摘要：在對某焦化廠化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及需求進行分析的基礎上,設計了基于力控組態(tài)軟件和CAN總線技術的監(jiān)控系統(tǒng)方案并進行了工程實施。運行結果表明：該系統(tǒng)可靠、先進、經(jīng)濟。

1. 引言
        監(jiān)控組態(tài)軟件是計算機技術和監(jiān)控技術發(fā)展的產(chǎn)物?！敖M態(tài)”的概念是伴隨著集散控制系統(tǒng)（distributed control system）的出現(xiàn)才被廣大的生產(chǎn)自動化技術人員所熟知的。 監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方法靈活，功能強大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，人機接口是其主要內(nèi)含。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、開放數(shù)據(jù)接口對I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。組態(tài)軟件的主要目的是使使用者在生成適合自己需要的應用系統(tǒng)時不需要修改軟件的源代碼，大大縮短了軟件開發(fā)時間，降低開發(fā)成本，而且功能強大，運行可靠。
      現(xiàn)場總線是一種特殊的網(wǎng)絡技術。根據(jù)IEC1158定義，現(xiàn)場總線是“安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設備、儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置、系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通訊網(wǎng)絡”。同其它網(wǎng)絡一樣，現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡系統(tǒng)也具備OSI的若干層協(xié)議，從這個意義上講，它與普通的網(wǎng)絡系統(tǒng)具有相同的屬性；但現(xiàn)場總線時針對工業(yè)現(xiàn)場而開發(fā)的網(wǎng)絡，因而在工業(yè)現(xiàn)場中具有其他網(wǎng)絡無法比擬的優(yōu)點。

2.總體方案設計
2.1 用戶需求
      為生產(chǎn)控制人員提供實時數(shù)據(jù)，在控制室能夠直觀的觀察到各種儀表的技術數(shù)據(jù)、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)數(shù)據(jù)可在控制室進行監(jiān)視、處理存儲、打印、越限報警；監(jiān)控計算機軟件要求圖形人機界面。
2.2 總線選擇
     CAN總線是由德國Bosch公司推出，并已被ISO國際標準組織定為國際標準。它得到了如Motorola、Intel、Philip、Siemens、NEC等大公司的支持，并已被廣泛應用。CAN總線也是最早進入我國的現(xiàn)場總線之一，其應用技術和相關產(chǎn)品都已進入成熟階段。當通信速率為5kb/s時，無需中繼器，傳輸距離可達10km，完全滿足我們在廠區(qū)的布線要求。其傳輸介質(zhì)為雙絞線?？蓲旖釉O備數(shù)最多為110個，滿足廠區(qū)采集點數(shù)要求。
2.3組態(tài)軟件選擇
     根據(jù)客戶要求，人機界面要友好，軟件功能要強大，以利于后繼再開發(fā)，我們選了力控軟件集控制技術、人機界面技術、圖形技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術于一體，包括動態(tài)顯示、報警、趨勢、控制策略、控制網(wǎng)絡通信等組件。提供了一個友好的用戶界面，使用戶在不需要編寫大量代碼的情況下便可以生成自己需要的應用軟件。

3.系統(tǒng)結構
     工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)由RSM模塊、屏蔽雙絞線、兩臺上位機、兩臺打印機組成。正常工作時兩臺主上位機獨立工作，兩臺打印機分別連接這兩臺上位機。當一臺主機發(fā)生異常時，則從另一臺讀取數(shù)據(jù)。而發(fā)生異常的主機重新啟動后，從另一臺主機拷貝數(shù)據(jù)，使歷史數(shù)據(jù)得以完整。

4.軟件設計
4.1界面設計
      力控提供了強大的人機圖形編輯功能，有自帶的素材庫，還有較多范例。我們既用了它的素材庫中的圖形元件，也用了范例中的圖形元件，設計了具有立體感的界面。使用戶點擊時彈出相應的第二級畫面。第二級畫面包含管道的連接圖以及管道上面的模擬的傳感元件，在模擬的傳感元件上有銘牌，利用了力控的數(shù)據(jù)鏈接控件，可以在銘牌上實時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)。 同時，當用戶點擊銘牌時，彈出此采集點的實時曲線畫面，控制人員可以監(jiān)視此曲線的變化。實時曲線畫面包括一個多筆曲線、三個歷史曲線查看按鈕、一個歷史報表按鈕以及一個返回按鈕。三個歷史曲線按鈕是：20分鐘、8小時、24小時曲線。力控提供了用EXCEL輸出報表的功能，可以進行報表輸出工作。
44.2數(shù)據(jù)庫的設計
     力控得到數(shù)據(jù)的過程是這樣的，先由O/I驅(qū)動器從I/O中讀入數(shù)據(jù)并將其傳送到驅(qū)動器映象表（DIT）的指定地址；然后掃描、報警和控制程序(SAC)從DIT讀入數(shù)據(jù)，進行處理并把它傳給過程數(shù)據(jù)庫；內(nèi)部數(shù)據(jù)庫訪問功能從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并把它傳遞給要取數(shù)據(jù)的應用軟件。所以，數(shù)據(jù)庫是FIX的核心。畫面編輯、報警、曲線顯示等等功能都要依靠數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設計的好壞也直接關系到各個部分功能的實現(xiàn)。
4.3歷史趨勢顯示
      力控是通過歷史定義、歷史采集和歷史顯示三個獨立的程序來完成歷史趨勢顯示功能的。在做系統(tǒng)設計時，先在歷史定義里定義好所有需要歷史記錄的采集點；然后使歷史采集程序在系統(tǒng)運行時始終運行并將采集來的數(shù)據(jù)存儲在硬盤上；最后，在用戶需要觀察采集量歷史時在歷史顯示程序中使用相應的畫筆將數(shù)據(jù)以圖形形式顯示在界面上。
4.4數(shù)據(jù)備份
  力控提供了歷史數(shù)據(jù)備份的功能，可以根據(jù)用戶的定義靈活方便地按照規(guī)定的要求將數(shù)據(jù)存儲。要使用力控的歷史數(shù)據(jù)，必須要先讓力控采集現(xiàn)場的量并存儲于硬盤上并通過自己的DDE服務器將歷史數(shù)據(jù)共享給DDE客戶程序，本系統(tǒng)采用了EXCEL作為DDE客戶程序。

5.結束語
     在該焦化廠化工產(chǎn)品的生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，CAN總線技術和力控組態(tài)軟件得到完美結合，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，操作簡單方便，深受用戶的歡迎，因而該方案具有實用推廣價值。