Intouch軟件在寶鋼三熱軋中的應(yīng)用
寶鋼分公司1880熱軋HMI是采用Wonderware公司Intouch 9.5軟件實(shí)現(xiàn)的。InTouch HMI使操作人員可以實(shí)時察看和控制軋鋼生產(chǎn)過程；同時，它為工程師提供了一個易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立、測試和部署強(qiáng)大的自動化應(yīng)用，來連接和傳遞實(shí)時信息。這是一種開放的、可擴(kuò)展的人機(jī)界面，可以實(shí)現(xiàn)操作人員對設(shè)備進(jìn)行設(shè)定、操作和狀態(tài)監(jiān)視。
1880熱軋HMI的主要功能包括：生產(chǎn)過程畫面顯示；操作信息的輸入，包括狀態(tài)設(shè)定、參數(shù)輸入、手動操作設(shè)備等；分組報警功能，按照系統(tǒng)和用戶、故障優(yōu)先級以及故障類型設(shè)置分組設(shè)置報警項(xiàng)目，可以分類查詢；系統(tǒng)診斷，通過系統(tǒng)報警畫面進(jìn)入系統(tǒng)診斷畫面，迅速查詢系統(tǒng)故障點(diǎn)，診斷內(nèi)容包括HMI、S3、RIO及傳動設(shè)備等。
寶鋼1880mm三熱軋主軋線控制系統(tǒng)中過程監(jiān)控軟件采用了Wonderware公司Intouch 9.5軟件，可以達(dá)到需要的控制要求和目的。
2. InTouch簡介
InTouch HMI以其易用性、面向?qū)ο蟮目删幊虉D形、強(qiáng)大的通訊連接性能以及靈活的架構(gòu)，在競爭中保持世界領(lǐng)先的地位。可以快速而且功能強(qiáng)大地創(chuàng)建和更改應(yīng)用程序。
InTouch 軟件可以部署在獨(dú)立的設(shè)備、分布式的服務(wù)器/ 客戶機(jī)體系結(jié)構(gòu)、Industrial Application Sever上的應(yīng)用，也可以作為終端服務(wù)的瘦客戶端應(yīng)用。同時，InTouch軟件也是得到微軟公司的“Desiged for Windows XP” 認(rèn)證的第一個HMI產(chǎn)品。它還可以創(chuàng)建圖形顯示，這些圖形可以從工作站、PDAs、瀏覽器和最新的Wonderware Industrial Tablets以及觸摸式平板電腦進(jìn)行查看。
3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
寶鋼1880mm三熱軋PLC系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示：
圖1：PLC系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖1：PLC系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
從圖中可以看出，系統(tǒng)分為三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，控制器和HMI間采用標(biāo)準(zhǔn)的分布式客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，控制器與I/O設(shè)備采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證了系統(tǒng)可靠與安全。
第一級為現(xiàn)場設(shè)備級。主要包括主軋線的各種電磁閥﹑比例閥等，以及壓力﹑溫度﹑速度﹑位置的檢測裝置，操作臺，操作箱，馬達(dá)等等。與這些現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)的各種檢測或控制信號，以不同形式接至TMEIC PLC系統(tǒng)的V3000系列的各種AI﹑AO﹑DI或DO板卡。這些板卡都帶有通道隔離功能，安全可靠，可有效得保護(hù)板卡。
第二級為控制處理級。主要包括TMEIC PLC系統(tǒng)的V3000系列的S3中央控制器﹑TC-Net板卡TN721﹑V3000系列I/O板卡和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)等。
第三級為監(jiān)控管理級。主要由工程師站﹑HMI和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成。工程師站負(fù)責(zé)系統(tǒng)組態(tài)及日常維護(hù)。在HMI中采用Intouch軟件進(jìn)行集中監(jiān)視、控制、報警、趨勢分析、信息管理和報表打印等功能。
4. InTouch所實(shí)現(xiàn)的主要功能
主要功能有全系統(tǒng)工藝流程和數(shù)據(jù)顯示、集中操作設(shè)定、處理報警、實(shí)時值和設(shè)定值記錄趨勢存儲、各段的運(yùn)行狀態(tài)及各種工藝參數(shù)實(shí)時值和設(shè)定值的比較等。
1） 生產(chǎn)過程畫面顯示，各種設(shè)備狀態(tài)的顯示；
2） 操作信息的輸入，包括狀態(tài)設(shè)定、參數(shù)輸入、手動操作設(shè)備等；
3） 分組報警功能，按照系統(tǒng)和用戶、故障優(yōu)先級高低以及故障類型設(shè)置分組設(shè)置報警項(xiàng)目，可以分類查詢歷史報警信息；
4） 系統(tǒng)診斷，通過系統(tǒng)報警畫面進(jìn)入系統(tǒng)診斷畫面，迅速查詢系統(tǒng)故障點(diǎn)，包括報警時間，報警類型，報警優(yōu)先級，報警點(diǎn)名字，報警值，特別對于報警有三種優(yōu)先級：高，中，低。診斷內(nèi)容包括HMI、S3、RIO及傳動設(shè)備；
5） 系統(tǒng)維護(hù)功能，可以對操作系統(tǒng)進(jìn)行安全和基本配置的設(shè)置，能記錄進(jìn)入系統(tǒng)的操作員信息；
6） 時間校對功能，通過HMI對Ethernet網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行時間校對，包括HMI、S3以及傳動設(shè)備；
7） 可以通過鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行操作，便于操作和人工干預(yù)。
5.1 實(shí)時過程數(shù)據(jù)通訊
InTouch利用Microsoft動態(tài)數(shù)據(jù)交換 (DDE)、FastDDE 、NetDDE和Wonderware SuiteLink協(xié)議來與其它Windows程序、Wonderware I/O服務(wù)器及第三方I/O服務(wù)器程序與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行通訊。Wonderware SuiteLink使用基于TCP/IP的協(xié)議。SuiteLink專門設(shè)計用于滿足象數(shù)據(jù)完整性、高吞吐量以及方便診斷的鋼鐵工業(yè)和軋鋼工藝的需要。Microsoft Windows NT 和 Windows XP均支持這種通訊標(biāo)準(zhǔn)。它具有下列特點(diǎn)：
 數(shù)值時間質(zhì)量 (VTQ)在所有傳送給識別VTQ的客戶機(jī)的數(shù)據(jù)值上均會插入一個時間標(biāo)簽和質(zhì)量指示器。
 對數(shù)據(jù)吞吐量、服務(wù)器加載、計算機(jī)資源消耗以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膹V泛診斷可以通過Microsoft Windows XP操作系統(tǒng)性能監(jiān)視器來實(shí)現(xiàn)。這個特點(diǎn)對于規(guī)劃和維護(hù)分布式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。
 應(yīng)用程序之間可維持一致的高數(shù)據(jù)容量，而不管這些應(yīng)用程序是位于單一節(jié)點(diǎn)上還是分布在多個節(jié)點(diǎn)上。
圖2：HMI的實(shí)時數(shù)據(jù)傳送
在HMI畫面上，當(dāng)按下MANUAL命令后，該按鈕閃爍，該命令通過DZHsvr I/O server從HMI發(fā)送給S3，按下EXE按鈕，再次通過DZHsvr I/O server將EXE信號送給S3。只有當(dāng)這兩個信號相同為1時，該MANUAL命令才能被執(zhí)行。S3收到HMI的執(zhí)行命令后，應(yīng)用程序執(zhí)行所收到的命令，并將結(jié)果通過VMcast返回給HMI。這樣在HMI畫面上就能顯示S3所執(zhí)行的結(jié)果了。
DZHsvr的設(shè)置
首先打開DZHsvr，選擇菜單的setup/logical port setup/new。會彈出如下的畫面，在logical port name處填入名稱S3_n。IP Address是S3板卡所在基板的EN721板卡的IP地址。PLC No是S3的端口號，在S3的參數(shù)里面設(shè)置。
然后打開topic setup/new，會彈出如下的菜單。Topic name自己設(shè)定，logical name選擇在上面設(shè)定的名稱，選擇polling模式，下面就是各種傳輸時間的設(shè)置。
打開DDE server parameter setup，填入相關(guān)的參數(shù)
VMcast的設(shè)定
打開VMcat軟件setup/topic setup/new，顯示下面的畫面，在名稱框里填入名稱TmBn，m是S3號，n是數(shù)據(jù)塊數(shù)。因?yàn)檫@里只使用該軟件用作S3到HMI的通訊，選擇Read，PLC Number的具體值在要讀取數(shù)據(jù)的S3的傳輸模塊F_2453_USD的輸入端PLC上定義，Block Number是S3的第幾個傳輸數(shù)據(jù)塊。
設(shè)定完上面的后，再打開server parameter的設(shè)置：
1． number of this PC，是本機(jī)的索引號。
2． 選擇Multicast，設(shè)置receive address，這里為255.254.0.1，send address不使用。
3． Reading port，讀取數(shù)據(jù)的端口，這里為3004。
5.2 PLC軟件功能實(shí)現(xiàn)
從HMI到S3的通訊，需要設(shè)定S3的參數(shù)。與此有關(guān)的總共有兩個， Computer Link1 Ethernet slotNo，是該S3所在基板的以太網(wǎng)卡槽號； Computer Link1 UDP PortNo，是S3接受數(shù)據(jù)的端口號。
從S3到HMI的通訊，這里要用到一個專門的功能模塊，就是F2453_USD。
使用到的端口的說明
說明：PKT是第幾個包，SSC是幾個掃描周期傳送一次，PHS是在第幾個掃描周期傳送。
這樣就完成了HMI到S3通訊的設(shè)置工作，只要在軟件上將相關(guān)地址對應(yīng)上，就可以進(jìn)行HMI和S3的通訊了。
5.3 圖形界面應(yīng)用程序
InTouch最重要的功能是為用戶提供了可視化的窗口進(jìn)行過程信息處理，包括采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、報警、標(biāo)記名、趨勢報警和變量狀態(tài)等。
圖形應(yīng)用程序的核心是標(biāo)記名字典（運(yùn)行時數(shù)據(jù)庫）。為了直接顯示數(shù)據(jù)，圖形應(yīng)用程序提供了多樣性的鏈接方式，鏈接可以有多種格式及配置的靈活選擇，對系統(tǒng)或過程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。操作人員使用鏈接也能向數(shù)據(jù)庫寫數(shù)據(jù)。
在InTouch中Window Maker提供了一個方便的集成開發(fā)環(huán)境。類似于Windows瀏覽器風(fēng)格的系統(tǒng)樹方便了工程的管理。它同樣也包含Window Maker和Window Viewer、使用Window Maker窗口、編輯和排列圖形對象、ActiveX控件、開發(fā)向?qū)АＬ赜械拇翱谙驅(qū)?、分布式報警向?qū)А②厔菹驅(qū)У葟?qiáng)大的圖形工具方便了系統(tǒng)開發(fā)。
報警查看器控件是一個ActiveX 控件，它同時提供摘要報警信息和歷史報警信息。 它的外觀和風(fēng)格與數(shù)據(jù)庫查看器控件很相似，支持快速配置并能夠保證易用性。報警查看器支持操作員按照運(yùn)行時的重要優(yōu)先級對報警消息進(jìn)行排序。對話框和易于使用的向?qū)箞缶渲煤苋菀讓?shí)現(xiàn)。InTouch 用戶對系統(tǒng)中的當(dāng)前報警和歷史報警信息的檢索具有完全控制能力。
InTouch利用Microsoft動態(tài)數(shù)據(jù)交換 (DDE)、FastDDE 、NetDDE 和Wonderware SuiteLink 協(xié)議來與其它Windows程序、Wonderware I/O服務(wù)器及第三方I/O服務(wù)器程序與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行通訊。
圖5：傳動主系統(tǒng)圖
圖5：傳動主系統(tǒng)圖
Intouch軟件還提供完善的安全管理功能。從而開發(fā)人員可以限制不希望的信息訪問。密碼可以被加密，從而可以降低在客戶端和服務(wù)器計算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)攔截的機(jī)會。另外，還可以使用鍵盤和鼠標(biāo)，新的先進(jìn)的鼠標(biāo)控制可以使用戶針對不同的鼠標(biāo)點(diǎn)擊選項(xiàng)添加功能。
6. Intouch軟件在寶鋼三熱軋中的應(yīng)用
利用Intouch工具開發(fā)的HMI監(jiān)控軟件，在寶鋼1880mm三熱軋主軋線控制系統(tǒng)的測試和使用中，不僅開發(fā)方便，而且維護(hù)方便。結(jié)合VB技術(shù)和ActiveX技術(shù)設(shè)計出的監(jiān)控系統(tǒng)既符合生產(chǎn)工藝,又具有生動直觀的畫面，促進(jìn)了生產(chǎn)的順利進(jìn)行和軋線自動化水平的提高。
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