技术进步 ·应用技术
电机集中监控系统的应用
○ 宋利君 车忠文 (黑龙江斯达造纸有限公司 黑龙江 富裕 161202)
提提要:介绍了应用Intellution公司IFIX组态软件开发的3150mm纸机电机集中监控系统的上位 机界面, 包括软件特点, 系统性能等. 关键词: 电机集中监控系统; 监控软件; F I X ; 1 5 0 m m 纸机 I 3 我公我公司#7 机是一台抄宽为3 1 5 0 m m 的纸机, 附属 电机1 0 0 多台. 通过电机集中监控系统把这1 0 0 多台电 机的启动, 关停, 保护等功能用两台计算机来实现. 所 有数据向管理网的2 0 0 多台计算机开放, 可以在几百 公里以外的总部监视运行状况. 该系统是实现企业综 合自动化的一个重要环节. 系统总体设计介绍如下.
2实 软件平台
上位上位机操作系统采用W I N D O W S N T S E R V E R 4 . 0 , 2 位操作系统, 3 具有易于操作的图形界面 (G U I ) 系统安全稳定, , 支持多种网络协议等. 监控组 态软件是以工控组态软件i F I X 为主, B A 为辅. F I X V i 是美国I n t e l l u t i o n公司开发的, 具有可组态的工具 箱, 开放的图形库, 丰富的A c t i v e X 控件, 分布式数据 库, 内嵌微软的V B A 语言, 还有多种安全级别. F I X i 最重要的功能是为用户提供一个可视化的窗口进行 过程信息处理. F I X 在用户屏幕上提供的图形化过 i 程信息包括: 原始数据, 报警, 计算数据, 变量子符串, 点信息, 趋势报警或变量状态. 图形应用程序的核心 是从数据库访问信息. 为了直接显示数据, 图形应用 程序提供了多样性的链接方式. 链接可以有多种格式 及配置的灵活选择, 对系统或过程数据进行显示. 操 作人员使用链接也能向数据库写数据. 同时, 数据源 不仅可来自i F I X 数据库, 而且可以来自其他D D E 应 用程序或O D B C 数据库, 这些数据传输可以是双向 的. 利用W I N D O W S N T 的网络配置和i F I X 本身提 供的网络功能还可以把现场的运行状况, 历史数据传 i 到其它网络终端上, 最终实现管控一体化. F I X 的突 出特点是大大降低了开发界面的工作量, 以便将更多 的精力放在系统的重点和难点上.
1 实 硬件配置
根据纸机的功能分布特点, 系统分为打浆和抄 纸两个工段. 打浆工段控制5 3 台电机, 抄纸工段控制 4 7 台电机. 上位机采用两台研华工控机, 主频P I I I , 内 存1 2 8 M , 硬盘2 0 G . 下位数据采集与控制采用研华 A D A M - 4 0 0 0 系列控制模块, 它采用3 0 0 0 V D C 隔离保 护技术, 可以有效阻隔有害电压进入主计算机, 在多 雷, 混合布线, 现场复杂等场合尤其有用. 用A D A M - 4060 (继电器输出模块) 控制电机的启动和停止. 用 ADAM-4017 (模拟量输入模块) 采集电机电流. 将采 集的数据经R S 4 8 5 总线传递至A D A M 4 5 2 0 (R S 2 3 2 / 4 8 5 转换器) 由它转换为R S 2 3 2 , , 通过C O M 1 串口接 入上位机. 行上位与下位的通讯, 输速率可达 进 传 115.2kbps, 网络可延伸1 . 2 公里. 系统结构如图1 .
3 功功能设计
根据根据生产实际情况, 我们对这套系统提出了如下 要求: 1 ) ( 对电机启动电流和运行电流进行全天数据 采集, 记录, 存储, 列表. 2 ) ( 历史数据保存, 可以随时 查询. 3 ) ( 实时控制, 电流超限报警和电机自动保护. (4 ) 集中管理, 统一调度.5 ) ( 与企业管理网进行数据 共享. 6 ) ( 界面简单明了, 条理清晰, 画面表现力强, 操作方便.
图1 系统结构
3. 1 实时显示
China Pulp & Paper Industry Vol.24,No.7 Jul.,2003
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主要将系统中控制的所有电机的名称, 启动, 停 止状态, 流数据等都组态到电机集控画面上, 电 使 i F I X 系统特有的数据实时采样功能发挥强大优势, 把 需采样的数据以3s 为一周期进行实时采样. 3. 2 超限报警 当任意一个监控数据发生异常都会引起报警. 如某个电机的电流超限, 此电机的名称便会改变颜 色和不断的闪烁, 提示操作人员, 直到操作员确认 后, 此报警才中断. 另外每个电机的电流最高值在 软件中都有相应的设置, 如果某台电机电流超过最 高限或过流时间超过设定的允许时间时, 软件便会 立即自动停止该电机, 以起到保护作用. 3. 3 设备控制 操作人员若想控制某台电机, 可在画面上点击 该电机的名称, 便会弹出一个操作窗口, 包含启动和 停止按钮, 电流曲线等, 真正做到只用一支鼠标就可 实现对设备的控制. 同时上位机的退出运行, 死机或 断电等都不会影响设备的运行, F I X 更能通过权限设 i 置以阻止非法用户将系统强行退出, 更改数据等恶意 操作, 保证了系统的可靠性与稳定性. 3. 4 历史查询 i F I X 软件提供灵活的报表功能, 通过D D E方式, O D B C 方式与其他应用程序读取数据, 生成报表, 采集 到的数据历史趋势在i F I X 的历史显示画面中可以直 观地显示出来, 用棒状图和线状图显示历史趋势曲线 和当前趋势曲线, 可任意组合选择1 条至8 条实时和历 史趋势图, 显示在一幅画面上, 并用不同颜色加以区 分. 历史趋势曲线和当前趋势曲线的时间跨度可以方 便选择, 操作人员能较方便地选择开始时间和结束时 间进行曲线显示. 我们还将历史数据进行统计分析. 由于历史数据库的编程接口是系统D S N , 系统 数据源名称为Fix Dynamics Historicial Data,通 过i F I X 内嵌脚本V B A , Q L 方式编制的数据查询程 用S 通过打印机 序. 将数据的历史查询生成E X C E L 报表, 打印出来. 同时, 上位机对生产设备进行数据采集与 管理, 并通过T C P / I P 协议与公司的管理网相联, 用 O D B C 使其连接至服务器, 把数据以各种不同格式存 储成F O X P R O 数据库. 3 . 5 安安全系统 安全安全系统包括基于用户的安全系统和系统安全 性应用程序. 基于用户的安全系统可保护i F I X 文件, 重要的程序, 操作显示画面和配方, 数据库模块. 系统 安全性应用程序包括安全配置和登陆两种程序. 在安 全配置程序中可以设置节点的安全性为允许/ 不允 许, 创建用户和组的账号, 分配用户使用程序和程序 功能的权限, 分配用户名和密码, 分配安全区名等. 为 了保护数据库不受非法修改, F I X 使用安全区的概 i 念, 可以把安全区看作是有着相同安全级别的一组数 据库的模块, 最多可定义2 5 4 个不同的安全区. 为了确 保系统安全, 我们在组态软件中指定除i F I X 系统管理 员外, 其他任何授权用户只有观看的权限而没有修改 的权限.

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