臺達PLC配合組態(tài)王實現(xiàn)工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)

臺達PLC配合組態(tài)王實現(xiàn)工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)

某塑膠有限公司是專業(yè)生產(chǎn)手術(shù)等專用手套的億元年產(chǎn)值企業(yè)。整個工廠多達26條生產(chǎn)線。由于生產(chǎn)產(chǎn)量都是依靠人工進行統(tǒng)計，所以在實際操作過程中，出現(xiàn)產(chǎn)品缺失導(dǎo)致投入的原料量和產(chǎn)出的成品量嚴重失衡，急需對整個工廠的產(chǎn)量進行準確的計量，因此項目基于性價比極高的臺達PLC和組態(tài)王界面軟件成功的開發(fā)出產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)，得到了客戶的贊揚。
關(guān)鍵字：臺達PLC 組態(tài)王 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)的查詢打印 報表組態(tài)

1 引言

產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)系統(tǒng)對整個工廠所有生產(chǎn)線進行實時監(jiān)控，對每一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量進行實時的存儲，存儲的數(shù)據(jù)通過組態(tài)王連接PLC，將PLC中掉電保持區(qū)的數(shù)據(jù)讀到組態(tài)王自定義的相應(yīng)變量當中，每分鐘通過標準的SQL語言對數(shù)據(jù)進行存儲（每分鐘向SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中存儲26條數(shù)據(jù)，即26條生產(chǎn)線的當前產(chǎn)量）。用戶可以通過：日期、時間、時間段、車間、生產(chǎn)線對任何車間、任何生產(chǎn)線進行產(chǎn)量的查詢；能夠?qū)θ魏诬囬g、任何生產(chǎn)線進行月產(chǎn)量的統(tǒng)計。同時在查詢出滿足條件的記錄后，將結(jié)果通過報表的組態(tài)顯示在相應(yīng)的表格當中，可以對該結(jié)果進行存儲和打印。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)框圖(圖1)

圖1 產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)框圖

2.2設(shè)備選型設(shè)計

3 系統(tǒng)分析

3.1功能要求

可以任意查詢一車間、二車間任何生產(chǎn)線（共26條生產(chǎn)線）任何時段的產(chǎn)量。具體明細如下：

（1）每條生產(chǎn)線產(chǎn)量的數(shù)據(jù)至少能夠保存四個月的儲存期，以便對歷史數(shù)據(jù)進行查詢。
（2）要求能夠查詢每條生產(chǎn)線任意每月、任意每天、任意每小時、任意每分鐘的產(chǎn)量。
（3）要求能夠?qū)θ我饷織l生產(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量進行查詢。
（4）查詢出來的任何結(jié)果要以特定的格式在報表中進行組態(tài)，同時將結(jié)果打印。
（5）各生產(chǎn)線任意每月產(chǎn)量、任意每天產(chǎn)量、任意每小時產(chǎn)量、任意每分鐘產(chǎn)量可以在電腦上用柱狀圖、實時趨勢曲線的形式表現(xiàn)出來

3.2查詢方式

（1）能夠按照日期進行查詢（格式：Year/Month/Day）
（2）能夠按照時間進行查詢（格式：Hour/Minute/Second）
（3）能夠按照生產(chǎn)線進行查詢（一車間：1-1、1-2；2-1，2-2；3-1，3-2；4-1，4-2；
5-1，5-2；6-1，6-2；7-1，7-2；8-1，8-2 二車間：1-1，1-2；2-1，2-2；3-1，3-2；4-1，4-2，4-3，4-4）
（4）能夠按照任意時間段進行查詢（格式：Year/Month/Day Hour/Minute/Second To Year/Month/Day/ Hour/Minute/Second）
（5）能夠按照班次進行查詢（格式：早班，中班，晚班）早班：7：30—15：30 中班：15：30—23：30 晚班：23：30—7：30
（6）能夠查詢?nèi)我饷吭氯我廛囬g、任意生產(chǎn)線的產(chǎn)量
（7）能夠運用<1>——<5>的各種不同的排列組合進行復(fù)雜的查詢

4 難點及實現(xiàn)方法

4.1 海量數(shù)據(jù)管理

兩個車間共26條生產(chǎn)線，每分鐘要有26條記錄生成，每分鐘向數(shù)據(jù)庫插入26條記錄。

該系統(tǒng)全天24小時工作，不允許停。所以一天的數(shù)據(jù)量為37440條記錄。每月的數(shù)據(jù)量為1160640條記錄。如果要存儲四個月，則數(shù)據(jù)量為4642260條記錄。數(shù)據(jù)量是相當龐大的。硬盤的數(shù)據(jù)存儲接近2-3G，不僅會造成在查詢時，系統(tǒng)資源嚴重被占用，同時普通的數(shù)據(jù)庫如ACCESS的表格沒有能力管理如此龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。ACCESS在管理如此龐大的數(shù)據(jù)時，不僅系統(tǒng)會造成不穩(wěn)定，同時會出現(xiàn)不可預(yù)料的情形。所以只能尋找能夠管理大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，因此可以選擇SQLSERVER或Oracle。

4.2 基于WindowsXP創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源

組態(tài)王支持對標準的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的插入、選擇、刪除等基本的操作。同時支持標準的SQL語言。靈活的運用組態(tài)王提供的SQL函數(shù)使組態(tài)王通過ODBC（開放性的數(shù)據(jù)源）配合標準的SQL語言對數(shù)據(jù)庫進行各種簡單和復(fù)雜的操作。

在Win2000/Winnt/Winxp等操作系統(tǒng)下，必須正確的進行設(shè)置：從控制面板中雙擊性能和維護，如圖2所示。以WindowsXP為例說明。

第一步：在控制面板下選擇 管理工具－>ODBC數(shù)據(jù)源，雙擊圖標出現(xiàn)圖2界面。

圖2 ODBC數(shù)據(jù)源管理器界面

第二步：在用戶DSN 選項卡片上，單擊添加按鈕，出現(xiàn) 創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源 對話框，選擇SQL Server（圖3）。

圖3 創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源

第三步：單擊第二步的完成按鈕，出現(xiàn)創(chuàng)建到SQL Server的新數(shù)據(jù)源。如圖4所示。

圖4 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（1）

輸入數(shù)據(jù)源名稱、數(shù)據(jù)源描述和SQL Server 所在的服務(wù)器名稱或者IP地址。服務(wù)器名稱可以是SQL Server所在的機器名稱，也可以是IP地址。單擊下一步按鈕。

第四步：選擇登錄SQL Server時的身份驗證方式。并輸入登錄SQL Server時所用到的用戶名和密碼。如圖5所示。

圖5 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（2）

這里的用戶名和密碼是在SQL Server中建立的。在SQL Server數(shù)據(jù)庫中選擇 安全性－>登錄，新建用戶，如圖6所示。

圖6 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（3）

第五步：一定要選擇選項，否則默認數(shù)據(jù)庫是master。然后選擇您想要連接的數(shù)據(jù)庫。其余的按默認設(shè)置，如圖7所示。然后單擊下一步按鈕。

圖7 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（4）

第六步：按默認設(shè)置，單擊完成按鈕（圖8）。

圖8 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（5）

第七步：圖9給出了數(shù)據(jù)庫連接的摘要信息，如果想測試一下是否能夠連接到數(shù)據(jù)庫，可以單擊“測試數(shù)據(jù)源”按鈕，會出現(xiàn)測試結(jié)果。

圖9 創(chuàng)建SQL服務(wù)器的新數(shù)據(jù)源（6）

單擊確定完成連接。接下來的工作就是在組態(tài)王王建立記錄體、表格模板。其中連接數(shù)據(jù)庫的時候，一定要輸入和剛才數(shù)據(jù)源名稱一致的DSN。如 dsn = wuhandsn。

4.3 表格名稱創(chuàng)新

即使使用大型的數(shù)據(jù)庫，SQL Server或Oracle，由于每天的數(shù)據(jù)量多達37440條記錄，如果將一個月，甚至是四個月的記錄全部寫入同一個數(shù)據(jù)庫的同一個表格，則所有的數(shù)據(jù)量大的將使表格崩潰，即使數(shù)據(jù)庫能夠管理，查詢的速度也是可想而知的。將會非常的慢。經(jīng)過作者反復(fù)的思索，想出了一個巧妙的辦法，就是以系統(tǒng)的日期作為當天的表格名稱。當系統(tǒng)時間為00：00：00時刻時，新建一個表格，通過SQLCreateTable( DeviceID, "TableName", "TemplateName" )函數(shù)建立不同的表格。因為組態(tài)王支持字符串函數(shù)，如下所示：

StrASCII( Char );// 此函數(shù)返回某一指定的文字變量首字符的ASCII值
StrChar( ASCII );// 此函數(shù)返回某一指定ASCII碼所對應(yīng)的字符
StrFromInt( Integer, Base );// 此函數(shù)將一整數(shù)值轉(zhuǎn)換為另一進制下的字符串表示
StrFromReal( Real, Precision, Type );// 此函數(shù)將一實數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串形式
StrFromTime( SecsSince1-1-70, StringType );// 此函數(shù)將一個時間值轉(zhuǎn)換為字符串
StrInStr( Text, SearchFor, StartPos, CaseSens );// 此函數(shù)用于查找文本
StrLeft( Text, Chars );// 此函數(shù)返回指定文字變量的開始(或最左的)若干個字符
StrLen( Text );// 此函數(shù)返回某一指定的文字變量的長度
StrLower( Text );// 此函數(shù)將指定文字中的所有大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫字母
StrMid( Text, StartChar, Chars );// 此函數(shù)從指定的位置開始，從一個文字變量中返回指定個數(shù)的字符
StrReplace( Text, SearchFor, ReplaceWith, CaseSens, NumToReplace, MatchWholeWords );
//此函數(shù)替換或改變所提供字符串的指定部分
StrRight( Text, Chars );// 此函數(shù)返回指定文字變量的最末端(或最右)若干個字符
StrSpace( NumSpaces );// 此函數(shù)在文字變量中或表達式中產(chǎn)生一個空格串
StrToInt( Text );// 此函數(shù)在文字變量中或表達式中產(chǎn)生一個空格串
StrToReal( Text );// 此函數(shù)將一個由數(shù)字組成的字符串轉(zhuǎn)換成一個能用于數(shù)字計算的實數(shù)值
StrTrim( Text, TrimType );// 此函數(shù)刪除文字變量中無用的空格
StrType( Text, TestType );// 此函數(shù)檢測文字變量的首字符以確定其是否為某一類型
StrUpper( Text );// 此函數(shù)將一指定文字變量中所有的小寫字符轉(zhuǎn)換成大寫字符

在組態(tài)王中建立內(nèi)存型字符變量NameTable="A"+StrFromInt( \本站點$年, 10)+StrFromInt( \本站點$月, 10)+StrFromInt( \本站點$日, 10);NameTable的構(gòu)成為字母A+系統(tǒng)日期。將系統(tǒng)提供的整型變量轉(zhuǎn)換成字符型變量。這樣可以在數(shù)據(jù)庫中建立每天的表格。每當系統(tǒng)日期由23:59:59跳變到00:00:00時，執(zhí)行SQLCreateTable()函數(shù)，建立當天的表格，如圖10所示，在SQL Server中組態(tài)王建立了A2006619日的表格。

圖10 建立當天的表格

4.4 基于Active控件的組態(tài)王條件查詢

為了完成如此復(fù)雜的查詢，使用了Active控件，因為組態(tài)王支持第三方控件，將所有的條件羅列出來進行排列組合，將每一種情況都考慮在內(nèi)。然后通過程序來實現(xiàn)選擇條件轉(zhuǎn)換成SQLSELECT（）函數(shù)工作的條件。

（1）任意查詢?nèi)我馍a(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量。因為工藝要求能夠任意查詢?nèi)我馍a(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量，為了能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，新建\本站點CX_Hour，\本站點CX_Minute，\本站點CX_Hour1，\本站點CX_Minute1變量。在以時間段進行查詢時，先將以前兩個變量輸入的時間做為條件進行查詢，將查詢出記錄的數(shù)據(jù)賦給在過程中自定義的中間變量。然后再以后兩個變量輸入的時間為條件進行查詢，將查詢出的結(jié)果同樣賦給自定義的中間變量。將兩次查詢的結(jié)果求差然后，將日期，時間，車間，生產(chǎn)線，產(chǎn)量通過報表的組態(tài)添到表格當中。

（2）對于月產(chǎn)量的查詢。需要判斷輸入的月份有幾天，然后從該月的第一天開始到最后一天進行查詢，查詢的時刻為每一天的23:59分時各生產(chǎn)線的產(chǎn)量。然后對查詢出的數(shù)據(jù)進行累加，直到該月的最后一天，然后按照特定的格式將數(shù)據(jù)填寫到報表當中。在該過程中需要靈活的運用循環(huán)語句：While{}以及深刻的體會組態(tài)王的變量與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換的過程。

查詢的條件比較復(fù)雜，有些條件不能同時成立，因此在選擇條件時，應(yīng)該要互相限制，以避免出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象。具體的程序在應(yīng)用程序命令語言運行時寫如下程序：

//String Systime=StrFromInt(\本站點$時,10 )+":"+StrFromInt(\本站點$分,10 );
//===================判斷 早班,中班,晚班和查詢的時段===================================
String Timestr=StrFromInt( \本站點$時, 10 )+StrFromInt( \本站點$分, 10 );
Long Timereal=StrToInt( Timestr );
if(Timereal>=730)
{ if(Timereal<=1530)
\本站點班次1="早班"; }
if(Timereal>1530)
{ if(Timereal<=2330)
\本站點班次1="中班"; }
if(Timereal>2330)
{ if(Timereal<=2359)
\本站點班次1="晚班"; }
if(Timereal>=0)
{ if(Timereal<730)
\本站點班次1="晚班"; }

\本站點日期=\本站點$日期;
\本站點時間=StrFromReal( \本站點$時, 0, "f" )+":"+StrFromReal( \本站點$分, 0, "f" );
if(CommFine1)
{ CommText1="通訊失敗!";}
else
{ CommText1="通訊正常!";}
if(CommFine2)
{ CommText2="通訊失敗!";}
else
{ CommText2="通訊正常!";}

//===================統(tǒng)計月產(chǎn)量時，查詢報表的個數(shù)計算====================
if(\本站點MonthInput==1){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==2){ \本站點DayNumber=28;}
if(\本站點MonthInput==3){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==4){ \本站點DayNumber=30;}
if(\本站點MonthInput==5){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==6){ \本站點DayNumber=30;}
if(\本站點MonthInput==7){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==8){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==9){ \本站點DayNumber=30;}
if(\本站點MonthInput==10){ \本站點DayNumber=31;}
if(\本站點MonthInput==11){ \本站點DayNumber=30;}
if(\本站點MonthInput==12){ \本站點DayNumber=31;}
//=================月產(chǎn)量查詢的條件限定===================
if(Check6)
{ Check1=0;Check2=0;Check3=0;Check4=0;Check5=0;}
//==================查詢時間和時間段不能同時有效===================
if(\本站點Check2)
{\本站點Check3=0;Check1=1;}
if(\本站點Check3)
{\本站點Check2=0;Check1=1;Check6=0;}

//====================插入表格的名稱======================
NameTable="A"+StrFromInt( \本站點$年, 10)+StrFromInt( \本站點$月, 10)+StrFromInt( \本站點$日, 10);

<7>.工藝要求能夠查詢?nèi)我馍a(chǎn)線每分鐘的產(chǎn)量，所以通過事件發(fā)生命令語言實現(xiàn)。每當系統(tǒng)時間的秒等于59時，觸發(fā)執(zhí)行如下程序。該部分的程序如下：

//==========================向數(shù)據(jù)庫插入數(shù)據(jù)============================
long ih=1;
車間=1;
//SQLInsertPrepare( DeviceID, NameTable, "bind", SQLHandle);

while(ih<=16)
{ if(ih==1) {產(chǎn)量=Fir_NO1;生產(chǎn)線="1-1";} if(ih==2) {產(chǎn)量=Fir_NO2;生產(chǎn)線="1-2";}if(ih==3){產(chǎn)量=Fir_NO3;生產(chǎn)線="2-1";} if(ih==4) {產(chǎn)量=Fir_NO4;生產(chǎn)線="2-2";} if(ih==5) {產(chǎn)量=Fir_NO5;生產(chǎn)線="3-1";} if(ih==6){產(chǎn)量=Fir_NO6;生產(chǎn)線="3-2";}
if(ih==7) {產(chǎn)量=Fir_NO7;生產(chǎn)線="4-1";} if(ih==8) {產(chǎn)量=Fir_NO8;生產(chǎn)線="4-2";}if(ih==9){產(chǎn)量=Fir_NO9;生產(chǎn)線="5-1";} if(ih==10) {產(chǎn)量=Fir_NO10;生產(chǎn)線="5-2";} if(ih==11) {產(chǎn)量=Fir_NO11;生產(chǎn)線="6-1";} if(ih==12){產(chǎn)量=Fir_NO12;生產(chǎn)線="6-2";}
if(ih==13) {產(chǎn)量=Fir_NO13;生產(chǎn)線="7-1";} if(ih==14) {產(chǎn)量=Fir_NO14;生產(chǎn)線="7-2";}if(ih==15){產(chǎn)量=Fir_NO15;生產(chǎn)線="8-1";} if(ih==16) {產(chǎn)量=Fir_NO16;生產(chǎn)線="8-2";}
// \本站點序號=\本站點序號+1;
SQLInsert( DeviceID,NameTable, "bind" );
//SQLInsertExecute( DeviceID, "bind", SQLHandle);
ih=ih+1;
}

long jh=1;
車間=2;
while(jh<=10)
{
if(jh==1) {產(chǎn)量=Sec_NO1;生產(chǎn)線="1-1";} if(jh==2) {產(chǎn)量=Sec_NO2;生產(chǎn)線="1-2";}if(jh==3){產(chǎn)量=Sec_NO3;生產(chǎn)線="2-1";} if(jh==4) {產(chǎn)量=Sec_NO4;生產(chǎn)線="2-2";} if(jh==5) {產(chǎn)量=Sec_NO5;生產(chǎn)線="3-1";}if(jh==6){產(chǎn)量=Sec_NO6;生產(chǎn)線="3-2";}
if(jh==7) {產(chǎn)量=Sec_NO7;生產(chǎn)線="4-1";} if(jh==8) {產(chǎn)量=Sec_NO8;生產(chǎn)線="4-2";}if(jh==9){產(chǎn)量=Sec_NO9;生產(chǎn)線="4-3";}if(jh==10) {產(chǎn)量=Sec_NO10;生產(chǎn)線="4-4";}
//\本站點序號=\本站點序號+1;
SQLInsert( DeviceID,NameTable, "bind" );
//SQLInsertExecute( DeviceID, "bind", SQLHandle);
jh=jh+1;
}
//SQLInsertEnd( DeviceID, SQLHandle);

（3）在系統(tǒng)時間等于00：00：00時刻時，在事件命令語言中建立如下程序，以得到需要新建表格的名稱，同時將PLC中累計產(chǎn)量的寄存器清零，重新開始對該日的產(chǎn)量進行累計。

5 調(diào)試過程

因為兩個車間之間的距離在300m左右，而從第一個車間到監(jiān)控室的距離有500m左右，距離比較遠，為了遏制信號的衰減，將信號線用網(wǎng)線代替，同時加中繼器，將信號放大。保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。要求現(xiàn)場布線時嚴格按照電氣規(guī)范施工。保證安裝的合格。正確的設(shè)置操作系統(tǒng)中數(shù)據(jù)源ODBC的選項，以保證組態(tài)王能夠通過ODBC與數(shù)據(jù)庫SQL Server連接。在組態(tài)王運行系統(tǒng)中執(zhí)行任何操作時，觀察運行反饋信息，以得到相關(guān)的錯誤信息。根據(jù)提示的錯誤信息檢查程序。報表的組態(tài)非常靈活，可以通過While{}循環(huán)語句，將查詢結(jié)果按照順序填寫到報表中。靈活的運用While{}語句同時能夠?qū)⒊绦蚝喕瑴p少組態(tài)王后臺運行程序的時間。靈活的運用應(yīng)用程序命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、事件命令語言、熱鍵命令語言、按鈕的彈起、按住、按下命令語言進行編程。在程序量非常大的項目中，養(yǎng)成良好的編程習慣。定義變量時最好使用英文，這樣能夠增加程序的可讀性。同時對程序進行標注。

程序畫面設(shè)計參見圖11、圖12、圖13。

圖11 數(shù)據(jù)庫操作畫面

圖12 產(chǎn)量柱狀圖

圖13 產(chǎn)量的趨勢圖

6 結(jié)束語

盡管臺達的PLC屬于小型PLC，但可靠的性能，支持485通訊等特點，同樣能夠完成集中控制的功能。同時配合組態(tài)軟件，一樣能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的工廠監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、打印、報表等DCS系統(tǒng)的功能。篇幅有限，歡迎讀者聯(lián)系作者深入交流