工控组态软件（精选4篇）
工控组态软件 篇1
摘要：工控组态软件CIMPLICITY作为工控组态软件家庭的新秀, 凭借自身的高速性、低成本, 维修费用低, 在市场上占据了重要地位。为此, 本文主要从以下方面针对工控组态软件CIMPLICITY及应用进行了简单分析。
关键词：工控组态软件,CIMPLICITY,应用
工控组态软件CIMPLICITY是开发具有自身特色、专用型、实时性的组态软件。组态软件市场在中国开始有较快的增长。因此, 对工控组态软件CIMPLICITY及应用的探讨有其重要价值和意义。
1 研究背景
在工业控制技术不断发展与应用中, PC机的优势作用日加明显, 其相关的优势主要体现在快速发展的技术, 相关技术的成熟, 较低的成本, 丰富的硬件、软件资源, 以及各个软件之间的相互操作性强, 加上应该技术简单, 易于学习和使用, 使得PC技术在工业生产的应用渗透力极强, 而在工控组态软件在其中发挥的作用不可忽视。
工控组态软件主要是利用系统软件所提供的工具, 通过简单形象的组态, 完成上位机与下位机之间的通信, 实现数据报警、曲线绘制等功能。一般而言, 在自动控制系统中, 工控组态软件主要分为5个模块, 具体如图1所示:
根据以上图示可以知道, 在传感器接收到数据后, 通过通信端口的扫描, 将工业现场所传递来的数据存在数据库中, 以方便于其他功能模块的使用和管理的需要, 在工控组态软件系统中, 所涉及的内容和设备品种相对较多, 而软件出分别由不同的供应商所提供, 而数据通信部分可以对其进行统一的管理和分配。而数据分配部分则作为一个反馈模块而应用, 主要是将处理过的数据一一下达给测控对象, 从而实现预期的控制。其中, 工控基本处理部分则主要是一个后台操作模块, 其主要的功能和作用就是与数据采集模块、数据分配模块、通信模块以及输入、输出模块联系起来, 方便于程序和事件的处理。在整个系统中, 这5个模块相互依赖、相互协调, 共同形成一个开放式的控制系统。
2 CIMPLICITY组态软件
CIMPLICITY组态软件主要是GE公司所推出的一个软件家族, 针对不同的工业环境开发了不同的软件版本, 目前, 其主要涉及到的产品有CIMPLICITY HMI PLANT EDITION, CIMPLICITY MACHINE EDITION等等, 这些版本各有其特点和优点, 但是从它们所提供的用户接口基本上相似, 同时, 各个版本所提供的实用工具也是通用的, CIMPLICITY组态软件是一个集成的开发环境, 主要通过系统软件所提供的数据信息以及相关工具, 将系统的所有资源通过资源管理器, 进行简单、形象的组态, 构建一个实时数据库, 这样, 既方便于完成用户之间的通信, 而且有通过端口配置, 实现数据报警等功能。
另外, CIMPLICITY组态软件还上述基础上, 实现了图画功能, 比如:在系统运行时, 其通过某一些基本图形的提供, 如折线、矩形、直线等, 方便用户绘制一些简单图形, 同时, 它还有一个元件库, 元件库中包括着油罐、仪表、指示灯等, 这些都是常用的自动控制元件, 其最大的功能和作用就是可以简化用户作图。该系统还可以支持图形文件格式, 通过一些图形的插入, 实现拆组的动态连接, 并结合专用的绘图软件, 采用OLE技术弥补CIMPLICITY在绘图方面的欠缺, 一旦工程系统启动, 打开进行实时监控。
3 CIMPLICITY的应用
在现代电力系统中, 随着自动化技术、网络技术、通信技术等的发展和融合, 智能化开关柜作为集控制、保护、通信、测量、PLC于一体的高技术产品, 已经成为各类电力系统所不可缺少的一种设备。相对于传统的设备产品, 其具有很强的优越性, 不仅能够在恶劣的自然环境下安全、可靠、稳定工作, 而且设备本身还具有很强的自检功能, 一旦设备在发生异常, 就会自动进行分析处理, 包括设备内部出现升温、机构故障、电磁辐射等, 系统会自动采集数据, 并自行处理, 这些技术和优点为电网运行的自动化、工业生产自动化奠定了良好的基础, 智能化开关柜具体的模块示意图如图2所示:
如图3所示:传感器和变送器采集和接收数据后, 经单片机和PLC将数据信息转换成数字信号, 并且通过通信端口扫描, 使得工业现场数据储存于数据库中, 并传送到上位机, 并由组态进行相关计算和判断, 将数据再反馈到PLC, 最后进行数据分配。
4 结语
总而言之, 工控组态软件CIMPLICITY在工控领域的应用, 是目前国际上广泛流行的一种集成化环境, 通过硬件系统与软件系统的构成集成化系统, 实现统一的管理和分配、预期的控制, 不仅提高了系统的可靠性, 而且提升了系统的成功率。
参考文献
[1]吴永贵.基于工控组态软件即时对话框的实现[J].实验技术与管理, 2012 (05) .
[2]阮文韬.基于组态软件的住宅小区停车场模拟控制系统设计[D].电子科技大学, 2012.
工控组态软件 篇2
关键词：流体仿真软件 工控机 散热分析
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）003-100-031 工控机应用领域及设计要求
工控机是一种加固的增强型个人计算机，它作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行，目前广泛运用于工业及人们生活的方方面面，例如：控制现场、路桥控制收费系统、医疗仪器、环境保护监测、通讯保障、智能交通管控系统、楼宇监控安防、语音呼叫中心、排队机、POS柜台收银机、数控机床、加油机、金融信息处理、石化数据采集处理、物探、野外便携作业、环保、军工、电力、铁路、高速公路、航天、地铁、智能楼宇、户外广告等等领域。工控机与一般家用及商用PC机相比，使用环境较为特殊，经常在高温、振动、粉尘、高电磁干扰、供电条件不好的环境中运行，并且大多是7€?4小时不间断连续运行的，因此对其稳定性及其连续工作的能力有着更高的要求，对其散热、防尘、防电磁干扰、防振等方面也有着与普通商用PC机不同的设计理念。本文主要通过采用solidworks flow simulation 流体仿真软件在工控机开发过程中来进行散热分析的实例，探讨在产品设计阶段计算机辅助工程（CAE）软件所起的显著作用。
2 SolidWorks Flow Simulation软件在产品开发中的作用
在电子产品的开发中，保证产品的热稳定性，使产品有更好的散热性能，能保证电子产品稳定长期的运行，延长电子产品的使用寿命。在以往的产品开发中，我们往往是先根据设计做出产品的样品，然后根据样品做各种热学试验，再针对试验结果做出修改，相对费时费力。现在随着计算机性能的大幅提高，采用多种多样的计算机辅助工程（CAE）软件可以在产品制造前预先发现潜在的问题来进行修正，由此可以缩短设计和分析的循环周期，从而达到降低成本，缩短产品上市周期的效果。利用Solidworks Flow Simulation 流体仿真软件进行某型号工控机散热的有限元分析，不需要做出产品的样品，直接利用设计模型采用虚拟样机的形式做热学仿真，来对产品的设计进行验证和改良，可以显著提高效率，降低成本，缩短产品上市周期。q Solidworks Flow Simulation软件是一款基于SolidWorks软件的计算流体力学软件，该软件与SolidWorks紧密集成，设计师在SolidWorks中设计的模型，可以直接用于流体仿真。该软件去除了计算流体力学的复杂性。您可以轻松快捷地仿真对成功设计至关重要的流体流动、传热和流体作用力，仿真真实条件下的流体和气体流动，运行“假设条件”情况，并快速分析浸润零部件或周围零部件上的流体流动、传热和相关作用力的影响。可以对设计变型进行比较以作出更好的决策，从而获得具有卓越性能的产品。
3 SolidWorks Flow Simulation软件进行散热分析的一般过程
下面我们以一款开发中的工控机为例，借助Solidworks Flow Simulation软件进行流体仿真，对产品进行散热分析。
首先，我们打开工控机模型，为了简化模型，我们将压缩风扇及其它复杂的特征，以节省计算时间。我们使用wizard（向导）来创建一个算例。 按照下面的属性新建一个项目： 下面我们指定材料给电子元件，右键单击input data下的solid materials 选择 insert solidworks material （插入固体材料）。把solidworks database里面的材料指定给电子元件。 PCB板我们指定为PCB 4-layers ，IC指定为gold ，散热器指定为aluminum ，电阻指定为silicon， 电容指定为copper。任何未指定材料的部分我们视为insulator（绝热体）。 接下来我们指定工控机的heat source （热源）。在没有边界条件也没有指定风扇的曲面上或是固体流体的介质中我们都可以指定heat source。在surface source中 如果不考虑heat transfer in solids （固体中的传热），我们可以在固体曲面一heat transfer rate （传热率）和heat flux（热通量）的形式指定热源，如果考虑heat transfer in solids我们可以在固体曲面一heat generation rate （产热率）和surface heat generation rate （曲面产热率）的形式指定热源，在两种情况下正的代表产热，负的代表吸热。
在flow simulation 菜单中，右键单击算例名称并选择自定义树，然后选择heat source。
在flow simulation菜单中选择insert，surface source。右键单击heat sources图标，选择insert volume source（插入体积源） 选择ic 在heat generation rate（产热率选项）中输入功率5w，ok确定，然后按照此步骤一次定义电阻、电容、CPU等的产热率。 接下来我们定义fans风扇，在此我们为了节约计算时间，简化模型，设置一个虚拟风扇。
建立一个风扇，右键单击fans图标，选择insert fan 在type类型中，选着external inlet fan（外部入口风扇），选着工控机壳的后面为虚拟风扇入口，工控机壳两侧为散热排气口，在风扇的类型中我们选着fan curves风扇曲线，papst德国一家风扇制造商，dc-axial轴流直流电型风扇，series 400系列，405型号。对inlet flow parameters （入口流动参数）和（thermodynamic parameters）热力学参数保留默认值。 单击RUN 系统将进行计算，分析散热结果。
我们可以看到产品的很多热学分析结果。产品的任何一个截面的温度分布图，产品的任何一个表面的温度分布图，空气在工控机的流动轨迹，热在产品内部的传导等，我们还可以看到solidworks flow simulation为我们显示的空气流动，热流动等的动画演示。 可以看到产品IC的最大温度可以达到351开尔文，产品的热学性能符合要求。软件同时还会给出详细的结果报表，在此不一一详列。
由本实例可以看出，使用SolidWorks Flow Simulation软件，可以大大的缩短了设计后由于考虑流体及热方面因素所需的工时，显著降低了设计及生产成本。使用SolidWorks Flow Simulation软件进行散热分析的一般过程如下：
(1)使用SolidWorks 3D CAD软件设计产品模型。
(2)利用SolidWorks Flow Simulation软件打开产品模型，新建项目，设置参数。
(3)指定材料给产品各元件。
(4)指定产品的热源，定义各元件产热率，设置各参数。
(5)定义风扇，设置相关参数。
(6)定义工程目标，开始计算。
(7)根据分析报表修改设计。
4 结语
采用本软件进行工控机的散热分析，通过计算机辅助工程软件的虚拟现实分析功能，可以在设计阶段直接找出产品设计在散热特性方面存在的问题，从而加以改进，为后期加工工艺的制定和改进奠定更加精确和完善的基础。这样可以节约成本，加快产品设计周期，在工业设计领域必将得到广泛的应用，应用领域也不会局限于工控机设计领域。
参考文献：
[1] 陈超祥.Solidworks Flow Simulation高级教程(2011版)[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2] 李大磊.Solidworks高级功能与工程应用[M].北京:北京邮电大学出版社.2009.
工控组态软件 篇3
目前, 新疆生产建设兵团正在大力推广棉花膜下滴灌这种节水灌溉技术[1]。从滴灌的硬件系统[2]和操作管理来看, 在实施过程中主要存在两个问题:一是灌溉过程 (灌水时间和灌水量多少) 凭生产人员的经验操作, 作物需水的科学规律和生产人员的实践经验得不到有效结合;二是兵团农场棉花条田大, 而田间众多阀门的开关需人工操作, 使生产人员的劳动强度增大, 灌溉节水效益得不到充分发挥。因此, 利用现代信息技术把握农田环境参数的变异, 提高滴灌的自动化控制程度及科学管理水平, 减轻劳动强度, 变得日益重要和紧迫。
1 硬件系统设计
1.1 系统组成
系统由多种传感器、变送器、数据采集卡、工业控制计算机、控制卡、驱动控制器和电磁阀等部分组成[2], 如图1所示。
1.1.1 控制主机
滴灌系统的首部泵房位于田间地头。灌水季节天气炎热, 灰尘较大, 加之水泵、过滤罐等交流供电设备产生较大电磁干扰, 因此对控制主机提出了耐高温、抗干扰、防灰尘和可靠性高等要求, 工业控制计算机可以满足上述要求。系统选用台湾研华IPC610H工控机。
1.1.2 传感器及变送器
传感器用于检测棉田土壤水分、大气温度、光照强度以及降雨量等环境参数, 并通过变送器转换为标准电信号传给计算机中的采集卡, 为自动化灌溉系统提供决策控制信息。
1.1.3 数据采集及控制卡
数据采集卡用于采集设置在田间和管道中各传感器传来的信息 (均为模拟电信号) 。系统选用台湾研华公司的PCI—1713型32通道隔离模拟量输入卡, 采用PCI总线。控制卡用于接受计算机发来的控制指令, 按照灌溉要求分别打开田间各轮灌组的电磁阀门。系统选用台湾研华公司的PCL—734型32通道隔离数字量输出卡, 采用ISA总线。
1.1.4 电磁阀
计算机发出的控制命令打开或关闭电磁阀的电源开关, 从而控制电磁阀的启闭。在灌溉过程中, 每个轮灌组中的电磁阀同时打开或关闭。考虑线损, 采用30V交流电源为电磁阀供电 (额定电压为AC24V) 。
1.2 系统实施
1.2.1 控制室
棉田首部泵房环境较差, 为保证计算机可靠稳定地工作, 在条件允许时, 最好将控制室置于单独的房间, 或者在泵房里合适的位置隔离成相对密封的玻璃房, 用于放置计算机等设备, 并注意通风散热。
1.2.2 传感器
检测棉田环境参数的各类传感器布置在田间不同位置, 与控制室相隔一定距离。为减少信号衰减, 防止干扰, 各传感器的变送器应与传感器在同一位置, 且输出4～20mA的电流信号, 通过屏蔽传输电缆传至控制室, 再变换成1～5V电压信号送至数据采集卡。
1.2.3 电磁阀
田间各电磁阀通过电缆与控制室接线端子板相连。电缆埋设在棉田, 应特别注意的是:电缆必须穿过塑料管再埋设, 以减缓老化;埋设深度必须大于45cm, 以防止犁地时损坏线缆;接头处必须焊接牢固, 并做好绝缘工作, 以防止断路或短路。
1.2.4 电器控制柜
为了防止计算机监控系统出现软硬件故障而失去对电磁阀的控制, 应另设电气控制柜 (也在控制室) , 利用手动电气开关来控制电磁阀的启闭, 二者的控制作用是并列关系。为了防止控制电缆出现短路、断路或电磁阀线圈通电不作用等故障而失去对电磁阀的控制, 选择的电磁阀应设有手动开关。
2 软件系统设计
监控软件是对棉花田间环境参数 (包括气象和土壤) 进行实时监控与显示, 并根据智能决策数据控制电磁阀的开关, 从而实现棉花节水灌溉的自动控制。
工业控制组态软件KingView6.5是一种建立控制对象人机接口的智能软件包, 开发出的监控软件具有功能强大、画面形象直观和操作简单等特点[3], 广泛应用于工业自动化监控领域。将其引入棉花灌溉自动监控系统对开发者和使用者都是很好的选择。
2.1 软件功能模块
监控软件子系统具有数据采集、信息显示、阀门控制、工作设置、数据通信、故障报警、数据库和用户管理等功能模块。软件结构如图2所示。
2.1.1 数据采集与处理模块
由棉田分布的土壤水分传感器、大气温度传感器和光照传感器等采集的土壤与大气状态信息, 经变送器和数据采集卡转换成数字信号传至计算机, 经标定后转变成具有实际物理意义的数据, 及时存入到动态数据库中, 进行数据分析和统计。
2.1.2 智能决策与支持模块
根据田间气象与土壤参数, 结合棉花需水规律, 为棉花的生长提供科学合理的灌溉方案以及为电磁阀的开关提供决策控制信息。
组态王软件很适合开发监控系统, 但其数学处理功能不够强大, 且定义的每一个变量均占用一个点数, 使得具有总点数限制的组态王软件开发智能决策程序受到限制, 而VB软件具有面向对象编程及数据计算与处理功能强大等特点, 因此智能决策模块采用VB软件开发。该模块具有数据管理、模型管理、知识管理和决策管理等功能。
2.1.3 阀门状态控制模块
模块有3种控制模式:一是智能控制和可以根据棉田土壤、气象等环境数据进行智能决策, 发送控制命令;二是自动控制, 可以设置好轮灌顺序和灌溉时间等由程序控制;三是手动控制, 可以通过鼠标点击画面上开关按钮, 开启/关闭相应电磁阀。
2.1.4 环境信息显示模块
此模块主要有3种显示方式:一是以数值形式显示湿度、温度、风速和日照强度等实时参数值;二是以曲线形式显示温度、湿度等实时数据和历史数据变化趋势;三是以报表形式显示温度、湿度等实时数据和历史数据。
2.1.5 工作状态显示模块
显示田间阀门工作状态、田间灌溉状态, 可模拟田块进行实时灌溉, 如显示各田块是否在灌溉、各阀门是否打开及打开的时间、已持续灌溉的时间等。
2.1.6 故障报警与信息记录模块
当传感器损坏、电磁阀失灵以及线路发生短路、断路等故障现象时, 可以进行实时报警与信息记录, 也可显示历史报警记录信息。报警以声音和窗口形式出现, 以提醒用户。
2.1.7 工作设置模块
系统可以对现场的土壤水分控制极限值进行设置和修改;可设置阀门开启起始时间、停止时间和持续灌溉时间等;可设置轮灌组数、每个轮灌组的阀门个数、轮灌顺序和轮灌方式等;可设置条件控制、定时控制和手动控制等灌溉控制方式。
2.1.8 用户管理模块
系统设置了用户级别和用户密码, 没有登陆的用户只能观看工作状态与灌溉信息等, 不能进行设置或退出等有关操作, 保证了系统的安全性。
2.2 主要技术问题
2.2.1 硬件设备的定义
组态王要使用板卡需进行地址设定:查看WINDOWS设备管理器, 若安装了板卡的驱动程序, 在硬件列中会出现AdvantechDAQ设备及板卡名称;查看板卡属性资源, 可得到计算机分配给板卡输入/输出的端口地址, 如PCI1713板卡的地址为c400H, 则在组态王设备地址一栏中填入c400。
2.2.2 环境参数变量的定义
在组态王中, 需对每个环境参数定义一个变量, 其中最小原始值、最大原始值的设置是关键。以土壤温度参数的变量定义为例, 其最小原始值、最大原始值与模拟量采集板卡的电压输入范围和A/D的位数有关。因采用的PCI1713板卡模拟电压的输入范围是-5～+5V, A/D是12位, 因212-1=4 095, 则-5V对应0, +5V对应4 095。因为传感器的测量范围是0～50℃, 对应的输出是1～5V (线性关系) , 那么组态王变量属性中的最小原始值应为2 457, 最大原始值为4 095。
2.2.3 DDE数据交换
监控系统采用组态王软件开发, 它作为用户的操作界面, 其智能决策模块采用VB软件开发。二者通过动态数据交换 (DDE) 技术交换数据。
组态王检测到的棉田环境参数值需通过DDE传递给VB程序, 以作为智能决策程序的决策依据。例如, 把当前土壤温度值传递给VB程序中的txtTE文本框控件, 其实现方法为:在组态王中, 将设备名设为pci1713, 土壤温度I/O变量的寄存器设为ad0, 则项目名为pci1713.ad0, 提供给VB引用, 选中变量的读写属性“允许DDE访问”。
在VB程序vbdde.vbp中, 设置如下:
智能决策程序获得决策结果后需传回组态王, 在画面上显示出来。例如, 将VB决策程序vbdde主窗体中的txtRE文本框控件中的决策结果传回组态王中的变量RESULT, 其实现方法如下
1) 在VB中, 将主窗体RESULTForm的LinkMode属性设置为1, LinkTopic属性设置为FormTopic, 实现与组态王的通信。
2) 在组态王中建立一个名为VBDDE的DDE设备, 服务程序名为vbdde (即VB应用程序工程名) , 话题名为FormTopic (即VB应用程序主窗体的LinkTopic属性值) , 数据交换方式为标准Windows DDE交换。新建一个内存字符串变量RESULT, 将其连接设备定义为vbdde, 项目名设为txtRE (即VB应用程序主窗体文本框控件名) 。
3 结论
1) 以工业组态软件Kingview作为开发平台, 采用板卡、工控机等工业自动化设备, 开发了棉花膜下滴灌自动监控系统, 使开发周期缩短, 系统便于更改、扩充、升级, 且运行可靠。系统在兵团农二师29团安装完成, 并投入运行, 状况良好, 受到农工的欢迎。
2) 棉花膜下滴灌技术是新疆兵团特色农业的大胆创新, 也是世界节水农业发展的典范。应用计算机滴灌自动监控与决策支持系统解决了土壤含水量信息的实时采集与棉花适时供水等问题, 避免了灌水盲目性, 提高了科学管理水平, 使传统农业棉花生产上了一个新台阶。同时, 对于提高新疆兵团棉花效益、市场竞争力及精准农业在兵团的全面实施具有重要的现实意义。
摘要：通过各种传感器自动监测棉田土壤与气象参数, 利用工业控制计算机 (IPC) 与工业自动化组态软件Kingview开发监控系统实现棉田环境数据采集, 并根据棉花需水规律实施滴灌自动控制, 为棉花的生长提供科学合理的灌溉方案, 达到降低劳动强度、增加棉花生产效益的目的。设计的棉田滴灌控制系统结构简单、工作可靠, 已经成功地应用于棉花的生产中。
关键词：棉花膜下滴灌,监控,工业控制计算机,组态软件
参考文献
[1]马富裕, 郑重.新疆棉花膜下滴灌技术的发展与完善[J].干旱地区农业研究, 2004, 22 (3) :202-207.
工控组态软件 篇4
工控组态软件是利用系统软件提供的工具, 通过简单形象的组态工作, 即可实现所需的软件功能。组态软件正在代替各种计算机语言的软件开发, 其优点有:1.提升了系统的可靠性, 这些组态软件大都由专业软件公司开发, 经过正规、严格的测试, 结合了大量的用户的现场使用经验形成的;2.缩短了项目的开发周期, 避免了大量的重复性开发工作, 突出了系统集成思想, 开发人员着重系统的整体构成, 使得项目易于维护, 避免因开发人员流动所带来的麻烦;3.减少项目开发费用;4.组态软件大多集中最新的软件技术, 易用性大大增强, 一般人员经过培训都能使用。因此, 组态软件深受科技人员和应用厂家的重视和青睐, 在自动控制领域获得广泛的应用。
在众多众多公司的组态软件中, Rockwell RSView SE工控组态软件以其独有的特点成为具有代表性的组态软件。
(二) Rockwell RSView SE工控组态软件的功能分析
Rockwell RSView SE工控组态软件全称是RSView Supervisory Edition, 是基于Microsoft Windows XP和Windows2000操作系统的的HMI (人机界面) 软件包, 专为自动化过程和机器监视以及管理控制所设计的。它的主要功能可以从以下几个方面进行了分析。
1. 组态软件完善, 功能齐全, 技术先进可靠
Rockwell RSView SE组态软件提供工业标准数学模型库和控制功能库, 能满足用户所需的测控要求。RSView SE对测控信息的历史记录进行存储、显示、计算、分析、打印, 界面操作灵活方便。RSView SE基于Server/Client模式, 提供了可靠的HMIServer、DataServer热备冗余, 内置自动检错和恢复功能, 充分保证系统的稳定性。
2. 丰富的画面显示组态功能
RSView SE组态软件提供给用户丰富方便的常用编辑工具的作图工具, 提供大量的工业设备图符、仪表图符, 还提供趋势图、历史曲线、组数据分析图等级;提供十分友好的图形化用户界面GUI (graphic user interface) , 包括一整套Windows风格的窗口、弹出菜单、按钮、状态栏、工具栏、滚动条、监控画面等。画面丰富多彩。为设备的正常运行、操作人员的集中监控提供了极大的方便。用VBA对RSView SE客户端的对象模型编写代码, 用户可以自定义画面的显示方式和效果。VBA代码保存在其相关的画面中, 如果移动画面, 代码也随之移动。有了VBA代码, 每个画面就像一个VBA Form, 对时间作出响应。VBA代码可以读写直接引用的标签, 也可读写HMI的标签。当客户端计算机打开画面时, VBA代码就会在该客户端上独立执行。利用对象浏览器 (Object Explore) 可以相当方便的浏览画面中的对象。RSView SE还支持一次定义画面, 可以在整个分布式系统中的引用, 用户只须开发一次画面, 保存在一个Server上, 就可以从网络上的任何客户端站读取Server上的画面, 实现真正的企业浏览。
3. 强大的通信功能和良好的开放性
Rockwell RSView SE组态软件向下可以通过OPC与数据采集硬件通信;向上通过TCP/IP、Ethernet与高层管理网互联。对于DDE或OPC数据源, “标签/数量”的列表会被传给OPC或DDE服务器和客户机在服务器内写操作可能会组合在信息包里。
开放性是指RSView SE能与多种通信协议互联, 支持多种硬件设备, 如AB公司的PLC-5、SLC5, 以及Modicon PLC (Quantum, premium, Micro等) 、SIEMENS等第三方OPC服务器。RSView SE可以满足不同测点的要求, 能在冶金、电力、化工、机械、矿山等行业通用, 适应各类测控硬件设备。RSView SE可以导入、导出XML (可扩展的标记语言 (Extensible Markup Language) 的简称) 用于创建具有结构化信息的文档文件) 文件, XML已成为用来建构网页的标准语言, 等同于HTML, 可以通过Internet浏览器进行浏览, 为远程监视控制提供有利工具。
4. 多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享
Rockwell RSView SE组态软件基于Microsoft Windows XP和Windows2000操作系统, 充分利用面向对象的技术和ActiveX动态链接库技术, 极大地丰富了控制系统的显示画面的编程环境, 从而方便灵活地实现多任务操作。ActiveX对象是一个由第三方供应商开发的、现成可以使用的软件。RSView SE可以通过它的属性、事件和方法来使用它所提供的功能。嵌入一个ActiveX对象, 然后设定其属性或指定对象事件, 该对象就可以与RSView SE交互作用。信息通过RSView SE标签在ActiveX对象和RSView SE之间传递。
Windows操作系统为RSView SE和基于Windows的应用软件提供接口, 利用DDE (Dynamic Data Exchange) 技术, 与Windows应用程序间进行数据和信息共享, 为用户提供更为集中的数据操作环境, 实现信息集中管理, 并向上层系统提供开放式数据库接口ODBC。
RSView SE支持下列ODBC兼容数据库:MS Access, Sybase SQL Server, Oracle和MS SQL Server等。用ODBC数据源如Microsoft Access或Microsoft SQL Server把数据存储为ODBC格式。
5. 测控点规模及性能价格比
测控点的管理数量是衡量组态软件的重要参数。RSView SE组态软件支持100000个标签, 并配以强大的图形工具、丰富的菜单命令、完善的测点管理。RSView SE将PLC的快速逻辑融于DCS, 实现调节量、逻辑量、顺序控制等控制策略, 提高了性能价格比。
(三) RSView SE组态软件在3200T/D生产线DCS (集散控制系统) 中的应用
1. 系统简介
广西鱼峰水泥股份有限公司3200T/D生产线建于1986年, 原上位控制系统是FLS (丹麦史密斯) 的SDR专用控制系统。SDR软件在UNIX平台上开发, 对软件的开发与维护要求相当高。SDR系统通过RS-232C与PLC进行通信, 由于当年硬件的限制, 只采集部分的模拟信号与数字信号进入系统。复杂的PID控制则通过安装PID控制器来进行调节, 与现场控制设备直接连接而不通过SDR和PLC。现场生产设备的操作控制通过操作控制台 (上面安装各种显示仪表、PID控制器、控制按钮等) 、模拟屏、SDR监控系统三者组合实现。原有系统控制设备落后、操作复杂, 对现场模拟量的采集显示需要3到5秒才能更新, 对操作员的压力很大。SDR服务器工作不稳定, 对工作环境温度要求相当高。且相应的配件已经无法采购, 对设备维护造成想当大的困难。此外还有四台PLC 2/30可编程控制器属80年代产品, 稳定性欠佳, 配件也是难采购。为更好的进行了水泥生产, 广西鱼峰水泥股份有限公司于2005年6月对原有的SDR系统进行技术改选, 用RSView SE组态软件替代SDR系统及操作台, 将它们的所有功能融入到新的RSView SE系统中。同时将四台PLC 2/30升级为PLC 5/40B。
系统采用分布式计算机进行监控, 实现了水泥生产的自动化控制。从原料均化堆料到生料研磨, 熟料煅烧、冷却, 到水泥的粉磨, 同时完成生产工艺流程图的动态显示, 系统的现场执行设备的实时监控及运行状态显示;完成全线的检测和控制, 现场数据的采集、记录、显示、打印, 历史与实时趋势曲线显示, 故障报警和系统管理功能。
本生产线的控制模式为中控联动、中控优先模式, 现场的所有设备都必须有中控的允许才能开启。基于以上控制工艺要求, RSView SE采用了项目管理器和图形监控的方法。项目管理器中提供各种工业标准模型库的功能库, 即系统、显示、报警、数据标签和逻辑与控制等;图形显示库用图形模块表示, 用户只需将图形模块在策略编辑器中进行简单的排列和联接。利用功能库可以建立项目的数据库、标记、参数、报警、控制等。利用显示编辑器中的菜单栏、工具栏、绘图栏、状态栏等内部显示组件, 描绘的动态显示图形和工艺流程图。
项目管理器的编辑模式基本组件有系统、显示、报警、数据标签和逻辑与控制等。内部组件有连接线、模拟量输入、模拟量输出、逻辑模块、标志位、标记数据库、用户安全设置、报警等各种图形模块。显示图形模块的基本组态工具有:数值显示、数值控制显示、按钮、条形图、棒图、文本字符串、下拉菜单、图表编辑器、动画显示、趋势图、OLE组件、ActiveX控件及各种生产工艺显示画面等多种显示画面。
这些组件基本满足了控制中系统控制和显示两方面的功能需要。RSView SE组态软件可通过Windows和DDE动态数据联接库直接访问I/O元件, 特别适合几百个点或几千个测点的大规模控制系统。
3200T/D生产线DCS控制系统的网络拓扑结构图如图1所示。
2. 系统硬件配置
因RSView SE是基于Server/Client模式, 故Server选用DELL PowerEdge 2800服务器2台, 2.8G XEON双CPU, 1G内存, 80G硬盘, 19寸液晶显示器, 1784 KTDX DH+ (Data Highway Plus) 通讯卡4张 (每台服务器安装两张) , 操作站为DELL高档商用电脑7台, 均配19寸液晶显示器。并配有在线式UPS, 为服务器及操作站电脑提供交流净化电源。下位机为8台AB公司的PLC5/40B (48K RAM, 可扩展E2PROM 64K, 四个DH+通讯口) , I/O点数 (数字量4912点, 模拟量550点) , I/O框架数共45个。通讯适配器选用1771-ASB模块, 作为与CPU的远程I/O接口;与之相连的DH+1B口配置为Remote I/O Scanners模式, 波特率配置为57.6K。下位机PLC与服务器1784 KTDX DH+通讯卡的通讯波特率配置为115.2K。
3. 系统软件配置
服务器与操作站的操作系统分别为Windows server和Windows 2000, Office 2000, RSView SE服务器版装在服务器 (服务器版集成了开发工具) , RSView SE客户版装在操作站, Rslogix 5编程软件, Rslinx Gateway通讯软件。测点的值由DH+通信来, 测点在项目管理器中利用I/O通道分配, RSView SE自动管理它们, 再将这些测点标签连接到显示画面。
4. 系统监控
系统监控显示画面部分开发了8幅主画面, 总共73个画面。对整个系统的工艺流程、工作状态进行系统总貌和子系统的监控, 包括了堆取料、原料研磨、CF库与窑尾废气处理、回转窑、篦冷机、熟料输送、煤磨、水泥磨的工艺流程。对现场的所有模拟量都进行趋势记录, 方便对各个参数的查询与预测, 能够任意组合显示四个趋势曲线。模拟量采集显示速度相当快, 达到实时显示。此外还开发了系统报警总汇及自动抄表功能, 定时打印出当班的生产参数记录。本次开发中使用了大量的自定义的画面, 显示画面内容逼真、丰富、直观, 完全延续了以前SDR系统的画面风格, 加入了专门的设备管理画面, 对操作员的来说易于操作使用, 过度平缓, 接受度高。
整个项目从系统调研、系统选型、设备购置到开发调试, 直到投入使用仅用了半年时间。生产实践证明, RSView SE组态软件运行可靠, 完全满足生产工艺要求, 整个生产线运转率大幅提高, 产品质量稳定, 受到水泥生产部门的一致好评。
参考文献
[1]Rockwell公司.Rslogix5编程软件——编程手册[K].1999.
[2]Rockwell公司.RSView SE User Guide.2005-5-9.