一種基于以太網(wǎng)技術(shù)的涂料生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)

4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

4．1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

PLC控制系統(tǒng)運行流程如圖3所示。PLC控制分手動、自動控制兩種，系統(tǒng)一般使用自動控制，手動控制主要在系統(tǒng)檢修或參數(shù)調(diào)試時使用?，F(xiàn)場手動控制是由用戶在現(xiàn)場通過手動操作按鈕決定各執(zhí)行機構(gòu)的輸出狀態(tài)，現(xiàn)場手動控制具有比PLC控制更高的優(yōu)先權(quán)。

從生產(chǎn)安全角度考慮，PLC控制系統(tǒng)中采用三重保護措施：

(1)低限即停。在自動狀態(tài)下出料時，物料罐內(nèi)現(xiàn)有物料量低于150 kg后電機會立即停止，以防罐內(nèi)料位低于變送器測量口，造成變送器無法測量物料變化而引起失控。

(2)出料量長時間不變即停。在自動狀態(tài)下出料時，如果出料量在10 s內(nèi)無變化，說明變送器無法正常檢測物料變化，此時電機會立即停止。

(3)緊急停車。在自動狀態(tài)下出料時，如需立即中斷出料可點擊觸摸屏上的“緊急停車”按鈕，此時電機會立即停止。

圖3 PLC控制系統(tǒng)運行流程圖

4．2觸摸屏設(shè)計

4．2．1觸摸屏參數(shù)設(shè)置

本地觸摸屏HMI B與PLC通過串口通信，通訊參數(shù)設(shè)置必須一致。本系統(tǒng)中將“波特率、數(shù)據(jù)長度、停止位、奇偶校驗”設(shè)置為“19 200、7、2、E”。

遠程觸摸屏HMI A通過以太網(wǎng)與本地觸摸屏HMI B通信。以太網(wǎng)連接的方式有兩種：一種是使用平行網(wǎng)絡(luò)線，搭配集線器使用；另一種是使用跳接網(wǎng)絡(luò)線，不需使用集線器，這種方式只限使用在一對一聯(lián)機的情況下(HMI A對HMI B)。本系統(tǒng)采用第二種連接方式。兩臺HMl分別設(shè)置好局域網(wǎng)IP地址。為了兩臺HMI通訊成功，還需引入主、從機概念。主機外接PLC，從機通過主機連接PLC(遠端)。

4．2．2觸摸屏畫面設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)控要求，共設(shè)計了登錄畫面、主畫面、斜率修正和基準(zhǔn)修正畫面、出料設(shè)置畫面、報警記錄畫面和工況數(shù)據(jù)畫面等幾個主要界面?，F(xiàn)場參數(shù)變化都可以在觸摸屏上顯示，并可以通過觸摸屏對現(xiàn)場進行實時調(diào)整和監(jiān)控。

(1)登錄畫面。系統(tǒng)設(shè)定操作員、管理員兩個不同用戶，登錄界面需要用戶名和密碼，根據(jù)不用的用戶可以預(yù)先設(shè)置不同的操作權(quán)限。

(2)斜率修正和基準(zhǔn)修正畫面?；鶞?zhǔn)修正是用于修正每次出料時出現(xiàn)的固定偏差；斜率修正是用來修正由于溫度變化或者更換物料引起的物料密度變化。隨著環(huán)境溫度的變化、物料的改變，出料精度會受到影響，操作者可以通過微調(diào)參數(shù)，修正提高出料精度。此功能只有管理員具備。

(3)出料設(shè)置畫面。操作員在出料設(shè)置中不能自行設(shè)置出料，而是由管理員預(yù)先在觸摸屏上或通過上位計算機設(shè)置好出料量，供操作員選擇出料。通過此方式，管理員可控制操作員生產(chǎn)時過量使用原料，從而有效降低成本。

4．3上位機監(jiān)控軟件設(shè)計

上位機監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。軟件設(shè)計主要包括：主畫面、柱狀圖、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警記錄查詢、參數(shù)設(shè)置、web發(fā)布等。

遠程控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分為客戶端／服務(wù)器(Client／Server，C／S)和瀏覽器／服務(wù)器(Browser／Server，B／S)兩種模式。C／S模式由客戶端和服務(wù)器組成，服務(wù)器具有數(shù)據(jù)采集、控制和與客戶端通信的功能，客戶端則包括與服務(wù)器通信和用戶界面模塊。C／S模式需要安裝客戶端軟件，對客戶端的性能要求較高，使用和維護不便。B／s模式由瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，B／S模式基于標(biāo)準(zhǔn)的Hn’P和TCW IP開放性協(xié)議，開發(fā)和維護完全集中在服務(wù)器端，減輕客戶端的負擔(dān)，而且客戶端只配置瀏覽器，具有良好的擴展能力和跨平臺性舊o。對B／s模式和C／S模式進行比較，B／S模式要優(yōu)于C／S模式。組態(tài)王的Web發(fā)布功能采用B／S模式，可以實現(xiàn)畫面發(fā)布和數(shù)據(jù)發(fā)布。用于Web發(fā)布的計算機(Web站)要安裝并綁定TCP／IP協(xié)議，本系統(tǒng)中上位計算機既是控制站，又是Web服務(wù)站。

圖4上位機監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)圖

4．4網(wǎng)絡(luò)瀏覽

在進行IE訪問時，需要知道被訪問程序的端口號，默認(rèn)為80。

遠程的計算機(客戶端)也要安裝有TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，且上位計算機已發(fā)布工程，發(fā)布的工程正處于運行狀態(tài)，否則客戶端無法登錄。在網(wǎng)絡(luò)正常的前提下，客戶端打開Intemet Explorer瀏覽器，在地址欄中按以下格式輸入地址：http：／／發(fā)布站點機器名(或IP地址)：組態(tài)王Web定義端口號，按下回車鍵即可彈出用戶登錄對話框，輸入用戶名和口令后，會彈出發(fā)布的Web組、點擊Web組進入相應(yīng)的畫面，即可進行相應(yīng)的參數(shù)監(jiān)控。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)實現(xiàn)了涂料生產(chǎn)中原料投放的自動控制、操作人員的生產(chǎn)管理和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的記錄、報警等功能，既保證了生產(chǎn)的安全性和高效性，又降低了操作管理人員的勞動強度。同時，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)了全廠集中管理和監(jiān)控。該系統(tǒng)已經(jīng)投入實際應(yīng)用，控制效果理想。