在工控組態(tài)軟件Movicon平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、引言

隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的日益提高，可編程控制器（PLC）的使用越來(lái)越普遍。PLC使用簡(jiǎn)單方便，故障率低，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求不高。在目前的很多自控系統(tǒng)中，常常選用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制設(shè)備，用于數(shù)據(jù)采集和控制；而在系統(tǒng)上位機(jī)（通常為工控機(jī)）上利用工控組態(tài)軟件來(lái)完成工業(yè)流程及控制參數(shù)的顯示，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控和管理等功能。

某彩管廠的3條輸送線同時(shí)運(yùn)行，為了完善流水線的自動(dòng)化管理，廠方需要開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視流水線上的物流狀況及出現(xiàn)的故障，為管理部門(mén)提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史生產(chǎn)報(bào)表，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。

2、監(jiān)控要求

A1SCPUC24－R2型PLC是生產(chǎn)線原有的控制設(shè)備，利用組態(tài)軟件對(duì)各工位站產(chǎn)量、流水線的故障端口、急停端口等進(jìn)行監(jiān)控，但由于在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)根據(jù)這個(gè)PLC獲得的數(shù)據(jù)對(duì)工位站顯像管數(shù)量 的監(jiān)控存在差錯(cuò)，為了避免這種差錯(cuò)并保證產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)的可靠性，又采用FX0n－60MR型的PLC對(duì)生產(chǎn)線布控，在組態(tài)軟件平臺(tái)上對(duì)兩個(gè)PLC所得數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。

監(jiān)控工藝要求：

（1）動(dòng)態(tài)顯示：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)刷新，動(dòng)畫(huà)效果。

（2）數(shù)據(jù)顯示：對(duì)四期、五期上料點(diǎn)的產(chǎn)量進(jìn)行校核統(tǒng)計(jì)，并能手動(dòng)復(fù)位；顯示每班內(nèi)累計(jì)停機(jī)時(shí)間和最近一次停機(jī)時(shí)間。

（3）報(bào)警管理：對(duì)一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)驅(qū)動(dòng)的熱保護(hù)和過(guò)載端口及四期、五期上下料急停點(diǎn)進(jìn)行報(bào)警監(jiān)控；對(duì)各工位段產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)不超量報(bào)警。

（4）事故診斷：在某故障端口或急停點(diǎn)報(bào)警時(shí)彈出對(duì)話框，操作人員根據(jù)對(duì)話框提示可以對(duì)事故進(jìn)行及時(shí)處理；并記錄事故原因及故障停機(jī)時(shí)間。

（5）數(shù)據(jù)記錄：把一個(gè)班次內(nèi)累計(jì)停機(jī)時(shí)間、最近一次停機(jī)時(shí)間及每一班次的累計(jì)停機(jī)時(shí)間進(jìn)行備份保存；把造成停機(jī)的事故原因作記錄。

3、硬件組成

（1）操作站

操作站主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、操作鍵盤(pán)、顯示屏等 組成，采用Movicon作為監(jiān)控平臺(tái)軟件。

（2）控制站

控制站采用日本三菱系列A1SCPUC24－R2（輸入、輸出點(diǎn)數(shù)128點(diǎn)）和FX0n－60MR（輸入、輸出點(diǎn)數(shù)60點(diǎn)）PLC。PLC完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、邏輯運(yùn)算和控制輸出與操作通信等任務(wù)。

（3）串行通訊

計(jì)算機(jī)通訊接口和三菱PLC通訊接口都是與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/rs/" target="_blank">RS－232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，RS－232C規(guī)定通信電纜長(zhǎng)度限定在15 m以內(nèi)，而且在電網(wǎng)環(huán)境干擾源較多時(shí)，即使通信距離較短，傳送的數(shù)據(jù)也可能丟碼或改碼，給傳輸帶來(lái)不良影響。為了克服這些問(wèn)題，操作站通過(guò)抗干擾較強(qiáng)且能遠(yuǎn)程傳輸?shù)腞S－422與PLC進(jìn)行通信。

現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器的動(dòng)作可以通過(guò)通信電纜由PLC傳遞給操作站，操作員可在操作站上監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)的流水線，并對(duì)每班的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)匯總、形成報(bào)表，對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的報(bào)警給予及時(shí)的處理。

4、組態(tài)設(shè)計(jì)

4．1畫(huà)面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Movicon作為監(jiān)控組態(tài)軟件，與PLC結(jié)合使控制系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單實(shí)用。該流水線監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面主要有首頁(yè)面、主監(jiān)控界面和故障端口界面等，使操作員能夠方便地完成對(duì)流水線的全部監(jiān)控。

為了保證系統(tǒng)具有良好的安全性，給系統(tǒng)設(shè)置 了3種用戶權(quán)限：操作員、管理員和普通用戶。普通用戶只有畫(huà)面的瀏覽權(quán)限，主要用于遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)瀏覽；操作員有瀏覽工況、設(shè)置清除各點(diǎn)位的權(quán)限，但是不能退出監(jiān)控系統(tǒng)；管理員具有操作員的所有權(quán)限，可以自由退出系統(tǒng)，運(yùn)行其它軟件。

4．2主監(jiān)控界面

該系統(tǒng)的監(jiān)控畫(huà)面主要包括工況過(guò)程的動(dòng)態(tài)顯示、上料點(diǎn)實(shí)時(shí)／歷史的產(chǎn)量計(jì)數(shù)顯示、報(bào)警信息瀏覽畫(huà)面以及系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)信息畫(huà)面等。通過(guò)這些畫(huà)面可以完成以下功能：各個(gè)站位段顯像管數(shù)顯示、超量控制；在兩個(gè)上料點(diǎn)對(duì)每班產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；對(duì)每班的累計(jì)停機(jī)時(shí)間進(jìn)行匯總。

每次報(bào)警都與停機(jī)事件相連，因此對(duì)每次報(bào)警進(jìn)行歷史記錄；把每班的累計(jì)停機(jī)時(shí)間、每班中各次停機(jī)時(shí)間及停機(jī)原因?qū)懭胗浭卤尽?/p>

4．3故障端口界面

報(bào)警信息包含站位段超量、各個(gè)驅(qū)動(dòng)的過(guò)載、熱保護(hù)端口故障、上下料端口急停等，有報(bào)警信息時(shí)啟動(dòng)蜂鳴裝置。發(fā)生故障時(shí)，首先對(duì)引起流水線停產(chǎn)的故障原因進(jìn)行確認(rèn)，如果是故障端口報(bào)警，則及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，若是急停報(bào)警，監(jiān)控人員可直接對(duì)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生后，及時(shí)彈出報(bào)警對(duì)話框，發(fā)出報(bào)警蜂鳴，同時(shí)系統(tǒng)停止正常運(yùn)行，等待操作人員的處理，待操作人員處理完畢或者可以確認(rèn)為誤報(bào)警后，系統(tǒng)重新投入運(yùn)行。

4．4組態(tài)過(guò)程

組態(tài)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是把組態(tài)畫(huà)面上的按鈕、報(bào)警、趨勢(shì)等圖形對(duì)象與現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行設(shè)備或儀表建立連接，使操作員在操作站畫(huà)面上就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行設(shè)備和儀表進(jìn)行操作及監(jiān)視的過(guò)程。

5、結(jié)束語(yǔ)

還可根據(jù)系統(tǒng)報(bào)表知道出現(xiàn)停機(jī)的原因是由于設(shè)備故障還是人為操作造成，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員和設(shè)備維修人員起到監(jiān)督作用；在操作室監(jiān)控的工作人員可以判斷是由于各故障端口引起的停機(jī)還是人為急停，也方便了事故責(zé)任追究。實(shí)踐表明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、統(tǒng)計(jì)可靠、自動(dòng)化程度高，具有較好的應(yīng)用前景。