態(tài)王通過(guò)西門(mén)子MPI通訊卡(如西門(mén)子公司提供的CP5611卡/CP5613)與S7300系列PLC的連接:將MPI卡安裝在計(jì)算機(jī)的PCI插槽中,用MPI電纜將MPI卡與S7-300的MPI口相連。示意圖如下:

 3-3

  2)組態(tài)王通過(guò)PC-Adapter與S7-300系列PLC的連接:將PC-Adapter的一端與計(jì)算機(jī)的串口相連,另一端與S7-300的MPI口相連。示意圖如下:

 3-4

  3.6組態(tài)王數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

  3.6.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的組成

  數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)包含所生成的各種配置信息,是目標(biāo)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)從邏輯上可分為組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。

  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)是依據(jù)組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的組態(tài)信息建立起來(lái)的,其存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的重要數(shù)據(jù)以及近期運(yùn)行采集到的各種數(shù)據(jù),同時(shí)要保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)響應(yīng),是系統(tǒng)運(yùn)行的核心。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn):

 ?、僬鎸?shí)狀態(tài)的映像。

 ?、跀?shù)據(jù)值與時(shí)間一致性

 ?、凼聞?wù)處理的“實(shí)時(shí)”性,即確保事務(wù)的及時(shí)處理

  歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行積累的各種數(shù)據(jù)。與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)相比,歷史數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)性要求不高,但數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)、存儲(chǔ)量大,通常以硬盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)。在組態(tài)王軟件中,提供了一個(gè)高速歷史數(shù)據(jù)庫(kù),利用這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)即可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能,又可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。它具有存儲(chǔ)速度快、數(shù)據(jù)不易丟失、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、所用空間小、訪問(wèn)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

  3.6.2組態(tài)王對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)

  為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn),在數(shù)據(jù)詞典中定義變量時(shí),在記錄和安全一項(xiàng)中選中“數(shù)據(jù)變化記錄”并填入數(shù)據(jù)變化靈敏度或選中“定時(shí)記錄”并選則時(shí)間,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這一變量的記錄,同時(shí)可以設(shè)置記錄時(shí)數(shù)、數(shù)據(jù)保存天數(shù)、保存路徑等。

  此外,像歷史趨勢(shì)曲線、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等也是基于高速歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。組態(tài)王的SQL訪問(wèn)功能還可以實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和其它的ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳輸。組態(tài)王支持的數(shù)據(jù)庫(kù)有Oracle,SyBase.MSSQLServer,dBase,MSAccess等。組態(tài)王提供一系列的SQL函數(shù)用于與這些數(shù)據(jù)庫(kù)的通信。在工程中經(jīng)常需要訪問(wèn)開(kāi)放型數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量數(shù)據(jù),如果通過(guò)SQL函數(shù)編程查詢,則費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不易使用。

  針對(duì)這種情況組態(tài)王提供了一個(gè)通過(guò)ODBC數(shù)據(jù)源訪問(wèn)開(kāi)放型數(shù)據(jù)庫(kù)中大量數(shù)據(jù)的控件—KvDBGrid。該控件具有以下功能:

 ?、亠@示數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)表中的數(shù)據(jù),可自由選擇顯示字段,查詢條件限制。

  ②開(kāi)發(fā)狀態(tài)可設(shè)置顯示表頭。

  ③運(yùn)行狀態(tài)可編輯表格中數(shù)據(jù)。并且可以更新數(shù)據(jù)庫(kù)(Access不支持)。

 ?、苓\(yùn)行狀態(tài)可動(dòng)態(tài)設(shè)置過(guò)濾條件,刷新顯示。

 ?、菘纱蛴”砀裰酗@示的數(shù)據(jù),可進(jìn)行橫向和縱向分頁(yè)。

  4監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

  監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施的原則如下:

 ?、賹?shí)用性與先進(jìn)性:方案中必須強(qiáng)調(diào)實(shí)用性與先進(jìn)性的結(jié)合。采用成熟的自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),使自動(dòng)化系統(tǒng)保證實(shí)用。在開(kāi)放性與標(biāo)準(zhǔn)化方面,整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用開(kāi)放型結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)的升級(jí)、擴(kuò)展和互聯(lián)。

 ?、诳煽啃耘c安全性:在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,必須強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性與安全性,主要是采用高可靠的控制設(shè)備和傳輸設(shè)備,設(shè)置系統(tǒng)的用戶表及口令限制等手段。

  ③經(jīng)濟(jì)性和可擴(kuò)展性:在滿足工程需要的前提下,選用性能價(jià)格比高的控制設(shè)備和通信設(shè)備。采用的設(shè)備充分的考慮易升級(jí)換代,并且在升級(jí)時(shí)可以最大限度地保留原有的硬件設(shè)備和軟件投資。

  ④在需要時(shí)能夠方便地融入全廠的管理信息系統(tǒng)。

  4.2監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

 ?、僮詣?dòng)采集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度信息,并在顯示器和數(shù)字顯示儀上顯示。

 ?、谔峁┲庇^的操作界面,操作員可以對(duì)報(bào)警溫度等參數(shù)進(jìn)行在線修改。

 ?、劭筛鶕?jù)成型材料的不同選擇控制方案。

 ?、芫哂泄收蠄?bào)警、越限報(bào)警功能及報(bào)警自動(dòng)記錄功能,并可實(shí)時(shí)打印

 ?、萁?dāng)?shù)貙?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù),便于查詢。

  ⑥提供操作員安全等級(jí)設(shè)置,具有操作員自動(dòng)登記功能。

  4.3控制系統(tǒng)操作步驟

  1、啟動(dòng)工控機(jī),會(huì)自動(dòng)顯示登陸畫(huà)面,若監(jiān)控畫(huà)面沒(méi)有自動(dòng)打開(kāi),請(qǐng)雙擊桌面圖標(biāo),請(qǐng)選擇相應(yīng)的登錄名與密碼登錄。

  2、點(diǎn)擊“系統(tǒng)管理”,出現(xiàn)下拉菜單,可以進(jìn)行“用戶登錄”、“更改密碼”“退出登陸”“用戶管理”操作。

  3、登錄后,“數(shù)據(jù)表1”和“數(shù)據(jù)表2”中是各相應(yīng)參數(shù),請(qǐng)根據(jù)具體工藝參數(shù)作相應(yīng)修改?!皵?shù)據(jù)表1”中參數(shù)是基本按照成形順序來(lái)排列的。

  4、點(diǎn)擊“加熱器設(shè)定”會(huì)出現(xiàn)下拉菜單,包含第一上、第一下、第二上和第二下加熱器共4個(gè)畫(huà)面,可選擇不同的畫(huà)面來(lái)設(shè)定各單個(gè)加熱瓦的加熱率。各加熱率設(shè)定范圍是0—10。

  5、點(diǎn)擊“退出系統(tǒng)”會(huì)出現(xiàn)退出畫(huà)面,操作員與監(jiān)督員必須選擇不同用戶名和密碼才能保證順利退出。

  4.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  4.4.1登陸畫(huà)面設(shè)計(jì)

  啟動(dòng)組態(tài)王,進(jìn)入登陸界面。相應(yīng)用戶登陸,有相應(yīng)操作安全區(qū)和操作權(quán)限。

登陸畫(huà)面

  圖4-1登陸畫(huà)面

  在登陸畫(huà)面中用到兩個(gè)函數(shù)

  1.LogOn此函數(shù)用于在TouchVew中登錄。調(diào)用格式:LogOn();此函數(shù)無(wú)參數(shù)畫(huà)面上登陸按鈕建立命令語(yǔ)言連接:LogOn();畫(huà)面程序運(yùn)行時(shí)單擊此按鈕,彈出“登錄”對(duì)話框如上圖。

  2.Exit此函數(shù)使組態(tài)王運(yùn)行環(huán)境退出。調(diào)用形式:Exit(Option);

  參數(shù)Option:整型變量或數(shù)值0-退出當(dāng)前程序;1-關(guān)機(jī);2-重新啟動(dòng)windows;此處參數(shù)一般設(shè)為0。

  4.4.2總體畫(huà)面設(shè)計(jì)

  整個(gè)畫(huà)面由以下模塊畫(huà)面構(gòu)成:系統(tǒng)管理,數(shù)據(jù)表1,數(shù)據(jù)表2,加熱器設(shè)定,板材加熱監(jiān)控,畫(huà)面打印,報(bào)警,模具選擇,退出系統(tǒng)。

總體畫(huà)面

      圖4-2總體畫(huà)面

  畫(huà)面左上角顯示當(dāng)前日期和時(shí)間。日期和時(shí)間均采用動(dòng)畫(huà)連接字符串輸出,用到兩個(gè)系統(tǒng)自變量$日期和$時(shí)間。

  4.4.3系統(tǒng)管理畫(huà)面設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)管理采用菜單形式,其菜單項(xiàng)有四個(gè):用戶登陸,退出登陸,更改密碼和用戶管理。其命令語(yǔ)言為

  if(MenuIndex==0)

  {logon();}//用戶登陸

  if(MenuIndex==1)

  {logoff();}//退出登陸

  if(MenuIndex==2)

  {changepassword();}//更改密碼

  if(MenuIndex==3)

  {EditUsers();}//用戶管理

  4.4.4數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

  畫(huà)面中設(shè)定值用于顯示控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù),用戶可進(jìn)行設(shè)定,改變PLC內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù),從而調(diào)整工藝參數(shù)。數(shù)據(jù)表2和數(shù)據(jù)表1在設(shè)計(jì)上很相似。

數(shù)據(jù)表1畫(huà)面

  圖4-3數(shù)據(jù)表1畫(huà)面

  4.4.5加熱器畫(huà)面設(shè)計(jì)

  加熱器畫(huà)面采用菜單,參數(shù)設(shè)定共四個(gè)畫(huà)面,在每個(gè)畫(huà)面下,對(duì)每個(gè)加熱瓦進(jìn)行點(diǎn)火率的設(shè)定。四個(gè)加熱器畫(huà)面相似,只是在加熱瓦的數(shù)量上有區(qū)別:第1,第2加熱器各有98片加熱瓦,第3,第4加熱器各有144片加熱瓦。每片加熱瓦的模擬值輸入來(lái)自外部設(shè)備。

加熱器選擇畫(huà)面

  圖4-4加熱器選擇畫(huà)面

上加熱器畫(huà)面

  圖4-5第1上加熱器畫(huà)面

  4.4.6板材加熱監(jiān)控設(shè)計(jì)

  “板材加熱監(jiān)控”界面顯示加熱器和板材的溫度曲線。在畫(huà)面運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線對(duì)象由系統(tǒng)自動(dòng)更新,從而達(dá)到對(duì)加熱狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的目的。畫(huà)面中各條曲線連接的對(duì)象為:第二上加熱器溫度,第二下加熱器溫度,板材1溫度和板材2溫度。

6板材加熱監(jiān)控畫(huà)面

  圖4-6板材加熱監(jiān)控畫(huà)面

  4.4.7打印畫(huà)面設(shè)計(jì)

  “畫(huà)面打印”按鈕可以通過(guò)打印機(jī)打印正在顯示的畫(huà)面。其實(shí)是打印歷史歷史趨勢(shì)曲線畫(huà)面。

  使用歷史趨勢(shì)曲線控件,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)打印的功能。并且歷史趨勢(shì)曲線,功能很強(qiáng)大,使用比較簡(jiǎn)單,不但可以實(shí)現(xiàn)組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)的曲線繪制,還可以實(shí)現(xiàn)ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)記錄的曲線繪制,而且在運(yùn)行狀態(tài)下,可以實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)增加/刪除曲線、曲線圖表的無(wú)級(jí)縮放、曲線的動(dòng)態(tài)比較、曲線的打印等等。通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能有:在線更改曲線連接數(shù)據(jù),獲取指示器處日期或者時(shí)間,獲取曲線最值、平均值,放大、縮小曲線范圍,重設(shè)曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)等。

  當(dāng)然,打印還可以使用報(bào)表系統(tǒng)。數(shù)據(jù)報(bào)表是反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的一種重要形式。是生產(chǎn)過(guò)程必不可少的一個(gè)部分。它既能反映系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況,也能對(duì)長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析,使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。

  4.4.8報(bào)警畫(huà)面設(shè)計(jì)

  由于本系統(tǒng)報(bào)警是通過(guò)聲光報(bào)警,控柜前數(shù)碼管顯示報(bào)警號(hào),“報(bào)警界面”提供報(bào)警號(hào)的報(bào)警原因和解決錯(cuò)誤的方法。報(bào)警類(lèi)型有:低低、低、高、高高、大偏差、小偏差、變化率、開(kāi)、關(guān)、變位。報(bào)警事件類(lèi)型有:報(bào)警、恢復(fù)、確認(rèn)

報(bào)警畫(huà)面

  圖4-7報(bào)警畫(huà)面

  4.4.9模具選擇畫(huà)面設(shè)計(jì)

  模具選擇畫(huà)面功能:當(dāng)需要成型不同類(lèi)型的冰箱內(nèi)膽,需要更換模具和板材,同時(shí)需要在上位設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)。但是成型機(jī)系統(tǒng)參數(shù)多(僅加熱瓦就484個(gè)),如果一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置這些參數(shù)就會(huì)耽誤時(shí)間,故提出使用配方功能,可以一次設(shè)置大量的控制變量參數(shù),使用配方定義存儲(chǔ),使用時(shí),調(diào)用配方就可滿足生產(chǎn)過(guò)程的需要。配方在制造領(lǐng)域用來(lái)描述生產(chǎn)一件產(chǎn)品所用的不同配料之間的比例關(guān)系,是生產(chǎn)過(guò)程中一些變量對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)定值的集合。本系統(tǒng)中,配方是一套模具對(duì)應(yīng)的所有參數(shù)的集合。

  組態(tài)王提供的配方管理由兩部分組成:配方管理器和配方函數(shù)集。配方管理器打開(kāi)后,彈出對(duì)話框,用于創(chuàng)建和維護(hù)配方模板文件;配方函數(shù)允許組態(tài)王運(yùn)行時(shí)對(duì)包含在配方模板文件中的各種配方進(jìn)行選擇,修改,創(chuàng)建和刪除等一系列操作。在配方管理器中定義配方模板,配方文件以擴(kuò)展名為csv的文件格式存儲(chǔ)。

  配方的使用時(shí)建立配方模板后,通過(guò)使用配方命令語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)主要使用了以下三個(gè)命令語(yǔ)言函數(shù)。

  RecipeLoad:此函數(shù)將指定配方調(diào)入模板文件中的數(shù)據(jù)變量中。

  RecipeSave:此函數(shù)用于把對(duì)原配方的修改存入已有的配方模板文件中。

  RecipeSelectRecipe(“filename”,”recipeNameTag”,”Mess”):此函數(shù)用于在指定的配方模板文件中選取工程人員需要的配方

配方的定義

  圖4-8配方的定義

配方模具選擇中的使用

  圖4-9配方模具選擇中的使用

  4.4.10退出系統(tǒng)畫(huà)面設(shè)計(jì)

  點(diǎn)擊“退出系統(tǒng)”,彈出退出畫(huà)面,必須在操作員和監(jiān)督員不是同一人,并且密碼正確的情況下才可以退出,從而保證安全操作。

  啟動(dòng)畫(huà)連接為“彈起時(shí)”命令語(yǔ)言為:

  \\本站點(diǎn)\shenfen=PowerCheckUser(\\本站點(diǎn)\$用戶名,"czl");

  if(shenfen==1)

  {logoff();//退出組態(tài)王運(yùn)行界面

  showpicture("登陸界面");//返回登陸界面}

退出系統(tǒng)畫(huà)面

  圖4-10退出系統(tǒng)畫(huà)面

  5結(jié)束語(yǔ)

  本系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)通訊和組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)使用,形成了一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的、功能全面的、便于工廠集中管理的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電冰箱生產(chǎn)線真空吸塑機(jī)的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)和控制,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)處理,可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢,趨勢(shì)顯示,可生成數(shù)據(jù)報(bào)表,實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示等功能,并以多個(gè)畫(huà)面動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)出來(lái)。

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