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InTouch在水处理系统中的应用

摘 要: 本文介绍了Wonderware公司的产品InTouch7.0在水处理系统中的应用。
关键词: PLC,InTouch,水处理

1.前言
根据巴陵股份技字(2000)22号文,于2000年9月成立改造组对尿素产品部水处理PLC控制系统进行改造。通过去兄弟单位学习和调研,考虑到公司内部局域网和ERP系统的建立,适应现代网络控制,决定控制站选用美国通用电气公司GM FANUC的90-30PLC及其软件LOGICMASTER,操作站选用DELL工控机,软件方面选用WINDOWS NT 和INTOUCH7.0。在此我只针对INTOUCH7.0的特点及其在水处理中的应用开发进行介绍。

2.InTouch的特点
InTouch 是美国Wonderware公司开发的世界上第一个集成的、基于组件的MMI系统——FactorySuite 2000中的一个核心组件。它具有世界领先的HMI(人机接口界面)和面向对象的图形开发环境,便于高效、快捷地配置用户的应用程序。目前,有很多工控组态软件,如InTouch 、iFix、LabView,国产的有“组态王”、“世纪星”等。InTouch和这些软件相比,主要特点是:
1、在性能上,InTouch对核心代码进行了优化,运行效率比较高。经过了完备的测试和运行考验。目前世界上有12万套以上的InTouch系统在运行,因而该软件的可靠性和稳定性是非常高的。

2、最大限度的开放性。InTouch的运行环境是Win98/95/NT,基本的通讯格式包括“快速DDE”和SuiteLink。其中, 快速DDE兼容微软的DDE,因此许多Win95/98/NT下运行的软件都可以与InTouch直接通讯。为了与其他设备通讯,InTouch有600 种通讯协议转换软件(I/O Server),可以与不同的设备通讯,特别是在与PLC的通讯方面。包括:Siemens、Modicon、Opto 22、square D、ABB、GE等。甚至,也可以利用第三方Server。InTouch还提供了一个工具软件,帮助编写通讯协议转换软件。

3、网络功能。InTouch支持微软的各种网络,组网非常简单。它具有强大的网络功能,通过传统的DDE和扩展的NetDDE的方式,可与本机和其它计算机中的应用程序实时交换数据。同时,它支持通过ODBC访问各种类型的数据库,便于系统的综合管理。   另外,它支持标准的ActiveX技术,使得用户可以轻松地为自己的应用程序开发各种网络多媒体功能。

4、数据库功能。InTouch除了自身带有数据库以外,还支持SQL语言,可以方便地与其他数据库连接。

5、 易使用和掌握。InTouch的编程因为方法非常简单,所以多称为组态,是面向非计算机专业的工程人员,任何专业的工程技术人员和维修人员都可以掌握。一方面缩短了应用开发周期,另一方面方便了用户修改和开放上位软件。

6、 InTouch提供了各种强大功能,通过组态完全可以满足用户在操作、显示、记录上的各种特殊要求。

7、InTouch有多种绘图工具和丰富的图形库,可以做出非常易于操作和漂亮的画面。它在报警和历史趋势方面的功能,极大地方便了对系统的监控。

基于以上原因,我们选择InTouch作为操作站软件的开发工具。

3.系统简介
系统配置如图1所示。系统构成分为三个层结构:上级管理操作层由两个操作站和调度系统构成;下层的PLC控制层由CPU,通讯模块机I/O模块组成;采用最通用的以太网,整个系统具有优良的扩展性,在各个层次上用户可以自由扩展,上层可随意增加操作站,数据库节点和管网通讯结点等;下层可以继续加中间为通讯层,是一个典型的集散控制系统。





4.软件设计
4.1画面组态
首先进行标记名字典定义。在InTouch中,数据主要分为内存型和I/O型。其中,内存型数据为InTouch程序内部定义的变量(如年,月,日),I /O型数据的来源一般为其它计算机结点或本机运行的其它程序(如I/O Server),生产现场的所有数据就是I/O型,若要在操作站的动态画面上显示,就必须在标记名字典中定义,且与控制站(PLC)的内部地址一一对应。

接着共设计了20余幅操作画面,包括流程体画面、报警画面、流量和液位趋势图画面、PID调节画面、退出和登录画面、硅量和监控数据显示画面等。工艺人员能构造操作画面上直观地看到工艺流程,能及时发现异常现象。对重要阀门设置了手动开关按钮,能够在控制室内手动开关重要阀门,保证系统的安全运行。所有的工艺操作度可用鼠标在相应的画面上进行,操作方便,界面友好。各阀们的开关状态在画面上用不同的颜色区分,即绿开红关。

四套PID调节系统原采用KMS调节,现改造为利用PLC中的PID模块控制,在InTouch中设置调节画面,画面上除保留KMS面板上的各项功能外还设置了趋势画面,通过调用趋势图可进行参数整定及查看各参数的历史。在画面上可直接修改调节器PID参数及正反作用。

4.2数据通讯
在InTouch中,内存型数据为InTouch程序内部定义的变量,不需要通过I/O Server即可进行访问;I/O型数据的来源一般为其它计算机结点或本机运行的其它程序,这类数据由InTouch通过NetDDE或DDE的方式获得。

在本系统中,操作站采集控制站(PLC)中来自现场的数据,经过处理,将控制命令传给控制站,以此监控生产过程。然而,通常操作站无法直接从控制站中取得数据,这时需要一个通讯接口——I/O Server。由于,本系统操作站与控制站之间通过以太网进行连接,并且控制站为GE 的PLC,因此应该选用GE型号的I/O Server。假设控制站(PLC)和运行I/O Server的计算机的IP地址分别为202.202.202.1、202.202.202.10、202.202.202.20,则I/O Server中Topic Definition的设置为:
  Topic Name——Series90(任意定义);
  IP Adrress——202.202.202.1(PLC的地址)。
Program Name---PROJECT
  这样,I/O Server就可以从下位机取得数据了。而要让InTouch从I/O Server中取到正确的数据,还必须为每个I/O变量定义Access Name:
  其中,Access Name可任取,如PLC,其余参数分别为:
   Node Name——202.202.202.20(I/O Server所在结点的IP地址);
   Application Name——GEHCS(GE Ethernet的程序名);
   Topic Name——Series90(I/O Server中定义的Topic Name)。

4.3系统监控
系统发生报警时工控机发出报警声,点击操作画面上的报警灯进入报警画面可看到具体报警内容。并且所有发生的报警均有48小时的历史记录。InTouch可以为每个数据定义它的报警信息,模拟量还可定义高、低、高高、低低报警值,并且可以通过条件脚本或、数据值改变脚本和用户编制的快速脚本处理各种报警信息,如弹出报警窗口或声音提示。例如,要监控阴床硅量过高的情况,就可以定义一个motor1.HiStatus的条件脚本,并在On True脚本框中写上:




4.4系统安全
系统安全问题是每一个操作站软件设计人员必须考虑的,Windows NT操作系统本身稳定可靠,具有很高的安全性,InTouch可以通过帐号管理机制,限制不同人员的访问权限,来实现系统安全。

在本系统中,我们共设置了三个级别的访问权限,分为工程师级、仪表工级、操作工级。工程师级的权限最高,可以修改系统参数,画面组态;退出InTouch;实时监控。仪表工级可以修改参数;实时监控。操作工级的权限最低,只能实时监控。登录之后的操作员拥有自己的访问级别($AccessLevel),决定了他对操作站软件的操作权限。比如,某些重要参数(如PID参数)的修改只能让仪表工级以上级别的人($AccessLevel>6000)操作,则可在按钮动画链接的Miscellaneous\Disable(on)属性的条件表达式中写上$AccessLevel<6000。这样,没有登录或访问级别不够的人就无法触发此按钮了。
  
5.方案总结
以上是本系统操作站软件设计的基本框架,可以看出,通过与InTouch相结合,软件不仅在设计和实现上非常简单,而且在功能上也十分强大,同时又具有较高的性能和稳定性。并且,对软件的维护和升级也比较方便。改造于2000年12月21日完工,交付工艺使用,使用至今,从整体布局,系统配置,操作性能,操作人员均反映非常好,系统运行也很正常,改造取得圆满成功。
  
参考文献
1、中国石油化工总公司DCS应用资料汇编 1991年10月 中国石油化工总公司自动化科技情报站
2、袁鹏飞,SQL Server7.0数据库系统管理与应用开发,北京:人民邮电出版社,1999年5月
3、InTouch 7.0 Basic ,Training Manual,Wonderware Corporation,Revision A,Part Number 05-3004,February,1998
4、中石化动庭氮肥厂水汽脱盐自控系统技术文档 深圳市海正实业有限公司 2000年12月
广东东莞市粤祥水处理设备公司,In,nT,To,ou,uc,ch,h在,在水,水处,处理,理系,系统,统中,中的,的应,水处理论文及专业知识 InTouch在水处理系统中的应用摘要:本文介绍了Wonderware公司的产品InTouch7.0在水处理系统中的应用。关键词:PLC,InTouch,水处理1.前言根据巴陵股份技字(2000)22号文,于2000年9月成立改造组对尿素产品部水处理PLC控制系统进行改造。通过去兄
 
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