生產(chǎn)管家系統(tǒng)軟件設(shè)計

杜英杰

摘 要：本文主要介紹公司生產(chǎn)管家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理。該軟件系統(tǒng)是結(jié)合眾多用戶的要求，總結(jié)公司多年產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗，為適應(yīng)激烈的市場競爭和客戶不斷變化的需求，自主研制并開發(fā)的生產(chǎn)管家系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了創(chuàng)新試驗車間全面信息化、智能化管理，并為以后自主設(shè)備產(chǎn)品的智能化、信息化打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)管家;WINCC;服務(wù)器;客戶端

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0010-04

Software Design of Production Butler System

Abstract： This paper mainly introduced the structure and principle of the company's production butler system， which was a self-developed production butler system to meet the fierce market competition and the changing needs of customers. The software system realizes the comprehensive informatization and intelligent management of the innovation laboratory， and lays a foundation for the intellectualization and informatization of independent equipment products in the future.

Keywords： production butler;WINCC;server;client

創(chuàng)新試驗車間用于試驗的設(shè)備有連續(xù)稱量機、熱風(fēng)粘結(jié)機、散熱器、水刺生產(chǎn)線和無紡布生產(chǎn)線，其中無紡布生產(chǎn)線包括喂給、開松、梳理、交叉鋪網(wǎng)、針刺和卷繞等?；谝陨显O(shè)備所做的試驗，已經(jīng)為公司設(shè)計研究新產(chǎn)品和設(shè)備改進提供了重要的參考數(shù)據(jù)。該車間是公司創(chuàng)新試驗項目的試驗實施場地及對外的展示窗口，而生產(chǎn)管家系統(tǒng)項目的完成，使該車間實現(xiàn)了數(shù)字化與智能化，對公司的產(chǎn)品研發(fā)及對外展示具有非常重要的作用。

1 生產(chǎn)管家系統(tǒng)硬件架構(gòu)

生產(chǎn)管家系統(tǒng)由車間設(shè)備控制器（包括西門子200PLC、300PLC、1500PLC、SIMOTION伺服控制器）、網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器硬件和軟件組成，其基于西門子WINCC軟件平臺，在此基礎(chǔ)上進行功能的定制開發(fā)，本地服務(wù)器采用服務(wù)器/客戶端（S/C）架構(gòu)，且可以通過網(wǎng)絡(luò)使用WEB進行訪問。生產(chǎn)管家系統(tǒng)硬件框架如圖1所示。

2 生產(chǎn)管家系統(tǒng)的功能

2.1 生產(chǎn)線SCADA監(jiān)控

生產(chǎn)線SCADA監(jiān)控主要由設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、報警信息監(jiān)控3部分構(gòu)建而成，實現(xiàn)生產(chǎn)線的硬件及軟件的全面監(jiān)控，保證生產(chǎn)線的正常運行及生產(chǎn)[1]。

2.1.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控。生產(chǎn)管家系統(tǒng)實時監(jiān)控生產(chǎn)線上各設(shè)備的運行狀態(tài)，實時顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)和工藝參數(shù)、故障及報警信息。同時，該系統(tǒng)也能及時采集PLC、現(xiàn)場終端及各自動化設(shè)備的工作狀態(tài)（運行、停止等）等信息，并在監(jiān)控畫面上通過顏色來顯示設(shè)備的狀態(tài)。以現(xiàn)場單機設(shè)備主刺機為例，在圖2中看到黃色三角符號、中間還有一個感嘆號表示有報警;I/O域里有各個參數(shù)的設(shè)定值和顯示值;畫面里有運行/停止圖標顯示設(shè)備運行狀態(tài);畫面右側(cè)，有運行曲線圖和各種運行時間的統(tǒng)計;畫面還加有操作面板，可遠程啟、停（為了安全，這個需要特殊權(quán)限才能操作）;整個畫面下方還有報警欄顯示具體的報警信息。除此以外，畫面上方還設(shè)有試驗數(shù)據(jù)按鈕，點擊此按鈕可彈出相應(yīng)畫面。在此畫面中，可以看到主要設(shè)備的運行參數(shù)。如果需要觀察或?qū)Ρ饶辰M參數(shù)，直接點擊添加按鈕，即可把相應(yīng)數(shù)值添加到報表和趨勢圖中，查看相應(yīng)曲線和歷史值，進行數(shù)據(jù)比對和數(shù)據(jù)分析。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控模塊可以監(jiān)控系統(tǒng)與各個設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。如果系統(tǒng)與設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接不正?；蛘叱霈F(xiàn)中斷的情況，畫面上面的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)會出現(xiàn)紅色的圖標，表示網(wǎng)絡(luò)中斷;當網(wǎng)絡(luò)重新連接時，紅色的圖標會變成綠色，點擊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)按鈕，調(diào)用后臺程序，調(diào)出CMD畫面，可以判斷IP地址的通斷。

2.1.3 報警信息監(jiān)控。生產(chǎn)管家系統(tǒng)還提供實時報警平臺，實時顯示各單機設(shè)備的報警信息，并能對報警信息進行歸類、分級，且能及時通知相關(guān)人員，工作人員也能查詢相關(guān)歷史數(shù)據(jù)。

運維人員看到設(shè)備報警后會及時進行相應(yīng)處理，處理完成之后，故障消除，報警畫面中報警消除，界面中的設(shè)備圖標恢復(fù)正常。同時，生產(chǎn)管家系統(tǒng)會記錄該報警并生成歷史報警記錄。

該系統(tǒng)設(shè)有報警總表，在總表里可以看到所有的報警信息，也可進行報警分類。除了有報警總表外，各臺單機還有單機報警視圖。

2.2 設(shè)備管理

2.2.1 設(shè)備維護。工作人員可以根據(jù)設(shè)備保養(yǎng)計劃，在生產(chǎn)管家系統(tǒng)中錄入設(shè)備日常維護保養(yǎng)內(nèi)容。系統(tǒng)會根據(jù)錄入的設(shè)備維護保養(yǎng)計劃，提示對設(shè)備進行保養(yǎng)，保養(yǎng)完成頁面也會有相應(yīng)提示。此外，該系統(tǒng)還設(shè)有搜索功能，設(shè)定好時間段，點擊搜索，所有保養(yǎng)計劃一目了然，如計劃是否完成、保養(yǎng)人是誰、確認保養(yǎng)人是誰、保養(yǎng)日期等信息都可以查詢到。

2.2.2 設(shè)備管理。生產(chǎn)管家系統(tǒng)能記錄每臺設(shè)備的運行時間、停機時間、累積運行時間、故障停機時間及所占比例，區(qū)分不同原因?qū)е峦C的時間比例。同時，還能根據(jù)不同的停機原因，對故障停機時間進行區(qū)分，并通過排序篩選出最常出現(xiàn)的問題，從而使工作人員及時解決問題。設(shè)備管理畫面如圖3所示。

2.3 能耗統(tǒng)計

生產(chǎn)管家系統(tǒng)的能耗統(tǒng)計是指采集生產(chǎn)線能耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各能耗點的消耗量（電量、蒸汽量、用水量、用壓縮空氣量等），對數(shù)據(jù)進行存儲。

2.4 記錄試驗數(shù)據(jù)

試驗車間進行的所有試驗，必須在生產(chǎn)管家系統(tǒng)進行登記，登記好部門、人員、試驗內(nèi)容、完成情況、完成時間等。通過記錄上述信息，便于后期進行試驗數(shù)據(jù)查詢和分析。

2.5 Web網(wǎng)頁發(fā)布

運用WINCC自帶的網(wǎng)頁發(fā)布功能，在辦公網(wǎng)內(nèi)發(fā)布管家系統(tǒng)網(wǎng)頁，通過客戶端和超輕客戶端（Pad）實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控與瀏覽。

2.6 人員及權(quán)限管理

根據(jù)生產(chǎn)工藝和系統(tǒng)操作的敏感性來設(shè)置不同人員的操作權(quán)限。不同的人員用不同的賬戶登錄后，可以看到不同的畫面或者進行不同的操作，確保生產(chǎn)的安全性。

3 程序設(shè)計

3.1 程序架構(gòu)

該項目除了運用WINCC軟件本身自帶的功能外，還需要自己編寫大量程序塊，主要用到VB和C語言，圖4為項目除時間循環(huán)外的流程框架圖。在這里，筆者只詳細做了PIC_INDEX==1的流程框架圖，由于篇幅有限，其余的只是概略圖。從圖上可以清楚地看到，通過PIC_INDEX程序塊能調(diào)出各個畫面，以主畫面為例，若PIC_INDEX==1，則調(diào)出主畫面，主畫面有報警功能框、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)功能框和設(shè)備狀態(tài)功能框。要判斷網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是否正常，要調(diào)用ping IP程序塊，若網(wǎng)絡(luò)通則指示燈為綠，若網(wǎng)絡(luò)不通則指示燈為紅。

3.2 程序編寫

管家系統(tǒng)是基于WINCC軟件開發(fā)出來的，但WINCC軟件自帶的功能塊，不足以支撐整個系統(tǒng)的發(fā)展和搭建，許多功能需要定制開發(fā)。以整線概況畫面中判斷設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通斷為例，為了實現(xiàn)這個功能，筆者用C語言寫了一段程序，如下：

#include "apdefap.h"

void OnClick（char* lpszPictureName， char* lpszObjectName， char* lpszPropertyName）

{

// WINCC：TAGNAME_SECTION_START

// syntax： #define TagNameInAction "DMTagName"

// next TagID ： 1

// WINCC：TAGNAME_SECTION_END

// WINCC：PICNAME_SECTION_START

// syntax： #define PicNameInAction "PictureName"

// next PicID ： 1

// WINCC：PICNAME_SECTION_END

ProgramExecute（"ping 192.168.5.10"）;//Return-Type： unsigned long int

}

通過運行上面程序，調(diào)出CMD框，判斷IP地址為192.168.5.10網(wǎng)絡(luò)的通斷，進而判斷設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的情況。

4 試運行

該軟件調(diào)試完，筆者先進行了一周的試運行，做了相應(yīng)的試運行記錄，在試運行期間，整線概況良好，運行參數(shù)正確，試驗曲線、報表、報警等正常。但是，在該過程中，也暴露出了一些小問題，如當日停車時間不清零，部分狀態(tài)顯示不正確等。對此，筆者也及時做了相應(yīng)的調(diào)整，試運行結(jié)束后，一直運行到現(xiàn)在，暫無發(fā)現(xiàn)任何問題。

5 結(jié)語

創(chuàng)新試驗車間是恒天重工股份有限公司創(chuàng)新試驗項目的試驗實施場地及對外的展示窗口，生產(chǎn)管家系統(tǒng)實現(xiàn)了創(chuàng)新試驗車間的信息化、智能化管理，對產(chǎn)品研發(fā)及對外展示具有非常重要的作用，并為以后恒天重工股份有限公司自主設(shè)備產(chǎn)品的智能化、信息化打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]龔立，何冰，阮仁俊，等.業(yè)擴流程管家系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2011（7）：98-100.