在整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，采用“集中監(jiān)測、分散控制”的典型控制模式。依據(jù)這一原則，將整個(gè)涂裝生產(chǎn)線設(shè)備的控制系統(tǒng)分為3個(gè)層次，即設(shè)備層、控制層和監(jiān)控層。每個(gè)層次中使用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及軟硬件配置，以實(shí)現(xiàn)各自不同的功能。
在2005年北京市科技計(jì)劃課題招標(biāo)中，北汽福田汽車股份有限公司與清華大學(xué)聯(lián)合參加“企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)施示范”課題的投標(biāo)。中標(biāo)后，項(xiàng)目組結(jié)合北汽福田汽車股份有限公司的應(yīng)用需求，通過引進(jìn)、集成和開發(fā)，建立離散型企業(yè)級(jí)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。該項(xiàng)目于2007年完成并通過北京市科委驗(yàn)收，此項(xiàng)目實(shí)施提高了企業(yè)信息化的應(yīng)用水平，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
筆者在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)組建自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，即通過組建各層次的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使工廠級(jí)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)車間的底層設(shè)備信息進(jìn)行集中監(jiān)控，為福田汽車MES系統(tǒng)提供設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文以汽車生產(chǎn)中的涂裝自動(dòng)化生產(chǎn)線為例，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及各層次網(wǎng)絡(luò)的組成、相應(yīng)的功能做一個(gè)簡要介紹。
監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備包括前處理、電泳、噴漆、烘干和機(jī)械化輸送等，這些設(shè)備均采用三菱PLC作為控制系統(tǒng)。而三菱PLC具有良好的網(wǎng)絡(luò)兼容性，向下能夠通過總線與傳感器、開關(guān)量進(jìn)行通訊；PLC之間又能夠通過PLC間的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享；向上則能夠通過以太網(wǎng)與工控機(jī)進(jìn)行通訊。
基于以上具體分析，在整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，采用“集中監(jiān)測、分散控制”的典型控制模式。依據(jù)這一原則，將整個(gè)涂裝生產(chǎn)線設(shè)備的控制系統(tǒng)分為3個(gè)層次，即設(shè)備層、控制層和監(jiān)控層。每個(gè)層次中使用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及軟硬件配置，以實(shí)現(xiàn)各自不同的功能。下面就各層網(wǎng)絡(luò)分別介紹：
1.設(shè)備層的功能、結(jié)構(gòu)和配置
（1）主要功能：設(shè)備層在整個(gè)控制系統(tǒng)的金字塔形結(jié)構(gòu)中處于底層，是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要包括現(xiàn)場操作站、現(xiàn)場設(shè)備檢測單元（接近開關(guān)、光電開關(guān)等）、現(xiàn)場其他輸入設(shè)備和現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）等，直接或通過現(xiàn)場總線與控制層中的PLC相聯(lián)系，將輸入信號(hào)發(fā)送給PLC，將PLC輸出指令發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備。
（2）網(wǎng)絡(luò)形式：現(xiàn)場總線Profibus-DP（PLC與現(xiàn)場總線模塊之間）、直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接（PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間）。
（3）主要配置：
①主要硬件配置及選型：現(xiàn)場總線模塊（防護(hù)等級(jí)IP67）與端子式總線模塊（防護(hù)等級(jí)IP20）及總線電纜、接近開關(guān)和光電開關(guān)等；
②設(shè)備層的軟件主要是現(xiàn)場總線Profibus-DP配置軟件、數(shù)據(jù)傳輸程序等。
（4）組建過程：
①根據(jù)現(xiàn)場I/O開關(guān)量以及模擬量的需求選擇相應(yīng)的Profibus-DP總線的模塊；
②在三菱PLC底板上安裝Profibus-DP接口模塊QJ71PB92D；
③用Profibus-DP專用電纜將PLC與其控制的相關(guān)Profibus-DP站點(diǎn)連接；
④將每個(gè)輸入輸出量映射到PLC的內(nèi)部變量，通過Profibus-DP總線配置軟件對(duì)各站點(diǎn)進(jìn)行配置，完成后將配置文件下載到Profibus-DP接口模塊QJ71PB92D中；
⑤經(jīng)過調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)PLC與現(xiàn)場設(shè)備的I/O開關(guān)量以及模擬量進(jìn)行通訊，這樣就完成了設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)組建。
2.控制層的功能、結(jié)構(gòu)和配置
（1）主要功能：控制層是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，在整個(gè)控制系統(tǒng)中起著“承上啟下”的作用。它采用PLC及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接受現(xiàn)場發(fā)來的數(shù)據(jù)信息(數(shù)字量或模擬量輸入信號(hào))，經(jīng)過其本身CPU中所存儲(chǔ)的控制程序的運(yùn)算與處理后，發(fā)出相應(yīng)的指令（輸出信號(hào)）對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，通過PLC網(wǎng)絡(luò)使得控制層內(nèi)各個(gè)PLC之間可方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
（2）網(wǎng)絡(luò)形式：PLC之間采用MELSECNET H同軸電纜網(wǎng)。
（3）主要配置：
① PLC系統(tǒng)選用三菱Q系列PLC底板、電源、CPU、I/O模塊及其網(wǎng)絡(luò)模塊（MELSECNET H 網(wǎng)接口模塊）。
② 軟件主要包括：PLC編程軟件GX Developer、應(yīng)用軟件（用戶編制的控制程序、數(shù)據(jù)傳輸程序等）。
（4）組建過程：
① 根據(jù)需要聯(lián)網(wǎng)的所有PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)確定鏈接軟元件的點(diǎn)數(shù)，并將鏈接軟元件的點(diǎn)數(shù)分別分配給各個(gè)控制PLC；
②在三菱PLC底板上安裝MELSECNET H 網(wǎng)接口模塊QJ71BR11；
③ 用MELSECNET H專用電纜將各個(gè)控制PLC連接；
④ 按照分配給各個(gè)控制PLC鏈接軟元件的點(diǎn)數(shù)，通過GX Developer軟件對(duì)各控制PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置，完成后將配置文件下載到主從站PLC；
⑤ 經(jīng)過調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)各PLC中的內(nèi)部數(shù)據(jù)在PLC網(wǎng)絡(luò)上的共享，主控PLC通過數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場各從站PLC進(jìn)行監(jiān)控，這樣就完成了控制層的網(wǎng)絡(luò)組建。
網(wǎng)絡(luò)配置通過電腦上的GX Developer軟件實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1 控制層結(jié)構(gòu)圖
3.監(jiān)控層的功能、結(jié)構(gòu)和配置
（1）主要功能：采用SCADA系統(tǒng)通過以太網(wǎng)（Ethernet network）與主PLC通訊，以獲得PLC網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車間內(nèi)各個(gè)受控設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行集中監(jiān)控。
（2）網(wǎng)絡(luò)形式：以太網(wǎng)（Ethernet network），串行通訊等。
（3）主要硬件配置：監(jiān)控用計(jì)算機(jī)、監(jiān)控主PLC、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接器、打印機(jī)和電纜等；
主要軟件配置：系統(tǒng)軟件（基于WINDOWS NT的操作系統(tǒng)）、SCADA組態(tài)軟件（監(jiān)控用、選用GE Fanuc的iFix組態(tài)軟件）和應(yīng)用軟件（自行開發(fā)的控制程序、數(shù)據(jù)傳輸程序和監(jiān)控畫面等）。
（4）組建過程：
①在三菱PLC底板上安裝以太網(wǎng)接口模塊QJ71E71；
②用網(wǎng)線將PLC與工控機(jī)連接；
③iFix組態(tài)軟件的安裝與配置；
④iFIX從主PLC中讀取過程信息并把它們保存在一個(gè)SCADA服務(wù)器中的過程數(shù)據(jù)庫里；
⑤ 經(jīng)過調(diào)試即可利用過程數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)進(jìn)行畫面鏈接、數(shù)據(jù)采集與保存等相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
監(jiān)控層結(jié)構(gòu)圖和總體結(jié)構(gòu)圖如圖2、圖3所示。
圖2 監(jiān)控層結(jié)構(gòu)圖
圖3 總體結(jié)構(gòu)圖
監(jiān)控系統(tǒng)的功能
系統(tǒng)組建后實(shí)現(xiàn)的功能如下：
1. 通過中控室計(jì)算機(jī)對(duì)車間各PLC中運(yùn)行的梯形圖程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控和程序維護(hù)；
2.通過現(xiàn)場總線將各設(shè)備控制PLC與所屬生產(chǎn)現(xiàn)場的按鈕、開關(guān)、傳感器和控制器等連接起來，再通過相應(yīng)的軟件配置實(shí)現(xiàn)PLC與設(shè)備的現(xiàn)場開關(guān)量、模擬量等進(jìn)行信息傳輸；
3. 通過PLC間的網(wǎng)絡(luò)將車間內(nèi)各個(gè)設(shè)備的PLC（包括位于中控室內(nèi)的監(jiān)控主PLC）聯(lián)接起來，并實(shí)現(xiàn)各PLC內(nèi)部有效信息的共享；
4.位于中控室內(nèi)的監(jiān)控主PLC負(fù)責(zé)通過PLC網(wǎng)絡(luò)收集和發(fā)送各設(shè)備的有效信息；
5.監(jiān)控用計(jì)算機(jī)通過組態(tài)軟件監(jiān)視受控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與管理。
下面分別對(duì)主要功能進(jìn)行介紹：
1.遠(yuǎn)程編程
在中控室計(jì)算機(jī)上安裝PLC編程軟件GX Developer，通過PLC以太網(wǎng)接口和三菱H網(wǎng)對(duì)各PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程（見圖4）。
圖4 對(duì)各PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程
網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通后，可進(jìn)行程序監(jiān)控和維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。
2.數(shù)據(jù)采集與管理
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配備2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其中一臺(tái)為系統(tǒng)服務(wù)器（工程師站），其作用是直接從位于中控室內(nèi)的監(jiān)控主PLC獲取有效信息并建立監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，通過一定的授權(quán)可進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的更改；第二臺(tái)為操作員站，作用是從服務(wù)器內(nèi)讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)、建立顯示界面，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。
數(shù)據(jù)采集以組態(tài)軟件iFIX為平臺(tái)完成的。iFIX是一個(gè)基于WINDOWS的HMI/SCADA組件，是基于開放的和組件技術(shù)的產(chǎn)品，專為在工廠級(jí)和商業(yè)系統(tǒng)之間提供易于集成和協(xié)同工作設(shè)計(jì)環(huán)境。它的功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以減少開發(fā)自動(dòng)化項(xiàng)目的時(shí)間，縮短系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)的時(shí)間，與第三方應(yīng)用程序無縫集成，增強(qiáng)生產(chǎn)力。
iFIX的SCADA部分提供了監(jiān)視管理、報(bào)警和控制功能。它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的絕對(duì)集成和真正的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
iFIX的HMI部分是監(jiān)視控制生產(chǎn)過程的窗口。它提供了開發(fā)操作員熟悉的畫面所需要的所有工具。
（1）過程數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建：在iFIX的開放式結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)可以從廣泛的數(shù)據(jù)源取得，如OLE、OPC、ActiveX、ODBC和DDE。
iFIX獲取過程信息并把它們保存在一個(gè)SCADA服務(wù)器中的過程數(shù)據(jù)庫里。過程數(shù)據(jù)庫在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中扮演著不可缺少的角色，它是最主要的過程數(shù)據(jù)源。不論是要采集歷史數(shù)據(jù)或生成數(shù)據(jù)報(bào)表，iFIX數(shù)據(jù)庫都能滿足需要。
（2）數(shù)據(jù)鏈的建立：數(shù)據(jù)鏈執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和控制時(shí)，這些類型的數(shù)據(jù)鏈通過一個(gè)輸入數(shù)據(jù)塊從I/O驅(qū)動(dòng)或者OPC服務(wù)器接收輸入，使用二級(jí)塊對(duì)輸入進(jìn)行處理，并通過一個(gè)模擬量輸出塊、數(shù)字量輸出塊或者開關(guān)控制塊向I/O驅(qū)動(dòng)器或者OPC服務(wù)器返回一個(gè)調(diào)整過的值。
根據(jù)需要可創(chuàng)建數(shù)據(jù)鏈以監(jiān)控目的而采集數(shù)據(jù)。這些類型的數(shù)據(jù)鏈通常通過一個(gè)輸入數(shù)據(jù)塊從I/O驅(qū)動(dòng)器或者OPC服務(wù)器接收輸入，但由于沒有過程調(diào)節(jié)的要求，所以不返回輸入值。
（3）數(shù)據(jù)庫的歸檔：iFIX ODBC能執(zhí)行所有的SQL任務(wù)，iFIX使用SQL語言向一個(gè)或多個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫讀寫實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，即iFIX過程數(shù)據(jù)庫讀取存儲(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并可將存儲(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫回iFIX過程數(shù)據(jù)庫。
開放式數(shù)據(jù)庫互連標(biāo)準(zhǔn)(ODBC)可用來對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫變量進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問、瀏覽和修改。ODBC允許IFIX連接到其他數(shù)據(jù)庫，因此工廠MES數(shù)據(jù)庫可根據(jù)需要獲得iFIX數(shù)據(jù)庫中的任何信息，從而為工廠MES系統(tǒng)提供設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3.畫面監(jiān)控
自動(dòng)化生產(chǎn)線是由傳感器和連接I/O設(shè)備的控制元件通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制的，如可編程邏輯控制器（PLCs）和軟邏輯控制（SLCs）。這種類型的系統(tǒng)提供了自動(dòng)控制的功能以保證生產(chǎn)線運(yùn)行。但它難于讓工廠管理人員看到過程的實(shí)際運(yùn)行狀況。iFIX解決了這個(gè)問題，它將數(shù)據(jù)從不同的數(shù)據(jù)源取過來，以有效且易于理解的形式顯示于工廠的工作人員和經(jīng)理們面前。
具體說就是，數(shù)據(jù)源包括用戶要獲取的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，iFIX可以讀取的數(shù)據(jù)源包括標(biāo)簽、I/O地址、對(duì)象屬性、歷史數(shù)據(jù)、畫面屬性、VBA事件、全局變量和表達(dá)式。
（1）畫面的創(chuàng)建：iFIX畫面中創(chuàng)建或輸入的對(duì)象都有屬性、方法和事件。在工作臺(tái)的“編輯環(huán)境”中創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，就可以在“運(yùn)行環(huán)境”中控制它的屬性并查看它的運(yùn)行。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的需要?jiǎng)?chuàng)建監(jiān)控畫面（見圖5）。
圖5 對(duì)各PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程畫面
（2）實(shí)現(xiàn)監(jiān)控：要實(shí)現(xiàn)畫面的監(jiān)控需要以下步驟：
① IFIX從I/O驅(qū)動(dòng)或者OPC服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，通常與一個(gè)或多個(gè)過程硬件相關(guān)聯(lián)。例如，泵、儲(chǔ)罐、溫度傳感器和限位開關(guān)都是與數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的過程硬件。每個(gè)數(shù)據(jù)都與數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)iFIX標(biāo)簽相對(duì)應(yīng)，通過設(shè)置標(biāo)簽屬性可實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行設(shè)定。
② 為了動(dòng)畫對(duì)象，必須連接數(shù)據(jù)源。在大多數(shù)情況下可以直接連接數(shù)據(jù)源。其他時(shí)候，比如使用“動(dòng)畫專家”，可以把一對(duì)象連接到一個(gè)動(dòng)畫對(duì)象中，然后連接此動(dòng)畫對(duì)象到數(shù)據(jù)源。要選擇數(shù)據(jù)源，必須在“動(dòng)畫”對(duì)話框的“數(shù)據(jù)源”域中輸入其名稱，同時(shí)應(yīng)遵守相應(yīng)的語法要求，告訴iFIX使用了哪種類型數(shù)據(jù)源。
③ 在啟動(dòng)或者一個(gè)數(shù)據(jù)庫載入的時(shí)候，iFIX對(duì)所有置入掃描的數(shù)據(jù)庫塊進(jìn)行處理。如果在運(yùn)行狀態(tài)，IFIX會(huì)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)的變化，將變量或動(dòng)作反應(yīng)在組態(tài)畫面中，從而實(shí)現(xiàn)畫面監(jiān)控。
圖6 監(jiān)控畫面
項(xiàng)目實(shí)施的結(jié)果
1.數(shù)據(jù)采集
監(jiān)控系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與安裝在現(xiàn)場設(shè)備控制柜的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采集以下生產(chǎn)信息：
（1）生產(chǎn)線與設(shè)備的工作狀態(tài)（手動(dòng)、自動(dòng)、運(yùn)行和停止等）；
（2）生產(chǎn)線與設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；
（3）生產(chǎn)線與設(shè)備故障報(bào)警信息；
（4）其他生產(chǎn)信息（產(chǎn)量、生產(chǎn)周期、停機(jī)次數(shù)及時(shí)間等）。
數(shù)據(jù)采集主要是通過網(wǎng)絡(luò)通訊的方式將現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)上傳，將其保存到數(shù)據(jù)庫中，并以畫面或文本方式顯示。從而為管理人員提供現(xiàn)場的實(shí)時(shí)信息，并可將數(shù)據(jù)存檔記錄，供管理人員進(jìn)行生產(chǎn)工藝參數(shù)分析；為維修工程師分析現(xiàn)場故障、確定解決方案提供有效的幫助；同時(shí)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供給廠級(jí)MES系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底層設(shè)備的監(jiān)控，使車間透明化。
2.數(shù)據(jù)利用
（1）數(shù)據(jù)登錄：車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)支持對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息及事件的登錄。它采用標(biāo)準(zhǔn)的ODBC接口將生產(chǎn)信息與報(bào)警登錄至SQL數(shù)據(jù)庫。這些登錄的數(shù)據(jù)將被用于趨勢圖的顯示、數(shù)據(jù)分析以及生成各種報(bào)表。數(shù)據(jù)登錄功能將報(bào)警、事件和生產(chǎn)數(shù)據(jù)分別登錄至數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)據(jù)表格。
系統(tǒng)組建完成后，所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)被保存在車間本地服務(wù)器上。當(dāng)系統(tǒng)與廠級(jí)管理信息系統(tǒng)連網(wǎng)后，可以讀取這些數(shù)據(jù)，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)送至工廠數(shù)據(jù)庫集中保存。
（2）報(bào)表與統(tǒng)計(jì)分析：生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將提供報(bào)表工具用于查詢、顯示、輸出和打印報(bào)表。這一報(bào)表生成器可供用戶選擇多種查詢參數(shù)，如：報(bào)表類型、日期時(shí)間、生產(chǎn)區(qū)域、排序及統(tǒng)計(jì)方式等，并將查詢結(jié)果以特定的報(bào)表格式顯示。它還允許用戶將報(bào)表輸出至其他應(yīng)用程序，如MSExcel 等。
（3）數(shù)據(jù)上傳：監(jiān)控系統(tǒng)為MES系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)，可通過MES系統(tǒng)查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)，為管理者提供必要的數(shù)據(jù)，綜合考慮，安排生產(chǎn)。
MES可采集設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再經(jīng)過分析、計(jì)算與處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。
3.生產(chǎn)監(jiān)控
車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)車間生產(chǎn)信息的圖形界面。這些圖形界面動(dòng)態(tài)地顯示當(dāng)前各生產(chǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警信息等。所有的用戶界面可分為兩大類：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與生產(chǎn)信息顯示。其中設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控圖形界面將提供從每個(gè)生產(chǎn)區(qū)域、每個(gè)工作站到每臺(tái)設(shè)備的監(jiān)控屏幕，顯示設(shè)備參數(shù)，并用顏色代表設(shè)備狀態(tài)（如：紅色—有報(bào)警，綠色—運(yùn)行正常）。用戶可以層層深入，以獲取更詳細(xì)的設(shè)備狀態(tài)信息；并可根據(jù)用戶權(quán)限進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和設(shè)備啟停等操作。生產(chǎn)信息顯示界面將提供車輛的分布、各班次產(chǎn)量分析等各種屏幕。通過按鈕用戶可以在各個(gè)屏幕之間任意切換。所有的用戶界面均為中文顯示。
通過畫面的編制和數(shù)據(jù)的鏈接，使設(shè)備的數(shù)據(jù)狀態(tài)體現(xiàn)在畫面的改變上，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)視，使設(shè)備的狀態(tài)目視化，提高數(shù)據(jù)的可視性，提高設(shè)備管理水平。
4.實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫連接
通過建立了控制層網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，維修工程師不再拿電腦到現(xiàn)場去查找故障，而是通過控制網(wǎng)，調(diào)出該設(shè)備的PLC程序進(jìn)行故障的查找和排除，大大縮短了判斷和維修時(shí)間，提高設(shè)備維修效率。
初步建立了設(shè)備間的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。通過對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，便于查找和分析設(shè)備故障的原因，對(duì)設(shè)備故障的判斷和預(yù)防起到了很大的幫助。
結(jié)束語
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備可以通過現(xiàn)場總線、控制層網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)形式實(shí)現(xiàn)無縫連接。為了提高工控產(chǎn)品的競爭能力，現(xiàn)在工控產(chǎn)品的兼容性較強(qiáng)，這為工控網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)提高了較高的靈活性。
本項(xiàng)目中現(xiàn)場總線采用Profibus，PLC采用三菱H網(wǎng)，組態(tài)軟件采用IFIX。在實(shí)踐中，開發(fā)者要根據(jù)實(shí)際情況選用適合的總線、網(wǎng)絡(luò)及組態(tài)軟件，以便使整個(gè)系統(tǒng)制造成本降低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
