火電廠配煤順序控制系統(tǒng)監(jiān)控設計

1、摘 要 本次設計的題目是輸煤系統(tǒng)中的的配煤系統(tǒng)在火電廠中的作用。論文共分為五個章節(jié)；第一章為引言部分；第二章是有關計算機監(jiān)控系統(tǒng)的總體的設計；第三章節(jié)是監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)；第四章主要是介紹計算機監(jiān)控系統(tǒng)在火電廠中的工程應用；第五章則為對全文的一個總結。 配煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的一個重要組成部分，是電廠內(nèi)工作環(huán)境差，勞動強度大的一個系統(tǒng)。有效地提高配煤系統(tǒng)的控制和管理水平是目前國內(nèi)眾多火電廠急待解決的問題。根據(jù)電廠的實際情況，在配煤系統(tǒng)自動化改造過程中一般采用可編程邏輯控制器（prgrammable logic controller,簡稱PLC）實現(xiàn)對生產(chǎn)設備的自動檢測與控制。再配以上位計算機對配

2、煤全線進行監(jiān)控，完成對現(xiàn)場設備狀態(tài)的顯示和控制，以及智能化配煤、燃煤堆取計量、各種統(tǒng)計報表的生成。 本文針對配輸煤系統(tǒng)中的配煤的特點，擬定配煤的器的典型工藝流程。對可編程控制器的控制方案進行研究，在此基礎上應用Intouch組態(tài)軟件繪制出典型的工藝流程畫面，并開發(fā)基于Intouch監(jiān)控軟件平臺的報警畫面、報表統(tǒng)計畫面、趨勢畫面及系統(tǒng)管理畫面，實現(xiàn)系統(tǒng)工藝要求的填充煤倉，犁煤器動作等功能。關鍵詞； 電力系統(tǒng) 配煤系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng) Intouch組態(tài)軟件AbstractThis design topic is loses in the coal system the coal blending sy

3、stem in thermoelectric power station function. The paper altogether divides into five chapters; First chapter is the introduction are partial; Second chapter is the related computer supervisory system overall design; The third chapter is the supervisory system software development; Fourth chapter ma

4、inly introduces the computer supervisory system in thermoelectric power station project application; Fifth rules for to a full text summary.The coal blending system is a thermal power plant important constituent, is in the power plant the working conditions is bad, a labor intensity big system. Enha

5、nces the coal blending system the control and the management level is effectively the present domestic multitudinous thermoelectric power station pending issue. According to the power plant actual situation, uses the programmable logical controller generally in the coal blending system automation tr

6、ansformation process (prgrammable logic controller,Is called PLC) to realize to the production equipment automatic detection and the control. Above again matches a computer to carry on the monitoring to the coal blending entire line, completes to the scene equipment condition demonstration and the c

7、ontrol, as well as the intellectualized coal blending, burns the coal pile to take the measurement, each kind of statistical report form production. This article in view of matches loses in the coal system the coal blending characteristic, draws up the coal blending typical technical process. Conduc

8、ts the research to the programmable controller control plan, draws up the model in this foundation using the Intouch configuration software the technical process picture, and develops based on the Intouch monitoring software platform reports to the police the picture, the report form statistics pict

9、ure, the tendency picture and the system administration picture, the realization system technological requirement packing coal bin, functions and so on plow coal movement.Key word: electric power sysrem Coal blending system Supervisory system Intouch configuration software目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 前 言11.

10、1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11.1.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展11.1.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件簡介11.2火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展狀況3國內(nèi)外火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展狀況3火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢41.3本文的工作4第二章 配煤順序控制監(jiān)控系統(tǒng)設計52.1系統(tǒng)的工藝流程52.2監(jiān)控系統(tǒng)結構5上位機52.2.2 下位機7可編程控制器的定義7可編程控制器的特點7可編程控制器的應用領域8歐姆龍PLC簡介92.3系統(tǒng)的通訊9第三章 系統(tǒng)的畫面開發(fā)103.1點組態(tài)103.2繪制畫面133.3動畫連接14第四章 系統(tǒng)功能開發(fā)184.1系統(tǒng)工藝監(jiān)控畫面184.2系統(tǒng)的趨勢曲線顯示1

11、8實時趨勢曲線18歷史趨勢曲線194.4報警功能20實時報警20歷史報警21第五章 系統(tǒng)的調(diào)試225.1 靜態(tài)調(diào)試225.2系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)試22結 束 語23致 謝24參考文獻25附錄26第一章 前 言1.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展監(jiān)控系統(tǒng)是人機借口的主要手段之一，起畫面質(zhì)量、表現(xiàn)形式的豐富多樣行性、使用的靈活性和編輯是否簡便等，是評價一個監(jiān)控系統(tǒng)品質(zhì)的重要依據(jù)。文中主要闡述了配煤監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)的技術要求、監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計方法、配煤系統(tǒng)的工藝流程、監(jiān)控軟件系統(tǒng)畫面的組成以及監(jiān)控系統(tǒng)與上下層的通訊。監(jiān)控系統(tǒng)是隨著電視和攝像機的出現(xiàn)發(fā)展壯大起來的，在這幾十年的發(fā)

12、展歷程中，伴隨著新技術革命的不斷沖擊經(jīng)歷了如下幾個階段：1、 一對一監(jiān)控系統(tǒng)：最早期的產(chǎn)品，多以攝像機與監(jiān)視器一對一進行監(jiān)視系統(tǒng)為主，連接方式是靠視頻電纜一對一直接相連，有多少個攝像機就有多少個監(jiān)視器，沒有任何的技術含量，是閉路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的最初階段。2、 切換控制電路系統(tǒng)：后來出現(xiàn)了控制器，視頻切換器，變倍鏡頭及云臺，使得多個攝像頭共用一個監(jiān)視器，監(jiān)視范圍進一步擴大。此時的切換控制電路因受技術的限制，只是簡單的硬件電路組合，視頻切換和控制是獨立的，控制多是采用多路開關配合多芯電纜一對一直接。3、 微處理器監(jiān)控系統(tǒng)：二十世紀七、八十年代，微處理應用于閉路監(jiān)控系統(tǒng)，將切換和控制合二為一。4、 外

13、掛多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)：九十年代，計算機多媒體技術得以發(fā)展，人們利用計算機顯示器的高解析度，將一路視頻傳輸進來，通過食品捕捉卡采集到計算機顯示?？刂萍扒袑捴鳈C乃為傳統(tǒng)單片機主要機，只是通過串口與計算機相連，完成簡單的控制工作，這一模式一般稱之為外掛多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)。盡管它有較為良好的人機界面，但她不能稱其為真正的多媒體系統(tǒng)，其根本原因在于系統(tǒng)設計的出發(fā)點不是基于計算機，而是基于傳統(tǒng)模式，只是在原有基礎上加以改進，拼裝而成，在大部分時間里，計算機只是充當一個外部監(jiān)視器。5、 多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)：多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)，就是完全基于計算機，以此為中心建立一套硬軟結合的完整體系，減少不必要的環(huán)節(jié)，提高反應速度。

14、同時，引入模塊化管理，將監(jiān)控所涉及到的音，視頻切換，云臺鏡頭控制，報警采集行動處理等具體內(nèi)容模塊化，相互關聯(lián)，消除各部分之間的沖突1.1.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件簡介通過專用的軟件定義系統(tǒng)的過程就是組態(tài)（configuration）。定義過程站各模塊的排列位置和類型的過程叫過程站硬件組態(tài)；定義過程站控制策略和控制程序的過程叫控制策略組態(tài)；定義操作員站監(jiān)控程序的過程叫操作員站組態(tài)；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡連接方式和各站地址的過程叫網(wǎng)絡組態(tài)。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復雜的控制系統(tǒng)時，人們逐漸意識到原有的上位機編程的開發(fā)方式。對項目來說是費時費力、得不償失的，同時，mis（管理信息系

15、統(tǒng)，management information system）和cims（計算機集成制造系統(tǒng)，computer integrated manufacturing system）的大量應用，要求工業(yè)現(xiàn)場為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、決策提供更詳細和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個環(huán)節(jié)。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國內(nèi)的應用逐漸得到了普及。下面就對幾種組態(tài)軟件分別進行介紹。intouch：wonderware的intouch軟件是最早進入我國的組態(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。但是，早期的in

16、touch軟件采用方式與驅動程序通信，性能較差，最新的intouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的windows平臺，并且提供了opc支持。    fix：intellution公司以fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛默生收購，現(xiàn)在是愛默生集團的全資子公司，fix6.軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅動程序（需單獨購買）。intellution將自己最新的產(chǎn)品系列命名為ifix，在ifix中，intellution提供了強大的組態(tài)功能，但新版本與以往的6.版本并不完全兼容。原有的script語言改為vba（visual basic for appl

17、ication），并且在內(nèi)部集成了微軟的vba開發(fā)環(huán)境。遺憾的是，intellution并沒有提供6.1版腳本語言到vba的轉換工具。在ifix中，intellution的產(chǎn)品與microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡進行了緊密的集成。intellution也是opc（ole for process control）組織的發(fā)起成員之一。ifix的opc組件和驅動程序同樣需要單獨購買。    citech：cit公司的citech也是較早進入中國市場的產(chǎn)品。citech具有簡潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。citech提供了類似語言的腳本語言

18、進行二次開發(fā)，但與ifix不同的是，citech的腳本語言并非是面向對象的，而是類似于語言，這無疑為用戶進行二次開發(fā)增加了難度。    wincc：simens的wincc也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，simens提供類語言的腳本，包括一個調(diào)試環(huán)境。wincc內(nèi)嵌opc支持，并可對分布式系統(tǒng)進行組態(tài)。但wincc的結構較復雜，用戶最好經(jīng)過simens的培訓以掌握wincc的應用。    組態(tài)王：組態(tài)王是國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司（更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅）。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鍵字的腳本語

19、言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅動程序。    controx（開物）：華富計算機公司的controx2000是全32位的組態(tài)開發(fā)平臺，為工控用戶提供了強大的實時曲線、歷史曲線、報警、數(shù)據(jù)報表及報告功能。作為國內(nèi)最早加入opc組織的軟件開發(fā)商，controx內(nèi)建opc支持，并提供數(shù)十種高性能驅動程序。提供面向對象的腳本語言編譯器，支持activex組件和插件的即插即用，并支持通過odbc連接外部數(shù)據(jù)庫。controx同時提供網(wǎng)絡支持和wevserver功能。    forcecontrol（力控）：大慶三維公司的forcecontrol

20、（力控）從時間概念上來說，力控也是國內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因為早期力控一直沒有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個版本，只是那時還是一個基于dos和vms的版本。后來隨著windows3.1的流行，又開發(fā)出了16位windows版的力控。但直至windows95版本的力控誕生之前，他主要用于公司內(nèi)部的一些項目。32位下的1.0版的力控，在體系結構上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實時數(shù)據(jù)庫的三層結構，而且其實時數(shù)據(jù)庫結構可為可組態(tài)的活結構。在19992000年期間，力控得到了長足的發(fā)展，最新推

21、出的2.0版在功能的豐富特性、易用性、開放性和i/o驅動數(shù)量，都得到了很大的提高。在很多環(huán)節(jié)的設計上，力控都能從國內(nèi)用戶的角度出發(fā)，即注重實用性，又不失大軟件的規(guī)范。另外，公司在產(chǎn)品的培訓、用戶技術支持等方面投入了較大人力，相信在較短時間內(nèi)，力控軟件產(chǎn)品將在工控軟件界形成巨大的沖擊。  其他常見的組態(tài)軟件還有ge的cimplicity，rockwell的rsview，ni的lookout，pcsoft的wizcon以及國內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的mcgs，也都各有特色。1.2火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展狀況在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，借助當今計算機的快速綜合處理能力，實施對大電網(wǎng)運行管

22、理的計算機監(jiān)控，實現(xiàn)對投入系統(tǒng)運行的發(fā)電廠進行遙測、遙控、遙信、遙調(diào)，并進行統(tǒng)一的調(diào)度管理，監(jiān)視大電網(wǎng)運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行1，2。 從1982年以來，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展迅速，整體功能和設備水平有很大提高，特別是自90年代開始，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)已從80年代的封閉式、集中式系統(tǒng)向開放式、分布式的集成系統(tǒng)發(fā)展，在保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行方面發(fā)揮了重要作用，已成為各級調(diào)度部門指揮電網(wǎng)運行不可缺少的重要手段1.2.1國內(nèi)外火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展狀況國外生產(chǎn)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的大公司，如瑞士ABB公司、德國西門子公司、加拿大GE公司都致力于水電站、火電廠和核電廠的計算機監(jiān)控

23、系統(tǒng)的研制、開發(fā)和生產(chǎn)工作。從上世紀70年代開始，各大公司均采用世界上最新的計算機系統(tǒng)并將它們開發(fā)應用于電站監(jiān)控系統(tǒng)中，使其推出的計算機監(jiān)控系統(tǒng)始終處于世界領先地位。此外,對于大型電廠的計算機控制系統(tǒng)，各國都做了大量的研究工作，目前各國在電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)方面多采用分層分布開放式系統(tǒng)結構，該系統(tǒng)是把電廠的各項功能，按分層分布處理的原則由功能模塊和接口模塊所組成計算機分布系統(tǒng)，整個系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，合理分工，最佳運行，其主要任務是：1）數(shù)據(jù)采集：對電廠生產(chǎn)過程的各種數(shù)據(jù)量、模擬量、狀態(tài)量等進行自動采集，并把采集的數(shù)據(jù)進行整理。2）數(shù)據(jù)處理：根據(jù)各種工況的要求和工作模式，對所采集的數(shù)據(jù)進行計算，按照各

24、程序進行控制、監(jiān)視、定值給定和最佳運行。3）數(shù)據(jù)通訊：與調(diào)度中心數(shù)據(jù)通訊，把電廠運行狀態(tài)參數(shù)傳送給調(diào)度中心。因此，這種分布開放式系統(tǒng)完全滿足高效率、高利用率、最大靈活性、良好的兼容性以及安全可靠和抗干擾能力強的要求。從上世紀60年代后期，隨著國外開展電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的研制與應用，我國開始將在電廠自動化方面應用計算機技術。特別是在1978年以后，計算機技術和微處理單片機的應用深入和推廣，我國不僅引進國外先進的電站監(jiān)控系統(tǒng)，而且還自行研制電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，使我國電站自動化水平有了很大的提高，由電站的單機自動、集中控制已轉道全廠計算機監(jiān)控的綜合自動化。二十多年來，我國在火電、水電、核電站實施計算

25、機監(jiān)控已做了大量工作，并取得很大的進步和成果，電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)在硬件、軟件，以及功能方面已達到世界先進水平。另外，以計算機為基礎的分布式監(jiān)控系統(tǒng)在我國火電廠的應用也增長很快?！捌呶濉焙汀鞍宋濉币M的成套計算機系統(tǒng)中一半以上是分布式系統(tǒng)。近年來，我國自己也已經(jīng)開始研制和開發(fā)了這種監(jiān)控系統(tǒng)應用于發(fā)電廠的生產(chǎn)管理監(jiān)控（數(shù)據(jù)采集和處理、安全監(jiān)視、控制和通訊）。1.2.2火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)在80年代以分布式控制系統(tǒng)結構為主，然而在90年代則以先進的分布開放式控制系統(tǒng)結構為主。隨著發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)應用的不斷發(fā)展和深入研究，發(fā)電廠對系統(tǒng)功能提出了更高的要求，這些要求

26、表現(xiàn)在以下方面：（1） 高級應用軟件的進一步完善和實用化；（2） 充分考慮自動化近期的發(fā)展方向，包括電站綜合自動化、電站無人值守、發(fā)電控制與生產(chǎn)管理系統(tǒng)緊密結合。 近年來，計算機軟硬件技術的飛速發(fā)展，特別是Windows NT操作系統(tǒng)的推出，高性能的系統(tǒng)微機（奔騰代微機）的出現(xiàn)，為新一代電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)提供了堅實的技術基礎。這樣基于Windows平臺，采用分布開放式系統(tǒng)結構，集成所有的監(jiān)控功能，為廠站綜合自動化提供完整的有效信息，從而更好地為電站生產(chǎn)和管理服務，全面提高自動化運行和管理水平，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，并有助于提高電網(wǎng)的自動化運行水平和經(jīng)濟水平。因此，在大型電站中，使用全分布

27、開放式計算機監(jiān)控系統(tǒng)將是我國廠站監(jiān)控技術的發(fā)展方向。1.3本文的工作 本文主要是針對輸煤系統(tǒng)中的配煤系統(tǒng)的特點，擬定配煤器的典型工藝流程。對下位機的可編程控制器的控制方案進行研究，并在此基礎之上應用Intouch組態(tài)軟件繪制出典型的工藝流程圖，并利用Intouch軟件的報警、統(tǒng)計報表、實時歷史曲線來完成對這一工藝流程的監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)工藝所要求的填充煤倉，犁煤器動作的功能，以此來實現(xiàn)對整個配煤系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。第二章 配煤順序控制監(jiān)控系統(tǒng)設計2.1系統(tǒng)的工藝流程配煤系統(tǒng)在輸煤系統(tǒng)中是第三個環(huán)節(jié)，然而，它卻起到煤的總的“調(diào)度”的作用。從大體上來講，配煤系統(tǒng)可以分為時間控制和煤量控制兩大類。 時

28、間控制當煤通過輸煤皮帶的運送到達煤倉或煤筒的時候。在煤倉的上方有一種類似犁的器件。被稱為離煤器，通過繼電器可以控制其上升或者下降。當其下降的時候，它起到了“犁”的作用，使煤落到皮帶的下方進入指定的煤倉或煤筒。時間控制就是以時間為基準進行控制。即先對第一個倉進行加煤，然后經(jīng)過指定的時間之后將離煤器抬起，將位于下一個煤倉上方的離煤器落下對其進行加煤。如此進行下去，直到所有的煤倉加滿為止。 煤量控制煤量控制是一個比較復雜的過程。它是根據(jù)煤倉中煤量的多少來進行控制的一種控制方法。當煤通過傳送皮帶運送到煤倉上方時，系統(tǒng)要首先判斷煤量最少的煤倉，首先對其進行加煤，當其加到指定的煤量時，將離煤器抬起，然后再

29、將煤量最少的煤倉上方的離煤器落下對其進行加煤，當加到指定值時，再重復上述過程。時間控制和煤量控制都是配煤系統(tǒng)中的控制方法，但是煤量控制相對來說比較復雜。因此電廠中大多采用時間控制。2.2監(jiān)控系統(tǒng)結構圖2.1 監(jiān)控系統(tǒng)結構圖 整個系統(tǒng)主要由上位機監(jiān)控系統(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和現(xiàn)場三大部分組成.2.2.1上位機 系統(tǒng)的上位機是系統(tǒng)的監(jiān)控的顯示畫面。他在整個系統(tǒng)中起著至關重要的作用。1、上位機的操作系統(tǒng)是Windows XP Professional。該系統(tǒng)在系統(tǒng)可靠性和性能方面都提出了最新標準.它具有可靠性、高性能、安全性和易用性等優(yōu)點.可靠性: 由于建立在成熟的Windows 2000操作系統(tǒng)基

30、礎之上，Windows XP Professional為您提供了可靠的功能特性，足以確保您的計算機長時間穩(wěn)定運行。Windows XP不僅在穩(wěn)定性方面取得了長足進展，還可以幫助您更加輕松的針對系統(tǒng)問題進行恢復。高性能: 運行Windows XP Professional的計算機在性能方面遠遠勝過Windows 98第二版，并且在商業(yè)基準測試中達到了Windows 2000的同等水平。Windows XP不僅能夠快速啟動應用程序，多數(shù)情況下，整體系統(tǒng)啟動速度也將得到顯著加快。安全性: Windows XP Professional中所提供的安全特性能夠有效保護位于計算機上和正在通過網(wǎng)絡或Inte

31、rnet進行傳輸?shù)拿舾信c機密數(shù)據(jù)。憑借針對最新安全標準與增強病毒保護功能的支持能力，Windows XP還可使您免受更多常見Internet攻擊的干擾。易用性: 從新穎獨特的外觀到更加直觀的基于任務設計方式，Windows XP Professional將使您獲得前所未有的輕松計算體驗。您將能夠多快好省的完成各項工作，快速查找所需內(nèi)容，按照您所希望的方式對文件與文件夾進行整理。簡而言之，Windows XP Professional將幫助您進一步提高工作智能化水平。2、本系統(tǒng)所使用的工程監(jiān)控軟件為Intouch軟件.利用Intouch軟件可以實現(xiàn)監(jiān)控和報警等多種功能.Intouch軟件是最近幾

32、年來發(fā)展起來的一種功能強大、組態(tài)靈活、應用范圍較廣闊的一種軟件。它具有強大的繪圖功能，特別適用于現(xiàn)場參數(shù)的動態(tài)監(jiān)測；它可以方便的與其他程序進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換；它還具有較強的網(wǎng)絡功能，可以方便的實現(xiàn)計算機之間的數(shù)據(jù)通訊。 Intouch軟件的功能和特點用Intouch開發(fā)的實時監(jiān)控軟件可以實現(xiàn)下列功能：1、色彩多樣、形態(tài)逼真的二維動態(tài)效果的實物體和畫面。Intouch具有很強的繪圖功能，利用Intouch繪圖工具箱可以方便的繪出工藝流程控制圖，并用調(diào)色板對所畫圖進行著色，再把繪制好的圖形與預先定義標記過的參數(shù)進行“連接”，就可形成色彩多樣、形態(tài)逼真的動態(tài)畫面。2、具有數(shù)據(jù)報警功能。這種報警功能包括

33、數(shù)據(jù)報警、偏差報警和速率報警等多種報警方式。3、繪圖工具提供的制作實時曲線圖、歷史趨勢圖的功能，為實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的顯示、存儲、利用提供了再線幫助。用于生成生產(chǎn)報表、查詢生產(chǎn)狀況等。4、多種用戶數(shù)據(jù)輸入方式。 Intouch軟件的結構一個Intouch應用軟件主要由四部分構成：1、標記名數(shù)據(jù)字典：標記是Intouch特有的概念。其含義類似編程語言中的變量。每一個標記具有不同的類型，其名字和類型由應用設計者在軟件設計時定義。應用軟件運行時，Intouch根據(jù)每個標記的類型，在內(nèi)存中分配相應長度的單元存儲標記值，標記值可在軟件運行時自動更新。Intouch常利用標記紀錄生產(chǎn)過程和軟件運行時的狀態(tài)

34、數(shù)據(jù)。2、圖形畫面：Intouch應用軟件運行時的各種顯示界面均可在開發(fā)環(huán)境中繪出。Intouch提供了豐富的繪圖功能，另外根據(jù)工業(yè)控制的特殊需要，還提供了實時、歷史數(shù)據(jù)趨勢，多級報警現(xiàn)實等圖形對象。3、動畫連接：將繪制好的圖形符號的外形發(fā)生變化，以反映標記名數(shù)據(jù)字典的變量值的變化或使標記名和其他符號的表達式的變化。4、邏輯：邏輯實際上是一組用文本編寫的落判斷和動作執(zhí)行語句，由Intouch在應用軟件運行時加以解釋，從而讓用戶建立各動作與“邏輯”的各定制系統(tǒng)函數(shù)之間的聯(lián)系。2.2.2 下位機系統(tǒng)下位機我們采用歐姆龍PLC進行數(shù)據(jù)的采集與分析?？删幊炭刂破鞯亩xPLC是一種專門為在

35、工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。可編程控制器的特點1、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平

36、均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2、配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近

37、年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3、易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減

38、少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。可編程控制器的應用領域 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1、開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳

39、統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2、模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3、運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的

40、運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4、過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。5、數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排

41、序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。歐姆龍PLC簡介本系統(tǒng)下位機所使用的PLC為歐姆龍PLC.該

42、PLC為日本歐姆龍公司的產(chǎn)品之一。它能方便地升級機器和設備，可全方位地與上位計算機，其它PLC和可編程終端相連接，它的串口設備能方便地與內(nèi)置RS232C端口相連接。它可以實現(xiàn)如下功能：模擬量控制；輸入時間常數(shù)；時鐘功能；通信功能；擴展單元所附帶的功能；斷電保持功能；存儲器后備；自我診斷功能；2.3系統(tǒng)的通訊PLC作為一種高性能的控制裝置，在分布式系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。在這種控制方式中，上位監(jiān)控機系統(tǒng)是其中重要的組成部分。PLC可以多種方式如直接采用現(xiàn)有的組態(tài)監(jiān)控軟件與上位監(jiān)迭機通信，但針對小規(guī)模的控制系統(tǒng)，找到一種高性能價格比的通信方法，具有積極的實際意義。本系統(tǒng)中上位機與OMRON

43、CH200通過HOST LINK單元及串行總線互聯(lián)而成的RS-232C總線上位連接系統(tǒng)而進行信息交換，上位連接系統(tǒng)是一種主從式總線型局域網(wǎng)，它以上位機為該工業(yè)網(wǎng)中的通信主站，其它連入該網(wǎng)的PLC皆為從站，其通信采用主從輪詢的方式：上位機始終具有初始傳送優(yōu)先權，所有通訊均由上位機來啟動，向從站發(fā)送數(shù)據(jù)或者從從站中讀取數(shù)據(jù)都是主站以命令幀形式發(fā)送，對于主站發(fā)來的命令幀，從站用響應幀應答，當命令幀很長時，需要分成幾幀發(fā)送。第三章 系統(tǒng)的畫面開發(fā)系統(tǒng)畫面的開發(fā)包括三大部分:點組態(tài)、繪制畫面, 動畫連接。3.1點組態(tài) “標記名字典”是 InTouch 的核心。 它包含應用程序中使用的所有變量的有關信息。

44、 它由兩個部分組成： 設計時標記名數(shù)據(jù)庫。 這由 WindowMaker 管理，存儲在應用程序目錄中 運行時數(shù)據(jù)庫。 這由 WindowViewer 管理，存儲在計算機的內(nèi)存中。在 WindowMaker 中，必須給每個變量指定標記名和類型。 對某些類型的變量，InTouch 還需要一些額外的信息。 例如，對于 I/O 型標記名，InTouch 需要更多有關如何獲取值并轉換它供內(nèi)部使用的信息。 您還可以給初始值、報警限、歷史記錄以及其它許多配置指定設置。 “標記名瀏覽器”是創(chuàng)建和配置新標記的場所。 WindowViewer 啟動時，它從標記名數(shù)據(jù)庫中讀取信息，并使用這些配置創(chuàng)建運行時數(shù)據(jù)庫。

45、應用程序運行期間，運行時數(shù)據(jù)庫跟蹤每個變量的當前值和其它狀態(tài)信息。 WindowViewer 啟動時，從標記名數(shù)據(jù)庫中讀取初始值。 它們也可以使用保留數(shù)據(jù)從上一次運行中恢復。在Intouch中,定義一個新的標記名我們采取以下步驟:1、在特別菜單上，單擊標記名字典，或者在“應用程序瀏覽器”中，雙擊標記名字典。 此時出現(xiàn)標記名字典對話框。2、單擊新建。 （此時清除標記名框的內(nèi)容）。3、在標記名框中，輸入新標記名要使用的名稱。此項為用戶自己對所建新窗口的定義,因此用戶可以任意進行設置.4、單擊類型。 此時出現(xiàn)標記類型對話框。圖3.1 定義標記名字典示意圖圖3.2 標記類型圖如圖3.1.2.Intou

46、ch軟件提供了多種變量的類型.在 InTouch 數(shù)據(jù)庫中定義標記名時，您必須根據(jù)其用法為每個標記名指定一種特定類型。例如，如果標記名要從另一個 Windows 應用程序（如“I/O 服務器”）中讀取或將值寫入其中，則它必須是一個 I/O 型標記名。在Intouch中為用戶提供了豐富的標記名，其主要有I/O型標記名和內(nèi)存型標記名。I/O型標記名：所有從另一個 Windows 程序中讀取值或將值寫入其中的標記名均為 I/O 型標記名。這包括所有來自可編程控制器、過程計算機的輸入和輸出，以及來自網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)據(jù)。I/O 標記名可以通過 Microsoft“動態(tài)數(shù)據(jù)交換”（Dynamic Data E

47、xchange，簡稱 DDE）或 Wonderware SuiteLink 通訊協(xié)議進行訪問?？勺x/寫 I/O 型標記名的值發(fā)生改變時，它會被立即寫入遠程應用程序。遠程應用程序中，每當鏈接到標記名的項目發(fā)生改變時，該標記名也會從遠程應用程序上更新。缺省條件下，將所有 I/O 標記名設置為可“讀/寫”。不過，通過在標記名字典對話框中選擇“只讀”選項，您可以將它們限制為只讀。 I/O 型有四種：I/O離散型：離散型輸入/輸出標記名，值為 0 (False, Off) 或 1 (True, On)。I/O整型：介于 -2,147,483,648 和 2,147,483,647 之間的 32 位帶符號

48、整數(shù)值。I/O實型：浮點（小數(shù)）型標記名。 浮點值可介于 +3.4e38 之間。 所有的浮點計算都按 64 位精度執(zhí)行運算，但結果使用 32 位 IEEE 精度來存儲。I/O消息型：文本字符串輸入/輸出標記名最長可達 131 個字符。內(nèi)存型標記名：內(nèi)存型標記名存在于 InTouch 應用程序內(nèi)部。您可以使用它們來創(chuàng)建系統(tǒng)常數(shù)和仿真。您還可以使用它們來創(chuàng)建供其它 Windows 程序訪問的計算變量。例如，您可以使用初值 3.1416 來定義一個內(nèi)存型標記名，也可以將配方儲存到內(nèi)存標記名組中。在仿真中，您可以使用內(nèi)存型標記名控制后臺 QuickScript 的動作。 例如，您可以定義一個內(nèi)存型標記

49、名 "COUNT"，它在某個動作 QuickScript 中發(fā)生改變，從而給某個過程的當前“步驟”生成各種動畫效果?！皟?nèi)存”型有四種內(nèi)存離散型：內(nèi)部離散型標記名，值為 0 (False, Off) 或 1 (True, On)。內(nèi)存整型：介于 -2,147,483,648 和 2,147,483,647 之間的 32 位帶符號整數(shù)值。內(nèi)存實型：浮點（小數(shù)）內(nèi)存型標記名。 浮點數(shù)可介于 -3.4e38 和 3.4e38 之間。 所有的浮點計算均按 64 位精度進行運算，但結果使用 32 位來存儲。內(nèi)存消息型：文本字符串標記名最長可達 131 個字符。此外，Intouch還具有

50、有多種特殊的標記名類型可供您指定給標記名，以執(zhí)行復雜的功能，如創(chuàng)建動態(tài)報警顯示、歷史趨勢、監(jiān)測或控制每個歷史趨勢筆繪制的標記名。您還可以使用一些間接型標記名，將一個標記名重新指定給多個源標記名。5、選擇標記名類型，然后單擊確定。此時會出現(xiàn)所選類型相應的各個詳細資料對話框.6、單擊組將標記名指定給特定的“報警組”。此時出現(xiàn)報警組對話框。 選擇要指定給該標記名的“報警組”，然后單擊關閉。創(chuàng)建標記名并將其指定給某個“報警組”之后，如果不關閉該對話框，則會將所有后來定義的標記名指定給同一個“報警組”，除非您改變它。7、 在注釋框中，輸入要系統(tǒng)儲存的有關標記名的任何其它注釋（最多 50 個字符）.8、對

51、于記錄數(shù)據(jù)的選擇.記錄數(shù)據(jù)是Intouch提供的一種功能,它可以使用戶根據(jù)需要選擇是否需要對歷史數(shù)據(jù)進行記錄,以方便的形成歷史趨勢曲線和歷史報警,當選擇記錄數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)的歷史趨勢曲線就會根據(jù)用戶需要自動形成.9、對于訪問名的設置. 創(chuàng)建 I/O 型標記名或遠程標記名引用時，必須將它們與“訪問名”關聯(lián)起來。“訪問名”包含用于同其它 I/O 數(shù)據(jù)源進行通訊的信息，包括節(jié)點名、應用程序名及主題名。10、報警的設置.在Intouch中,用戶可以根據(jù)自己的需要對所設置的系統(tǒng)進行報警的設置.報警提供4個報警點的設定.分別為LOLO、LOW、High和HiHi.它可以使用戶對報警進行詳細的設置.11、最后,

52、用戶對設置值的檢驗確認無誤之后,點擊 “保存”之后 “關閉”. 3.2繪制畫面 Intouch軟件提供了一種InTouchView繪圖工具. InTouchView 按照設計是一套可視化界面產(chǎn)品，專門用在 ArchestrA Application Server 環(huán)境中。InTouchView 不使用單獨的代碼庫，并且不要求在 InTouch 之外使用其它的安裝程序。根據(jù)具體情況，應用程序開發(fā)人員會逐個指定應用程序將使用 InTouch 還是 InTouchView。開發(fā)人員使用 WindowMaker 中的設置，既可以將每個應用程序配置為功能齊備的 InTouch 應用程序，也可以將它們配置

53、為 InTouchView 應用程序。 圖3.3 繪圖方式示意圖 InTouchView提供了3種繪制圖形的方法(見圖3.2.1).使用系統(tǒng)工具條進行繪制.Intouch繪圖軟件提供了功能豐富的繪圖工具.用戶可以根據(jù)自己的需要使用工具條進行繪制.在工具條中,用戶可以方便的繪制如圓形、方型以及其他圖形和線條等等.使用Intouch軟件中的圖形庫直接對已經(jīng)存在的圖形進行調(diào)用.例如游標、按鈕、開關等等.Intouch的這種繪圖方法不僅大大的減少了繪圖所需要的時間,而且使圖形更加生動逼真.調(diào)用圖形文件.在Intouch中,用戶可以根據(jù)需要對已有的圖形文件進行插入.這種繪制圖形的方法也大大的減少了繪圖的

54、時間. 圖3.4 Intouch軟件圖庫3.3動畫連接在創(chuàng)建圖形對象或符號之后，您就可以通過動畫來賦予其“生命”。通過附加動畫鏈接，您可以改變對象或符號的外觀，以反映標記名或表達式值所發(fā)生的變化。例如，您可以創(chuàng)建一個泵符號，在它關閉時顯示為紅色，在它打開時顯示為綠色。您也可以將此泵符號做成一個觸動按鈕，可供操作員通過單擊鼠標或觸動（使用觸摸屏時）來打開或關閉此泵。通過為對象或符號定義動畫鏈接，您就能使用這些以及其它許多的特殊效果。 圖3.5 動畫連接圖InTouch 支持兩種基本類型的鏈接：“觸動鏈接創(chuàng)建”和“顯示鏈接”?！坝|動鏈接”可供操作員向系統(tǒng)執(zhí)行輸入?！帮@示鏈接”則是給操作員顯示輸出結

55、果。數(shù)值游標或按鈕便是“觸動鏈接”的例子。而填充顏色、位置或閃爍鏈接則是“顯示鏈接”的例子。觸動鏈接創(chuàng)建：觸動鏈接用在您希望它在運行時是可以“觸控”的對象或符號上。它們可供操作員將數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)。例如，操作員可以打開或關閉閥門、輸入新的報警設定點、運行復雜的邏輯腳本，或者使用文本字符串登錄，等等。 觸動鏈接在運行時易于識別，因為在觸控對象上移動光標，或按 tab 鍵從一個對象移動到另一對象時，觸控對象上總是被一個“框”包圍著。如果觸動鏈接對象或符號包含重疊的文本對象，則最頂部的文本對象將用于顯示數(shù)據(jù)值。 通過單擊、觸動對象（使用觸摸屏時）、按下指定的等價鍵，或者在對象被“框”起時按下 Enter

56、 鍵，操作員均可激活觸控按鈕。 您可以創(chuàng)建九種觸動鏈接：觸動鏈接 動作 用戶輸入 離散、模擬、字符串 游標 垂直、水平 觸動按鈕 離散值、動作、顯示窗口、隱藏窗口 表3.1 觸動鏈接圖創(chuàng)建顯示鏈接：您可以使用各種顯示鏈接向操作員提供輸出。顯示鏈接包括如下幾種鏈接方式.顯示鏈接 類型 線顏色、填充顏色和文本顏色 離散、模擬、離散報警、模擬報警 對象大小 高度、寬度 位置 水平、垂直 填充百分比 水平、垂直 其它 可見性、方向、閃爍、失效 值顯示 離散、模擬、字符串 表3.2 顯示鏈接類型圖 顏色鏈接：您可以使用顏色鏈接該對象的線條顏色、填充顏色及文本顏色屬性設置動畫效果。 對象大小鏈接：您可以使用對象大小鏈接來根據(jù)模擬型（整型或實型）標記名或模擬表達式的值改變對象的高度和（或）寬度?！皩ο蟠笮　辨溄油ㄟ^設置鏈接的“錨點”，控制對象高度和（或）寬度及伸縮方向。 高度和寬度鏈接可以附加到同一個對象。 位置鏈接：您可以使用位置鏈接讓對象自動水平、垂直或同時朝兩個方向移動，以對應模擬型標記名或表達式的值所發(fā)生的變化。 填充百分比鏈接：您可以使用填充百分比鏈接