摘要：本文介紹了組態(tài)王kingview6.01組成的工業(yè)鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要討論了其設(shè)計(jì)步驟、調(diào)試方法等。

關(guān)鍵詞：組態(tài)王;吹灰器;壓力調(diào)節(jié)閥;輸水閥

　　隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的需求越來(lái)越大，要求越來(lái)越高。一方面要求界面簡(jiǎn)單明了、宜于操作、數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性好以及高可靠監(jiān)控性，同時(shí)還要求開(kāi)發(fā)周期短，系統(tǒng)便于更改、擴(kuò)充、升級(jí)。工控組態(tài)軟件正是符合這些要求而在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。工程技術(shù)人員在組態(tài)軟件的平臺(tái)上，充分利用各種控制軟件包，可高效快速的開(kāi)發(fā)出符合應(yīng)用要求的各種控制系統(tǒng)。組態(tài)王擁有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)В?jiǎn)單易學(xué)，在工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛，下面介紹利用組態(tài)王kingview6.01組成工業(yè)鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的步驟、調(diào)試方法等。

1 鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成

　　鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由吹灰系統(tǒng)（包括吹灰器、進(jìn)汽電動(dòng)閥、壓力調(diào)節(jié)閥、輸水閥等組成）、PLC、微機(jī)等組成。其中吹灰器、進(jìn)汽電動(dòng)閥門、減壓閥、輸水閥是現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備，是本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu);PLC控制吹灰器、進(jìn)汽電動(dòng)閥門、減壓閥、輸水閥的運(yùn)行;微機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。其中吹灰系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟

　　本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)間的硬件連接、吹灰程序的編寫(xiě)、監(jiān)控軟件的制作。在進(jìn)行調(diào)試前，保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接線正確是進(jìn)行調(diào)試的前提;而手動(dòng)調(diào)試（或謂單體調(diào)試）是進(jìn)行程控調(diào)試的前提。現(xiàn)場(chǎng)接線環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)注意接線工藝，保證線纜接觸良好無(wú)虛連接。同時(shí)要注意控制線與信號(hào)線、強(qiáng)電線與弱電線的布局排列，防止相互干擾。手動(dòng)調(diào)試時(shí)，注意根據(jù)PLC的I/O地址進(jìn)行合理分配，保證吹灰設(shè)備按照要求順序運(yùn)行。由于前面兩方面的工作在許多工業(yè)控制過(guò)程中論述的很多，下面著重說(shuō)明監(jiān)控軟件的制作。在本系統(tǒng)中，我們使用北京亞控公司開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制軟件-kingview6.01組態(tài)王，利用此軟件設(shè)計(jì)工業(yè)鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要工作包括進(jìn)行設(shè)備配置、設(shè)計(jì)圖形界面、建構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、建立動(dòng)畫(huà)連接和調(diào)試運(yùn)行等方面。

　　2.1 設(shè)備配置

　　設(shè)備配置就是完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。組態(tài)王依靠它大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以實(shí)現(xiàn)與大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊。在本系統(tǒng)中是PLC與組態(tài)王之間的通訊，這些驅(qū)動(dòng)程序已包含在組態(tài)王的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)中，因此只需將PLC的生產(chǎn)廠家。設(shè)備名稱和通訊方式等填入相應(yīng)對(duì)話框中即可。

　　2.2 設(shè)計(jì)圖形界面

　　圖形界面用于模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備和環(huán)境，本系統(tǒng)圖形界面設(shè)計(jì)的任務(wù)就是繪制工業(yè)鍋爐吹灰系統(tǒng)仿真界面。主界面中包含進(jìn)汽電動(dòng)閥1臺(tái)、蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥1臺(tái)、輸水閥12臺(tái)、短吹灰器62臺(tái)、長(zhǎng)吹灰器20臺(tái)、蒸汽壓力顯示、蒸汽溫度顯示、自動(dòng)/手動(dòng)切換按鈕、手動(dòng)控制按鈕、自動(dòng)控制按鈕和急停按鈕等組成。制作時(shí)要結(jié)合使用組態(tài)王內(nèi)部圖庫(kù)和工具箱，同時(shí)注意采用一些其他技巧使圖形更加逼真、生動(dòng)，且要注意合理布局，使界面全而不亂、多而不雜，使用戶感覺(jué)操作方便和高效，視覺(jué)感到舒適和自然，且符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)慣例。例如，可以采用動(dòng)畫(huà)閃爍的方式使閥門在開(kāi)或關(guān)過(guò)程中按照不同的顏色進(jìn)行閃爍，開(kāi)到位或關(guān)到位后則固定為對(duì)應(yīng)的設(shè)定顏色（一般：由關(guān)到開(kāi)為綠色閃爍，開(kāi)到位為綠色，由開(kāi)到關(guān)為紅色閃爍，關(guān)到位為紅色）。

　　2.3 建構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)

　　數(shù)據(jù)是用來(lái)描述工控對(duì)象的各種屬性，組態(tài)王定義的各種變量構(gòu)成數(shù)據(jù)詞典，其中不需要與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為內(nèi)存變量。而與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為I/O變量。從下位機(jī)采集來(lái)的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的數(shù)據(jù)或指令，比如“手動(dòng)控制按鈕、急停按鈕”等變量都需要設(shè)置為I/O變量。在組態(tài)王系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，每當(dāng)I/O變量的值改變時(shí)，該值就會(huì)按照一定的時(shí)延周期自動(dòng)寫(xiě)入遠(yuǎn)程應(yīng)用程序;每當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，組態(tài)王系統(tǒng)中的I/O變量值也會(huì)以一定的時(shí)延周期自動(dòng)更新。

　　使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各種測(cè)量參數(shù)、輸出值、報(bào)警數(shù)據(jù)等進(jìn)行記錄顯示;歷史數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各個(gè)進(jìn)入歷史庫(kù)的點(diǎn)進(jìn)行周期保存。本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)包括KingView系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)主要對(duì)各數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)定義其名稱、測(cè)量值、運(yùn)行時(shí)間、報(bào)警特性、報(bào)警條件等;歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)主要定義各個(gè)進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)的保存周期。

　　用戶數(shù)據(jù)庫(kù)由KingView通過(guò)DDE的方式與Access相連。通過(guò)KingView提供的SQL訪問(wèn)管理器模塊生成所需要的各種表格模板、記錄體，在腳本語(yǔ)言中使用KingView函數(shù)與Windows 2000“ODBC數(shù)據(jù)源（32位）”中的Access數(shù)據(jù)庫(kù)即可以DDE方式連接。

　　2.4 建立動(dòng)畫(huà)連接

　　動(dòng)畫(huà)連接是指在畫(huà)面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)詞典的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時(shí)，在畫(huà)面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)效果表示出來(lái);或者由軟件使用者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值，以實(shí)現(xiàn)圖形界面與對(duì)象間的雙向控制。本系統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)連接包含吹灰器的動(dòng)作模擬，閥門開(kāi)啟的色標(biāo)變化、按鈕的操作等。將窗口中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)變量建立連接并進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置，窗口即可隨數(shù)據(jù)變量的改變完成諸如：閥門開(kāi)/關(guān)閃爍、吹灰器推進(jìn)/縮回等動(dòng)作。

　　2.5 調(diào)試與運(yùn)行

　　調(diào)試的目的是檢查系統(tǒng)仿真界面與實(shí)際的吹灰系統(tǒng)間的雙向通訊功能，以及實(shí)際的控制效果，看是否能滿足工作流程的要求，并保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

　　調(diào)試過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些故障，需要排除。例如，無(wú)法設(shè)置變量：可能是因?yàn)榻M態(tài)王的I/O變量的點(diǎn)數(shù)不夠;通訊失敗：可能是串行通訊口的設(shè)置有錯(cuò);程序流程沒(méi)走完就中止：可能是因?yàn)榭刂屏鞒痰倪壿嫴划?dāng)造成的。

3 系統(tǒng)統(tǒng)性能評(píng)價(jià)

　　3.1 人機(jī)界面友好，因使用動(dòng)態(tài)顯示工作過(guò)程，并有友好提示，使工作難度大大降低。

　　3.2 工作安全可靠，容錯(cuò)性強(qiáng)。在系統(tǒng)中，使用大量的互鎖控制，并對(duì)各種超限、及誤操作進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)，各種警示齊全。將系統(tǒng)不安全因素降到最低。

　　3.3 完整的數(shù)據(jù)記錄。不管是報(bào)警信息還是測(cè)試數(shù)據(jù)信息，都提供了合理的查詢管理方式，便于以后的分析和使用。

　　3.4 合理的用戶權(quán)限設(shè)置。避免閑雜人員的對(duì)系統(tǒng)的誤操作及不同用戶對(duì)系統(tǒng)的合理使用。

4 總結(jié)

　　在工業(yè)鍋爐吹灰監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，以KingView作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，充分利用了組態(tài)軟件的資源，合理規(guī)劃，明顯縮短設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率，從而大大降低開(kāi)發(fā)成本。系統(tǒng)界面直觀友好，對(duì)工作流程進(jìn)行提示及各種警戒與處理齊全，確保了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。但又必須指出，KingView處理的“實(shí)時(shí)性”有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與提高，在需高速處理情況下，數(shù)據(jù)采集的時(shí)延及腳本語(yǔ)言輪詢的時(shí)延限制了系統(tǒng)的高速反應(yīng)性能.

參考文獻(xiàn)：

　　[1] 組態(tài)王KingView6.01使用手冊(cè)[Z]，北京亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司，2002。

　　[2] 林金星,潘豐. 種子罐的微機(jī)智能控制系統(tǒng)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2003（2）：22～24。

　　[3] 徐月華，汪仁煌.組態(tài)王在電梯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用.微計(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化），2003（10）。