1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

《動(dòng)力工段自控系統(tǒng)改造》項(xiàng)目是對(duì)南纖公司原有動(dòng)力工段的自控系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化。目標(biāo)是充分利用原有軟硬件資源，用最少的投入獲得高效、安全的系統(tǒng)性能。

原動(dòng)力工段包括：化水車間、冷凍空壓車間（簡(jiǎn)稱動(dòng)力車間）、軟水站及一二泵房車間，各自擁有自己的控制室。改造前，化水車間已采用了一套SIEMENS TI545 PLC 和兩臺(tái)全點(diǎn)的INTOUCH 操作站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，泵房車間也已采用了一套SIEMENS TI545 PLC 和兩臺(tái)256 點(diǎn)的INTOUCH 操作站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，動(dòng)力車間除5 臺(tái)壓縮空氣干燥器采用GE 90-30PLC 控制外其余設(shè)備的監(jiān)控均用盤裝儀表實(shí)現(xiàn)。原動(dòng)力工段系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖1 改造前的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)改造后，泵房車間和動(dòng)力車間由原泵房車間的SIEMENS TI545 PLC 控制（需增加一些卡件），化水車間在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一些功能。將原有的兩臺(tái)全點(diǎn)INTOUCH 和一臺(tái)256 點(diǎn)INTOUCH 移入新設(shè)的集中控制室，實(shí)現(xiàn)三個(gè)車間的集中監(jiān)控，在化水車間設(shè)一臺(tái)256 點(diǎn)INTOUCH 操作站，供現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查時(shí)使用。

同時(shí)系統(tǒng)通過一臺(tái)新設(shè)的數(shù)據(jù)及Web 服務(wù)器與公司管理網(wǎng)連接，公司和工段管理者可通過公司區(qū)域網(wǎng)獲取生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)和報(bào)表。

圖2 改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

2.1 冗余的總線及操作站

系統(tǒng)包含2 臺(tái)全點(diǎn)的INTOUCH（SERVER1、SERVER2）和2 臺(tái)256 點(diǎn)的INTOUCH（CLIENT1、CLIENT2），SERVER1、SERVER2 分別通過各自的TIWAY 卡與化水、泵房的PLC 構(gòu)成兩條冗余的TIWAY 總線。CLIENT1、CLIENT2 則通過遠(yuǎn)程變量訪問某臺(tái)全點(diǎn)INTOUCH 上的數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。通常CLIENT1、CLIENT2只與SERVER1、SERVE2 中的一臺(tái)通訊，當(dāng)發(fā)生通訊故障時(shí)會(huì)自動(dòng)嘗試與另一臺(tái)SERVER 連接。INTOUCH 中的“通訊狀態(tài)”畫面顯示了各工作站、PLC 及總線的當(dāng)前狀態(tài)。

圖3
圖中紅線表示操作站在線，黑色表示離線。在CLIENT1、CLIENT2 的“通訊狀態(tài)”畫面中，工程師可以手動(dòng)切換CLIENT 與SERVER 的連接。

2.2 “瘦”操作站模式

256 點(diǎn)的CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量訪問全點(diǎn)的SERVER 從而訪問PLC，這樣CLIENT的變量配置不超過256點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)用了“分布式報(bào)警”和“分布式歷史趨勢(shì)”等功能，所有的報(bào)警記錄及歷史趨勢(shì)都存儲(chǔ)在全點(diǎn)的SERVER上，CLIENT上顯示的報(bào)警和歷史趨勢(shì)是從SERVER上獲得的。可以說，SERVER充當(dāng)了INTOUCH服務(wù)器而CLIENT是一個(gè)INTOUCH 客戶端，只需較低的配置即可。當(dāng)切換SERVER時(shí)，“分布式報(bào)警”和“分布式歷史趨勢(shì)”也跟著自動(dòng)切換。

（1） “分布式報(bào)警”的設(shè)置

在INTOUCH 組態(tài)中需用“分布式報(bào)警”控件，在控件的報(bào)警查詢欄中輸入“\\SERVER1\INTOUCH!DONGLI”，SERVER1 為缺省連接的計(jì)算機(jī)名，DONGLI 表示INTOUCH 中的DONGLI 報(bào)警組（報(bào)警組包括DONGLI、HS）。在SERVER 的計(jì)算機(jī)屬性需選中“本機(jī)將提供報(bào)警”；而在CLIENT 的計(jì)算機(jī)屬性中需選中“本機(jī)將顯示報(bào)警”。運(yùn)行時(shí)CLIENT 將通過函數(shù)切換與SERVER 的連接。

為了統(tǒng)一報(bào)警設(shè)置，我們將報(bào)警做在PLC 的報(bào)警模塊中通過對(duì)PLC 變量“AHA（報(bào)警上限）、AHHA（報(bào)警上上限）、ALA（報(bào)警下限）、ALLA（報(bào)警下下限）、APV（報(bào)警過程值）、AVF（報(bào)警狀態(tài)字）”的讀寫來判斷和設(shè)置報(bào)警。有報(bào)警發(fā)生時(shí)，只有SERVER 會(huì)將報(bào)警信息寫入報(bào)警記錄，SERVER2 在寫報(bào)警信息前先判斷SERVER1是否在運(yùn)行，以免重復(fù)寫入。

（2） “分布式歷史趨勢(shì)”的設(shè)置（以SERVER1 為例）

在SERVER 的INTOUCH 組態(tài)中需將歷史數(shù)據(jù)的存放路徑設(shè)為INTOUCH 默認(rèn)路徑。CLIENT 的INTOUCH 組態(tài)需在“分布式名稱管理器”中的“分布式歷史”里添加一項(xiàng)，供應(yīng)器名稱為“SERVER1”，路徑為“\\SERVER1\D\NCFC2000S1”(工程路徑)即可。在CLIENT 中訪問SERVER1 的歷史數(shù)據(jù)需寫成“SERVER1.TAGNAME”。SERVER2 的設(shè)置與SERVER1 相同。

（3） 遠(yuǎn)程變量的引用

在CLIENT 上使用遠(yuǎn)程變量只需在變量名前加計(jì)算機(jī)名即可，無需在標(biāo)記名字典中新建變量，所以不占點(diǎn)數(shù)。（SERVER：TAGNAME）

（4） 自動(dòng)切換功能

CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量觀察SERVER 上的$Second 變量，若它在在一段時(shí)間內(nèi)無變化則表明與SERVER 的連接出現(xiàn)問題，這時(shí)可通過SetAccessName 函數(shù)將CLIENT 上的遠(yuǎn)程變量切換到另一臺(tái)SERVER 上。

2.3 公用的操作窗口

系統(tǒng)中對(duì)于具有相同操作接口設(shè)備使用了公用的操作窗口，而不是對(duì)應(yīng)每個(gè)設(shè)備都創(chuàng)建一個(gè)操作窗口，這樣大大減少了窗口的數(shù)量。實(shí)現(xiàn)它需要用到間接變量，可以將間接變量看作一個(gè)指針，當(dāng)對(duì)某個(gè)設(shè)備操作時(shí)，利用間接變量指向操作變量，這樣，對(duì)間接變量的賦值就會(huì)作用到操作變量上，操作變量的變化也會(huì)反應(yīng)到間接變量上。

以過濾水泵為例，在過濾水處理系統(tǒng)中，點(diǎn)擊3#過濾泵，彈出操作窗口，如下圖所示：

圖4
3#過濾泵的操作變量為“RUN-3#GLB（啟動(dòng)）”、“STOP-3#GLB（停止）”、“RL-3#GLB（反饋）”、“AUTO-3#GLB（自動(dòng)）”、“REPAIR-3#GLB（檢修）”點(diǎn)擊過濾泵時(shí)執(zhí)行語句：

DL_START.NAME=RUN-3#GLB.NAME；
DL_STOP.NAME=STOP-3#GLB.NAME；
DL_RL.NAME = RL-3#GLB.NAME；
AUTO.NAME = AUTO-3#GLB.NAME；
DL_REPAIR.NAME=REPAIR-3#GLB.NAME；
“DL_XXX”為間接變量。在操作窗口中只需對(duì)間接變量賦值即可。例如在“啟動(dòng)”按鈕的動(dòng)作屬性中寫到：
IF DL_START.Name<>"NULL" AND DL_STOP.Name<>"NULL" THEN
DL_START=1;
DL_STOP=0;
Record=DL_START.Comment;
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ); //寫操作紀(jì)錄
ELSE
IF DL_START.Name = = "NULL" THEN
DL_STOP=0;
Record=StringLeft( DL_STOP.Comment, StringLen( DL_STOP.Comment )/2 );
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" );
ELSE
DL_START=1;
Record=StringLeft( DL_START.Comment, StringLen( DL_START.Comment )/2 );
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" );