基于網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的陶瓷過(guò)濾機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)的研究

摘 要：應(yīng)用監(jiān)控組態(tài)軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控已成為工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)展的必然趨勢(shì)，在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，提高生產(chǎn)效率是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；組態(tài)；web發(fā)布

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.116

0 前言

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的今天，遠(yuǎn)程監(jiān)控成為目前生產(chǎn)單位中不可或缺的手段，監(jiān)控人員不僅可以坐在中控室里對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，而且可以隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。Wonderware公司推出的系列軟件支持網(wǎng)絡(luò)訪問，而且能夠比較容易地開發(fā)出良好的監(jiān)控畫面，網(wǎng)絡(luò)配置簡(jiǎn)單。

1 陶瓷過(guò)濾機(jī)相關(guān)知識(shí)介紹

陶瓷過(guò)濾機(jī)工作原理與傳統(tǒng)的過(guò)濾機(jī)工作原理接近，利用抽取陶瓷板內(nèi)腔真空產(chǎn)生與外部的壓差，使料槽內(nèi)懸浮的物料在負(fù)壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料因不能通過(guò)微孔陶瓷便被截留在陶瓷板表面，而染色體因真空壓差及微孔陶瓷板的毛細(xì)作用則順利通過(guò)，從而達(dá)到了固液分離的目的。陶瓷過(guò)濾機(jī)整個(gè)控制系統(tǒng)采用PLC模塊和觸摸顯示屏組成，它們負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)下層（電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)閥、各種傳感器、各種儀表）的數(shù)據(jù)采集和控制，完成設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)的顯示和設(shè)置，以及在手動(dòng)狀態(tài)下對(duì)設(shè)備的控制。雖然目前很多陶瓷過(guò)濾機(jī)雖然自動(dòng)化程度高，但是多數(shù)還是處于本地的控制，許多運(yùn)行參數(shù)只能是本地顯示，雖然工作人員在固定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行記錄，但是如果要對(duì)設(shè)備提高工作效率、進(jìn)行事故分析、節(jié)能分析以及數(shù)據(jù)挖掘等這些記錄是往往不夠的，因?yàn)閿?shù)據(jù)記錄的時(shí)間還是相隔太長(zhǎng)，對(duì)所記錄的歷史數(shù)據(jù)不能進(jìn)行有效的分析，并且效率也不高，人工抄完數(shù)據(jù)，需要錄入微機(jī)，然后還要導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)里面工作很繁瑣，并且還不能保障數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。并且，如果陶瓷過(guò)濾機(jī)的數(shù)量增多，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度加大，職守難度也相應(yīng)地增加，故障率也就隨之增加。如果能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控，所有的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)在微機(jī)上都可以一目了然的顯示在微機(jī)上，這樣可以有效的提高工作效率和降低設(shè)備的故障率。

2 監(jiān)控要求

采集陶瓷過(guò)濾機(jī)的相關(guān)參數(shù)，分析采集的數(shù)據(jù)，對(duì)此做出正確的判斷，保障陶瓷過(guò)濾機(jī)高效率、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.1 需采集的參數(shù)

陶瓷過(guò)濾機(jī)運(yùn)行參數(shù)，氣源壓力；擠壓閥調(diào)整氣壓；其他閥調(diào)整氣壓等其他參數(shù)、電源合閘信號(hào)，相關(guān)部件遠(yuǎn)程/本地信號(hào)；相關(guān)模擬量調(diào)節(jié)信號(hào)，自動(dòng)/手動(dòng)、運(yùn)行/暫停、氣源壓力；擠壓閥調(diào)整氣壓、其他閥調(diào)整氣壓，真空度、液位，閥門開關(guān)狀態(tài)。

2.2 基于組態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

基于組態(tài)的陶瓷過(guò)濾機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以采用如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在圖1示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，PLC與陶瓷過(guò)濾機(jī)的儀表、傳感器、閥門等設(shè)備相連接，完成對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器集設(shè)備數(shù)據(jù)采集，報(bào)警服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器功能于一身，負(fù)責(zé)報(bào)警信息的驗(yàn)證和記錄，歷史數(shù)據(jù)的記錄和歸檔。上位機(jī)可以瀏覽服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，查看設(shè)備的報(bào)警信息，查詢?cè)O(shè)備的歷史記錄。在此，上位機(jī)其實(shí)還充當(dāng)服務(wù)器，因?yàn)榻M態(tài)服務(wù)器系統(tǒng)處理遠(yuǎn)程IE端的訪問請(qǐng)求，無(wú)需額外的服務(wù)器。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在任何地方對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

處于系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮及多年積累的經(jīng)驗(yàn)，我們以Wonderare公司的軟件，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.1 PLC的通信連接

我們?cè)谔沾蛇^(guò)濾機(jī)的PLC中加裝通信模塊，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，通過(guò)交換機(jī)連接，使之先實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)之間的物理連接，然后用Wonderware公司的DA sever內(nèi)嵌各種PLC驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)相互之間的訪問。

3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

綜合考慮陶瓷過(guò)濾機(jī)的數(shù)據(jù)規(guī)模和操作站的數(shù)量，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選用InSQL數(shù)據(jù)庫(kù).該數(shù)據(jù)庫(kù)性能穩(wěn)定，適用于實(shí)際數(shù)據(jù)量的需求。

3.3 組態(tài)軟件

WonderWare公司的Intouch作為工業(yè)控制組態(tài)軟件，提供了組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境。在組態(tài)環(huán)境下定制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，畫面組態(tài)，定義系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。在運(yùn)行環(huán)境中實(shí)施這些任務(wù)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給本站的其它任務(wù)和網(wǎng)上其它工作站。

3.4 監(jiān)控管理中心功能

（1）簡(jiǎn)潔、清晰的主畫面，可以將所有的陶瓷過(guò)濾機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)清晰、全面、真實(shí)的顯示在屏幕上，并隨實(shí)際生產(chǎn)狀況保持一致。（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)通過(guò)DA Sever和InSQL將數(shù)據(jù)采集上來(lái)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理和顯示報(bào)告；（3）準(zhǔn)確事故報(bào)警。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行中，某參數(shù)顯示不正常，某設(shè)備故障等，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地反映；（4）作業(yè)率的分析。對(duì)設(shè)備運(yùn)行最佳狀態(tài)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，有助對(duì)工藝的改進(jìn)；（5） 事故追憶。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)里歸檔的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)事故發(fā)生后，做到有據(jù)可查，一種有效的考核手段。

3.5 Web發(fā)布

我們利用Wonderware公司的SuiteVoyager 2.0，來(lái)完成此項(xiàng)WEB發(fā)布功能的設(shè)計(jì)。SuiteVoyager 的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單而且很容易配置，不需要配置者具有網(wǎng)站設(shè)計(jì)或者結(jié)構(gòu)工具方面的知識(shí)。在上位機(jī)做的所有陶瓷過(guò)濾機(jī)監(jiān)控的InTouch 圖形 窗口轉(zhuǎn)變?yōu)閄ML 格式可以允許窗口大小自動(dòng)調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的陶瓷過(guò)濾機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以改善工作人員的勞動(dòng)條件，大大減輕他們的勞動(dòng)量，提高了工人的工作效率，而且相關(guān)人員能夠隨時(shí)隨地對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，使陶瓷過(guò)濾機(jī)自動(dòng)化程度不斷升級(jí)，陶瓷過(guò)濾機(jī)安全性能得到有力保證。特別是在在陶瓷過(guò)濾機(jī)數(shù)量比較多的情況下，更能體現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)越性。

作者簡(jiǎn)介：李金航（1984-），男，云南昆明人，碩士研究生，工程師，研究方向：自動(dòng)控制系統(tǒng)、軟件工程、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)，獲全國(guó)冶金計(jì)控先進(jìn)個(gè)人、全國(guó)冶金技術(shù)發(fā)明銅獎(jiǎng)（第十完成人）、云南省高等教育成果一等獎(jiǎng)、云南省職業(yè)技能競(jìng)賽（工業(yè)機(jī)器人賽項(xiàng)）優(yōu)秀指導(dǎo)教師 。