1、系統(tǒng)簡介
《動力工段自控系統(tǒng)改造》項目是對南纖公司原有動力工段的自控系統(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。
原動力工段包括：化水車間、冷凍空壓車間（簡稱動力車間）、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 和兩臺全點的INTOUCH 操作站實現(xiàn)監(jiān)控，泵房車間也已采用了一套SIEMENS TI545 PLC 和兩臺256 點的INTOUCH 操作站實現(xiàn)監(jiān)控，動力車間除5 臺壓縮空氣干燥器采用GE 90-30PLC 控制外其余設(shè)備的監(jiān)控均用盤裝儀表實現(xiàn)。原動力工段系統(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。將原有的兩臺全點INTOUCH 和一臺256 點INTOUCH 移入新設(shè)的集中控制室，實現(xiàn)三個車間的集中監(jiān)控，在化水車間設(shè)一臺256 點INTOUCH 操作站，供現(xiàn)場巡回檢查時使用。
同時系統(tǒng)通過一臺新設(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)和報表。
圖2 改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2、系統(tǒng)功能及特點
2.1 冗余的總線及操作站
系統(tǒng)包含2 臺全點的INTOUCH（SERVER1、SERVER2）和2 臺256 點的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)程變量訪問某臺全點INTOUCH 上的數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)控。通常CLIENT1、CLIENT2只與SERVER1、SERVE2 中的一臺通訊，當(dāng)發(fā)生通訊故障時會自動嘗試與另一臺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，工程師可以手動切換CLIENT 與SERVER 的連接。
2.2 “瘦”操作站模式
256 點的CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量訪問全點的SERVER 從而訪問PLC，這樣CLIENT的變量配置不超過256點。同時系統(tǒng)運用了“分布式報警”和“分布式歷史趨勢”等功能，所有的報警記錄及歷史趨勢都存儲在全點的SERVER上，CLIENT上顯示的報警和歷史趨勢是從SERVER上獲得的?？梢哉f，SERVER充當(dāng)了INTOUCH服務(wù)器而CLIENT是一個INTOUCH 客戶端，只需較低的配置即可。當(dāng)切換SERVER時，“分布式報警”和“分布式歷史趨勢”也跟著自動切換。
（1） “分布式報警”的設(shè)置
在INTOUCH 組態(tài)中需用“分布式報警”控件，在控件的報警查詢欄中輸入“\\SERVER1\INTOUCH!DONGLI”，SERVER1 為缺省連接的計算機(jī)名，DONGLI 表示INTOUCH 中的DONGLI 報警組（報警組包括DONGLI、HS）。在SERVER 的計算機(jī)屬性需選中“本機(jī)將提供報警”；而在CLIENT 的計算機(jī)屬性中需選中“本機(jī)將顯示報警”。運行時CLIENT 將通過函數(shù)切換與SERVER 的連接。
為了統(tǒng)一報警設(shè)置，我們將報警做在PLC 的報警模塊中通過對PLC 變量“AHA（報警上限）、AHHA（報警上上限）、ALA（報警下限）、ALLA（報警下下限）、APV（報警過程值）、AVF（報警狀態(tài)字）”的讀寫來判斷和設(shè)置報警。有報警發(fā)生時，只有SERVER 會將報警信息寫入報警記錄，SERVER2 在寫報警信息前先判斷SERVER1是否在運行，以免重復(fù)寫入。
（2） “分布式歷史趨勢”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，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，所以不占點數(shù)。（SERVER：TAGNAME）
（4） 自動切換功能
CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量觀察SERVER 上的$Second 變量，若它在在一段時間內(nèi)無變化則表明與SERVER 的連接出現(xiàn)問題，這時可通過SetAccessName 函數(shù)將CLIENT 上的遠(yuǎn)程變量切換到另一臺SERVER 上。
2.3 公用的操作窗口
系統(tǒng)中對于具有相同操作接口設(shè)備使用了公用的操作窗口，而不是對應(yīng)每個設(shè)備都創(chuàng)建一個操作窗口，這樣大大減少了窗口的數(shù)量。實現(xiàn)它需要用到間接變量，可以將間接變量看作一個指針，當(dāng)對某個設(shè)備操作時，利用間接變量指向操作變量，這樣，對間接變量的賦值就會作用到操作變量上，操作變量的變化也會反應(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）”、“STOP-3#GLB（停止）”、“RL-3#GLB（反饋）”、“AUTO-3#GLB（自動）”、“REPAIR-3#GLB（檢修）”點擊過濾泵時執(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間接變量賦值即可。例如在“啟動”按鈕的動作屬性中寫到：
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" );
ENDIF;
ENDIF;
因為設(shè)備的啟停一般有兩種：1.啟動與停止是一個輸出；2.啟動與停止是兩個輸出。為一個輸出時我們將輸出變量的COMMENT 屬性寫為“XXX 啟動XXX 停止”這樣，在寫操作記錄時需取COMMENT 的左一半或右一半；若為兩個輸出時，變量的COMMENT 將為“XXX 啟動”或“XXX 停止”，寫記錄時取對應(yīng)變量的COMMENT即可。
CLIENT 的情況比較特殊，因為CLIENT 需用間接變量指向遠(yuǎn)程變量，而遠(yuǎn)程變量的COMMENT 無法賦給間接變量的COMMENT，所以為了在公用窗口中獲得遠(yuǎn)程變量的COMMENT 我們只能利用間接變量的NAME（即遠(yuǎn)程變量的NAME）在數(shù)據(jù)庫中查找到COMMENT，再寫操作記錄。語句如下：（寫記錄的操作參見“數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用”。）
IF DL_START.Name<>"NULL" AND DL_STOP.Name<>"NULL" THEN
DL_START=1;
DL_STOP=0;
Record=StringRight( DL_START.Name ,StringLen( DL_START.Name )-7 );
SQLSelect( ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"’"+Record + "’" , "" ); //查找COMMENT
SQLFirst( ConnectionId );
Record=StringTrim( COM, 3 );
SQLEnd( ConnectionId );
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ); //寫操作紀(jì)錄
ELSE
IF DL_START.Name=="NULL" THEN
DL_STOP=0;
Record=StringRight( DL_STOP.Name ,StringLen( DL_STOP.Name )-7 );
SQLSelect( ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"’"+Record + "’" , "" );
SQLFirst( ConnectionId );
Record=StringTrim( COM, 3 );
Record=StringLeft( Record, StringLen( Record )/2 );
SQLEnd( ConnectionId );
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" );
ELSE
DL_START=1;
Record=StringRight( DL_START.Name ,StringLen( DL_START.Name )-7 );
SQLSelect( ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"’"+Record + "’" , "" );
SQLFirst( ConnectionId );
Record=StringTrim( COM, 3 );
Record=StringLeft( Record, StringLen( Record )/2 );
SQLEnd( ConnectionId );
SQLInsert( ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" );
ENDIF;
ENDIF;
2.4 數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用
系統(tǒng)中的IBM 服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲和發(fā)布的服務(wù)器，安裝了SQL SERVER 2000，系統(tǒng)的報警歷史記錄和操作記錄以及設(shè)備檔案都存放在名為“DL” 的數(shù)據(jù)庫中。
（1） ODBC的連接
INTOUCH 通過ODBC 訪問SQL SERVER，在ODBC 中建立名為“DL”的用戶DSN，在INTOUCH 中用語句：
SQLConnect( ConnectionId, "DSN=DL")；
建立連接，若連接成功則ConnectionId > 0 。在執(zhí)行每一條SQL 語句時都會有一個返回值，若返回值為0 則表示執(zhí)行成功，否則表示與數(shù)據(jù)庫連接不正常，需重新建立連接。為了時刻檢測與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接情況，在應(yīng)用程序腳本中每5 秒鐘執(zhí)行一條查詢語句：
IF ResultCode = = 0 THEN
ResultCode = SQLSelect( ConnectionId , "SYSUSERS" ,"SYSUSERS","UID=0", "" )；
ENDIF；
同時在條件腳本中判斷ResultCode （即返回值
