4 控制系統軟件設計

4．1 PLC控制系統設計

PLC控制系統運行流程如圖3所示。PLC控制分手動、自動控制兩種，系統一般使用自動控制，手動控制主要在系統檢修或參數調試時使用。現場手動控制是由用戶在現場通過手動操作按鈕決定各執行機構的輸出狀態，現場手動控制具有比PLC控制更高的優先權。

從生產安全角度考慮，PLC控制系統中采用三重保護措施：

(1)低限即停。在自動狀態下出料時，物料罐內現有物料量低于150 kg后電機會立即停止，以防罐內料位低于變送器測量口，造成變送器無法測量物料變化而引起失控。

(2)出料量長時間不變即停。在自動狀態下出料時，如果出料量在10 s內無變化，說明變送器無法正常檢測物料變化，此時電機會立即停止。

(3)緊急停車。在自動狀態下出料時，如需立即中斷出料可點擊觸摸屏上的“緊急停車”按鈕，此時電機會立即停止。

圖3 PLC控制系統運行流程圖

4．2觸摸屏設計

4．2．1觸摸屏參數設置

本地觸摸屏HMI B與PLC通過串口通信，通訊參數設置必須一致。本系統中將“波特率、數據長度、停止位、奇偶校驗”設置為“19 200、7、2、E”。

遠程觸摸屏HMI A通過以太網與本地觸摸屏HMI B通信。以太網連接的方式有兩種：一種是使用平行網絡線，搭配集線器使用；另一種是使用跳接網絡線，不需使用集線器，這種方式只限使用在一對一聯機的情況下(HMI A對HMI B)。本系統采用第二種連接方式。兩臺HMl分別設置好局域網IP地址。為了兩臺HMI通訊成功，還需引入主、從機概念。主機外接PLC，從機通過主機連接PLC(遠端)。

4．2．2觸摸屏畫面設計

根據生產監控要求，共設計了登錄畫面、主畫面、斜率修正和基準修正畫面、出料設置畫面、報警記錄畫面和工況數據畫面等幾個主要界面。現場參數變化都可以在觸摸屏上顯示，并可以通過觸摸屏對現場進行實時調整和監控。

(1)登錄畫面。系統設定操作員、管理員兩個不同用戶，登錄界面需要用戶名和密碼，根據不用的用戶可以預先設置不同的操作權限。

(2)斜率修正和基準修正畫面。基準修正是用于修正每次出料時出現的固定偏差；斜率修正是用來修正由于溫度變化或者更換物料引起的物料密度變化。隨著環境溫度的變化、物料的改變，出料精度會受到影響，操作者可以通過微調參數，修正提高出料精度。此功能只有管理員具備。

(3)出料設置畫面。操作員在出料設置中不能自行設置出料，而是由管理員預先在觸摸屏上或通過上位計算機設置好出料量，供操作員選擇出料。通過此方式，管理員可控制操作員生產時過量使用原料，從而有效降低成本。

4．3上位機監控軟件設計

上位機監控軟件結構如圖4所示。軟件設計主要包括：主畫面、柱狀圖、實時數據、歷史數據查詢、報警記錄查詢、參數設置、web發布等。

遠程控制系統按結構分為客戶端／服務器(Client／Server，C／S)和瀏覽器／服務器(Browser／Server，B／S)兩種模式。C／S模式由客戶端和服務器組成，服務器具有數據采集、控制和與客戶端通信的功能，客戶端則包括與服務器通信和用戶界面模塊。C／S模式需要安裝客戶端軟件，對客戶端的性能要求較高，使用和維護不便。B／s模式由瀏覽器、Web服務器和數據庫服務器組成，B／S模式基于標準的Hn’P和TCW IP開放性協議，開發和維護完全集中在服務器端，減輕客戶端的負擔，而且客戶端只配置瀏覽器，具有良好的擴展能力和跨平臺性舊o。對B／s模式和C／S模式進行比較，B／S模式要優于C／S模式。組態王的Web發布功能采用B／S模式，可以實現畫面發布和數據發布。用于Web發布的計算機(Web站)要安裝并綁定TCP／IP協議，本系統中上位計算機既是控制站，又是Web服務站。

圖4上位機監控軟件結構圖

4．4網絡瀏覽

在進行IE訪問時，需要知道被訪問程序的端口號，默認為80。

遠程的計算機(客戶端)也要安裝有TCP／IP網絡協議，且上位計算機已發布工程，發布的工程正處于運行狀態，否則客戶端無法登錄。在網絡正常的前提下，客戶端打開Intemet Explorer瀏覽器，在地址欄中按以下格式輸入地址：http：／／發布站點機器名(或IP地址)：組態王Web定義端口號，按下回車鍵即可彈出用戶登錄對話框，輸入用戶名和口令后，會彈出發布的Web組、點擊Web組進入相應的畫面，即可進行相應的參數監控。

5 結束語

本系統實現了涂料生產中原料投放的自動控制、操作人員的生產管理和生產過程數據的記錄、報警等功能，既保證了生產的安全性和高效性，又降低了操作管理人員的勞動強度。同時，通過以太網實現了全廠集中管理和監控。該系統已經投入實際應用，控制效果理想。