西門子模塊6ES7355-2CH00-0AE0詳細說明

1  引言
目前，隨著計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動化水平的提高和發(fā)展，先進的生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)及辦公自動化信息管理系統(tǒng)已作為現(xiàn)代企業(yè)必不可缺的經(jīng)營和管理手段，對于提高企業(yè)的工作效率和管理水平，發(fā)揮著越來越重要的作用。目前監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是突破傳統(tǒng)的、孤立的、封閉式的系統(tǒng)模式，達到完全開放式的、高可靠性和直面對象的實時多任務(wù)信息監(jiān)控管理系統(tǒng)。

2  項目簡介
石家莊市引崗黃水庫水供水二期工程是日供水量10萬噸的小型給水泵站，占地約45畝，主要構(gòu)筑物有配水泵房、加氯間、10/0.4kV變配電站、清水池、綜合樓及附屬構(gòu)筑物等。早在2000年項目建設(shè)之初，我們就充分認識到了控制系統(tǒng)的實時性及開放性的重要所在。小型工業(yè)以太網(wǎng)在當時國內(nèi)還比較少見，但經(jīng)過多方調(diào)研及比較，最終確定選用澳大利亞MITS a unit of LOGICA公司的SMS監(jiān)控系統(tǒng)。
MITS公司的站級監(jiān)控系統(tǒng)SMS是專門為泵站和變電站設(shè)計的實時多任務(wù)小型工業(yè)以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，具有實時、分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。同時采用了“容錯”技術(shù), 保系統(tǒng)高可靠性。相對于傳統(tǒng)的“主/從”備份型式, 它采用雙機互為熱備份的技術(shù)，不僅保了系統(tǒng)的高可靠性, 同時系統(tǒng)可實現(xiàn)從單、雙服務(wù)器到多服務(wù)器的規(guī)?；奶攸c, 有利于系統(tǒng)今后的擴展。

3  系統(tǒng)設(shè)計
3.1  監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成
項目網(wǎng)絡(luò)示意圖入圖1所示。該監(jiān)控系統(tǒng)為實時多任務(wù)一級監(jiān)控系統(tǒng)，配水泵房設(shè)監(jiān)控主站，它下設(shè)兩個現(xiàn)場站，其一配水泵房現(xiàn)場站負責采集、監(jiān)控變配電系統(tǒng)、泵房內(nèi)設(shè)備及部分儀表;其二加氯間現(xiàn)場站負責采集、監(jiān)控加氯系統(tǒng)、加氯間內(nèi)設(shè)備及部分儀表。配水泵房監(jiān)控主站及配水泵房現(xiàn)場站安裝于泵房控制室內(nèi)，加氯間現(xiàn)場站安裝于加氯間值班室內(nèi)。
同時生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還要通過無線網(wǎng)絡(luò)與自來水公司調(diào)度系統(tǒng)保持實時通訊。

  SMS監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖
泵站管理信息系統(tǒng)設(shè)在綜合樓內(nèi)，它通過網(wǎng)橋與實時生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)相連。
在泵站周邊還設(shè)有數(shù)個管網(wǎng)壓力測量點，它們的實時數(shù)據(jù)也要采集進泵站監(jiān)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用先進的互為熱備份10/100MB/s的雙以太網(wǎng)，符合IEEE802.3的網(wǎng)絡(luò)標準，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。SMS SA系統(tǒng)采用bbbbbbs NT中文操作系統(tǒng)，泵站信息管理系統(tǒng)也采用bbbbbbs NT。泵站信息管理系統(tǒng)通過HUB(視為同一網(wǎng)段)與SA系統(tǒng)相連。SA系統(tǒng)通過ODBC將數(shù)據(jù)傳到泵站信息管理系統(tǒng)，且不影響SA系統(tǒng)的運行速度。SMS SA服務(wù)器通過SQL將采集的數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)庫中，為泵站信息管理系統(tǒng)、公司調(diào)度系統(tǒng)等有權(quán)限的用戶提供網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)，進行諸如報表生成，數(shù)據(jù)分析等工作。
在控制中心, MITS 采用TCP/IP協(xié)議, 建立與 bbbbbbs NT主機服務(wù)器、工作站、打印機等的連接。網(wǎng)絡(luò)通訊速率可達100MB/S。使用TCP/IP的方案保證用戶的資源和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展, 從而節(jié)省額外投資。
SMS系統(tǒng)是開放、分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。包括基于bbbbbbs NT操作系統(tǒng)下的軟件。同時SMS系統(tǒng)通過標準的SQL和ODBC與用戶的管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
具備支持開放式的“Internet”連接功能，支持用戶根據(jù)安全權(quán)限，遠程訪問SMS系統(tǒng)。
在計算機硬件系統(tǒng)中，該SMS監(jiān)控系統(tǒng)的SMS SA監(jiān)控主機服務(wù)器采用高性能、高可靠性的COMPAQ奔騰III 866MHz，256M內(nèi)存，21″彩色監(jiān)視器(分辨率達到1280×1024)監(jiān)控計算機，工作站采用COMPAQ EC奔騰III 800MHz，256M內(nèi)存，21″彩色監(jiān)視器(分辨率達到1280×1024)計算機。其中監(jiān)控主機服務(wù)器與工作站互為冗余熱備方式，每臺設(shè)備均可百分之百的承擔系統(tǒng)全部任務(wù)，當其中一臺計算機發(fā)生故障時，另一臺計算機可繼續(xù)工作，使整個系統(tǒng)具有極高的可靠性和擴展性。
報警與事件打印分開設(shè)置，2臺A3 EPSON LQ 1900K打印機，分別用于系統(tǒng)實時報警記錄的打印和事件記錄的打印。
泵房現(xiàn)場站及加氯間現(xiàn)場站均選用MD1000 RTU/C控制器。完成現(xiàn)場采集和監(jiān)控功能，并能把現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和狀態(tài)量通過SMS SA通信鏈路傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，而監(jiān)控中心可以把下發(fā)命令和數(shù)據(jù)通過通信鏈路傳輸?shù)较鄳?yīng)的現(xiàn)場MD1000 RTU/C。MD1000 RTU/C具有支持雙網(wǎng)的特點，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
MD1000 RTU/C采用了標準的LAN網(wǎng)絡(luò)硬件和協(xié)議用于分布處理, 并對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化, 提供快速響應(yīng)。
同時MD1000 RTU/C是模塊化結(jié)構(gòu), 在槽內(nèi)插入不同的模塊, 即可組態(tài)不同的應(yīng)用能力。它提供了比其它的傳統(tǒng)性PLC更強的控制和通信功能，可支持DNP3.0, MODBUS等通用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，可與多種RTU和PLC之間進行通信。這樣就滿足了工程中許多電氣設(shè)備的通訊要求。例如:直流屏的通信協(xié)議為DNP3.0、變頻器及加氯機的通信協(xié)議為MODBUS。
最主要的是當監(jiān)控計算機及雙冗余以太網(wǎng)同時發(fā)生故障，即泵站監(jiān)控中心及GUI癱瘓時，MD1000 RTU/C仍然可以正常工作，不影響企業(yè)生產(chǎn)，這一點極大地滿足了供水行業(yè)生產(chǎn)的特殊性。使整個供水系統(tǒng)真正成為穩(wěn)定的、高可靠性的、安全的系統(tǒng)。
系統(tǒng)增加的測壓點RTU采用MITS MD3311RTU/C，將采集的本地數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

 3.2  通信系統(tǒng)構(gòu)成
泵站通信系統(tǒng)設(shè)計原則為:按無線信道為主，有線信道為輔，故障狀態(tài)下互為備用來考慮。
MITS MD1000 RTU/C提供遵循工業(yè)標準通訊接口, 如RS-232, RS-485, IEEE802.3 Ethernet(以太網(wǎng))和IEEE802.4(令牌總線)接口。這允許MITS MD1000 RTU/C可以支持無線, 租用線, PSTN, 微波和衛(wèi)星等通訊接口。并兼有通訊服務(wù)器的功能。
首先在泵站內(nèi)設(shè)微波通訊塔，與公司調(diào)度之間采用微波通訊，此外向當?shù)仉娦啪稚暾圖DN專線作為與公司調(diào)度之間的備用通信信道。
自來水公司原有調(diào)度系統(tǒng)選用的是摩托羅拉設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)MCPM協(xié)議轉(zhuǎn)換RTU，將MODBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換為MDLC協(xié)議以便與公司調(diào)度系統(tǒng)通訊。達到兩期系統(tǒng)的完整性。使泵站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時地傳送到公司調(diào)度系統(tǒng)。
DDN專線的傳輸帶寬為64k，這一速率完全可以滿足泵站監(jiān)控系統(tǒng)的需要，當然可以申請更高速率的專線，但性能價格比差。
臺無線數(shù)傳電臺與一期公司調(diào)度系統(tǒng)及新增測壓點構(gòu)成無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
在MITS SMS GUI服務(wù)器里安裝MITS ODBC軟件,以將SA系統(tǒng)與泵站信息管理系統(tǒng)連接,達到SA系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的完美結(jié)合。
MITS能夠建立在基于TCP/IP上的網(wǎng)絡(luò)能力, 來提供對于如bbbnet, SLIP和CSLIP的支持。這些協(xié)議提供給用戶從遠方來訪問RTU的能力, 以及獲得I/O點的實時信息和通信鏈路信息。通過使用二相密碼確認機制，可減小非法訪問進入系統(tǒng)。

4  軟件開發(fā)
軟件建立于bbbbbbS NT之上，利用與RTU設(shè)備相配套的SA平臺軟件，在泵房監(jiān)控站編制數(shù)據(jù)軟件，進行實時和歷史數(shù)據(jù)的處理，進而編制實時工況畫面，趨勢畫面，報警畫面等軟件。掛網(wǎng)設(shè)備做到實時通信，資源共享。
SMS系統(tǒng)同時也具有一個先進的圖形用戶界面(GUI), 允許用戶訪問全部SMS SA功能數(shù)據(jù)。GUI提供給用戶一個非常強大的, 方便易用的組態(tài)設(shè)計工具，GUI具有X-bbbbbbs窗口式界面。GUI提供給用戶一個圖形符號庫, 這樣用戶可以非常方便地選擇和進行網(wǎng)絡(luò)連接的編輯。
MITS所提供的SMS系統(tǒng), 具有全監(jiān)控功能和用戶化自動控制功能。MITS同時提供給用戶全功能的軟件模塊和工具, 使用戶能夠維護和提高這個控制系統(tǒng), 以及實現(xiàn)應(yīng)用。MITS將提供給用戶綜合的技術(shù)培訓(xùn), 使用戶具有應(yīng)用開發(fā)能力。

1  引言
    管道化溶出裝置是從原西德引進的一套鋁冶煉世界先進技術(shù)之一，它具有能耗低、產(chǎn)量高、工藝簡單的特點。管道化溶出裝置就是將原礦漿通過熔鹽加熱后(365℃)形成偏鋁酸鈉的溶液，再經(jīng)過沉降、過濾，分解培燒后生產(chǎn)出合格氧化鋁。在整個工藝過程中對建立熱平衡是關(guān)鍵，對壓力、溫度、液位以及熔鹽爐的自動控制技術(shù)要求較高。它影響整個工藝產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因此對其系統(tǒng)進行全面分析和改造十分重要。

2  系統(tǒng)存在的問題分析
    根據(jù)系統(tǒng)長期發(fā)生的故障分析，控制系統(tǒng)主要存在以下幾個方面的問題。
2.1  熔鹽爐的自動控制
    熔鹽爐有十幾個聯(lián)鎖控制點，經(jīng)常出現(xiàn)點不著爐的問題，風量不足、點火困難、補油通過量少、粘度大、蒸汽比例調(diào)節(jié)閥失控，上內(nèi)、上外、下外的溫度報警連鎖，加熱量不足。
2.2  隔膜泵的自動控制
    隔膜泵有十幾個連鎖點，任何一個連鎖點出現(xiàn)問題隔膜泵都無法啟動，P1、P2停留罐壓力誤報、連桿溫度誤報、補油量不足，減速機油量小等原因造成停車。還有計算機系統(tǒng)控制不穩(wěn)定，波動量較大。采樣點設(shè)置不合理，準確靈敏度較低。
2.3  塔架自動控制
    無法實現(xiàn)向蒸發(fā)器液位的自動控制，影響建立良好的系統(tǒng)液位，無法保證液位的控制，以致于經(jīng)常出現(xiàn)液位較高，是BWT段(泛汽加熱段)帶料,造成K系統(tǒng)含堿超高，影響到沉降系統(tǒng)的穩(wěn)定，對氧化鋁工藝生產(chǎn)穩(wěn)定帶來破壞。
針對上述問題，綜合要解決:
    (1) 液位、壓力、流量、密度的監(jiān)控問題;
    (2) 母液、礦漿泵等的速度控制控制問題;
    (3) 進出口料漿溫度、冷卻水溫度、進出口熔鹽溫度、停留罐料漿溫度、出口乏汽溫度等的精確監(jiān)控。

3  自控系統(tǒng)改造方案 
    按照工藝要求的條件，確定信號采樣點，將信號傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)。通過執(zhí)行達到控制對新的要求。通過對整個系統(tǒng)的綜合分析，把系統(tǒng)分為三大部分，即:
    (1) 主控室，安裝四臺操作站，一臺PLC主站，一個從站，主要對風機、泵類變頻器的控制和監(jiān)控，此部份共有:AI:30點，AO:13點，D1:105點，DO:36點;
    (2) 塔架部份，此部份建立三個PLC分站，主要完成，各個主要工作點溫度，液位、電導(dǎo)率等及電動閥的控制。共有:AI:103點，AO:15點，D1:15點，DO:13點。
    (3) 隔膜泵部份，此部份一個PLC分站，一個隔膜泵監(jiān)控站，主要完成對隔膜泵膜片檢測、油壓、各種槽液位、密度、壓力、軸承溫度等的監(jiān)控，共有:AI:63點，D1:18點，DO:2點。
根據(jù)管道化溶出對控制要求的高安全性和可靠性特點，經(jīng)全面研究和論證，系統(tǒng)采用美國AB公司最新的Controllogix5000 PLC以及采用通訊速度快，具有冗余的Controlnet通訊網(wǎng)絡(luò)。

需進一步開發(fā)和解決的問題包括核定各采樣點的參數(shù);模擬信號改為數(shù)字信號,確保參數(shù)的準確性;分站傳輸各種干擾信號的影響，程序控制的進一步優(yōu)化。

1 引言
山東招遠招金集團是采、選、氰、冶綜合配套的中型國家二級企業(yè)和國家金、銀冶煉加工定點企業(yè)。計算機和自動化技術(shù)在招遠礦冶過程中的應(yīng)用尤其令人矚目。其現(xiàn)有處理能力已達到易選冶精礦400噸/日，復(fù)雜精礦100噸/日。本系統(tǒng)是一個大型的車間，要采集數(shù)據(jù)的地點分布在整個廠區(qū)，而且數(shù)量也很多，在數(shù)據(jù)采集和傳輸方面需解決分布廣，數(shù)量多的問題。為了解決這個問題，在傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)上引進了現(xiàn)場總線技術(shù)，提出了基于現(xiàn)場總線PROFIBUS的DCS控制系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線技術(shù)是當今工業(yè)自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點，適用于現(xiàn)場儀表、控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多點、多站的通訊系統(tǒng)。DCS技術(shù)是計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和CRT顯示技術(shù)競相發(fā)展并緊密結(jié)合的產(chǎn)物，而通信技術(shù)在集散控制系統(tǒng)中占有重要地位。DCS是用分散的過程控制單元實現(xiàn)控制過程對象的目的，利用集中監(jiān)視和操作管理單元來達到綜息全面管理的目的。將過程控制單元(現(xiàn)場控制站)、監(jiān)視操作單元(操作單元)和系統(tǒng)管理單元(工程師站)通過通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)分散控制集中管理的目的。

2 系統(tǒng)介紹
工藝系統(tǒng)主要包括加料、磨礦、堿浸壓濾、浸出、置換、浮選前壓濾、綜合回收、浮選尾礦壓濾等幾個主要工段，最終把金、銀、銅、鉛等分離出來;尾礦渣回收，用來提取其他非金屬(硫等)。
本系統(tǒng)設(shè)有兩個中央控制室，每個控制室CPU主站選用Siemens的Simatic S7-400的CPU414-2DP，每臺CPU都有一個CP443-5通訊處理器，在正常情況下，CP443-5通訊處理器可以分擔CPU-414-2DP的通訊任務(wù)，在非正常情況下，實現(xiàn)了系統(tǒng)的軟冗余。上位機采用Simatic WinCC6.0作為上位軟件。1#控制室400PLC主站配置6個ET200M子站。2#控制室400PLC主站配置2個ET200M子站。CPU414-2DP集成MPI通訊口和Profibus-DP通訊口，各子站與400PLC主站采用Profibus-DP[5]方式相連;同時400PLC主站通過MPI接口與上位機實現(xiàn)通訊。現(xiàn)場傳感器的輸出信號由各站信號模板采集、轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號然后通過通訊模塊送到400PLC主站，400PLC主站把各站送來的數(shù)據(jù)按要求進行各種運算、處理后通過MPI網(wǎng)絡(luò)傳到服務(wù)器。客戶機務(wù)器之間通過OPC方式進行數(shù)據(jù)的傳遞。

3 OPC技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用[1]
3.1 OPC概念意義
由于計算機和工控軟硬件產(chǎn)品開發(fā)的漸進性與生命周期，今天的工控系統(tǒng)已經(jīng)形成多廠商產(chǎn)品共存的異構(gòu)環(huán)境。由于開發(fā)商的不同和設(shè)備、軟件的不同，目前的各種自動化系統(tǒng)都設(shè)計了各自專用的接口，這樣不同的開發(fā)商設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品就不能實現(xiàn)互相通信。而對集成大型自動化系統(tǒng)來說，在硬、軟件組件的選擇上受到很大的限制，不能利用現(xiàn)成的硬、軟件資源，浪費了大量的勞動卻不能保證所集成系統(tǒng)的質(zhì)量。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動化系統(tǒng)要求實現(xiàn)大范圍的信息共享及實時監(jiān)控，因而對工業(yè)控制系統(tǒng)的開放性、快速性、安全性提出了越來越高的要求。正是這種應(yīng)用需求的強烈驅(qū)使，由基金會OPC國際組織(OLE for Process Control)提出一種專門適用于工業(yè)控制過程的標準。OPC提供了訪問工業(yè)控制中的站端數(shù)據(jù)的一種通用方式。按此標準設(shè)計自動化系統(tǒng)，可使不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)通用化，使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用和無縫連接。
3.2 OPC技術(shù)原理
OPC是為了解決應(yīng)用軟件和各種設(shè)備驅(qū)動程序的通訊而產(chǎn)生的一項工業(yè)技術(shù)規(guī)范和標準。它采用客戶/服務(wù)器體系，基于Microsoft的OLE/COM和DCOM(Distributed Component bbbbbb Model)技術(shù)，為硬件廠商和軟件開發(fā)者提供了一套標準的接口。OPC規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場設(shè)備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，從而保證軟件對客戶的透明性。OPC是一種標準接口，它能被連接到I/O裝置、PLC(Prog- rammable Logic Control)、現(xiàn)場總線、組態(tài)軟件等，該技術(shù)提供一種即插即用的硬、軟件組件，用戶很容易將它們集成為完整的自動化系統(tǒng)。利用OPC技術(shù)開發(fā)標準的OPC服務(wù)器來代替過去專用的I/O設(shè)備驅(qū)動器軟件，并將各種應(yīng)用設(shè)計成OPC的客戶端，這樣在OPC客戶和OPC服務(wù)器之間就可進行通信和互操作，OPC硬件和軟件制造商就能夠在互聯(lián)問題上花費很少的時間而將大量的精力放在應(yīng)用問題上，從而減少大量的勞動。
OPC可以充當現(xiàn)場設(shè)備、和向上層的應(yīng)用程序的接口。當作為下層現(xiàn)場設(shè)備的標準接口時它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“I/O驅(qū)動器”來完成與現(xiàn)場設(shè)備的通信。當OPC服務(wù)器向上層應(yīng)用程序提供標準接口時，使上層的應(yīng)用程序能夠取到OPC服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，

(2) OPC服務(wù)器的組成
OPC服務(wù)器由3類對象組成，相當于3種層次上的接口:服務(wù)器(server)、組(group)和數(shù)據(jù)項(item)。
服務(wù)器對象包含服務(wù)器的所有信息，同時也是組對象的容器。一個服務(wù)器對應(yīng)于一個OPC Server，即一種設(shè)備的驅(qū)動程序。在一個Server中，可以有若干個組。
組對象包含本組的所有信息，同時包含并管理OPC數(shù)據(jù)項。OPC組對象為客戶提供了組織數(shù)據(jù)的一種方法。組是應(yīng)用程序組織數(shù)據(jù)的一個單位?？蛻艨蓪ζ溥M行讀寫，還可設(shè)置客戶端的數(shù)據(jù)更新速率。當服務(wù)器緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，OPC Server將向客戶發(fā)出通知，客戶得到通知后再進行必要的處理，而無需浪費大量的時間進行查詢。OPC規(guī)范定義了2種組對象:公共組(或稱全局組，public)和局部組(或稱局域組、私有組，local)。公共組由多個客戶共有，局部組只隸屬于一個OPC客戶。
數(shù)據(jù)項是讀寫數(shù)據(jù)的最小邏輯單位，一個數(shù)據(jù)項與一個具體的位號相連。數(shù)據(jù)項不能獨立于組存在，必須隸屬于某一個組。組與項的關(guān)系如圖所示。在每個組對象中，可以加入多個OPC數(shù)據(jù)項(Item)。
OPC數(shù)據(jù)項是服務(wù)器端定義的對象，通常指向設(shè)備的一個寄存器單元。OPC客戶對設(shè)備寄存器的操作都是通過其數(shù)據(jù)項來完成的。通過定義數(shù)據(jù)項，OPC規(guī)范盡可能地隱藏了設(shè)備的特殊信息，也使OPC服務(wù)器的通用性大大增強。OPC數(shù)據(jù)項并不提供對外接口，客戶不能直接對其進行操作，所有操作都是通過組對象進行的。
應(yīng)用程序作為OPC接口的Client方，硬件驅(qū)動程序作為OPC接口中的Server方。每一個OPC Client應(yīng)用程序都可以連接若干個OPC Server，每一個硬件驅(qū)動程序可以為若干個應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)。
(3) OPC的報警(alarm)和事件(event)
報警和事件處理機制增強了OPC客戶處理異常的能力。服務(wù)器在工作過程中可能出現(xiàn)異常，此時，OPC客戶可通過報警和事件處理接口得到通知，并能通過該接口獲得服務(wù)器的當前狀態(tài)。在很多場合，報警和事件的含義并不加以區(qū)分，兩者也經(jīng)常互換使用。從嚴格意義上講，兩者含義略有差別。
依據(jù)OPC規(guī)范，報警是一種異常狀態(tài)，是OPC服務(wù)器或服務(wù)器的一個對象可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)中的一種特殊情況。例如，服務(wù)器上標記為FC101的一個單元可能有如下狀態(tài):高出警戒、嚴重高出警戒、正常、低于警戒、嚴重低于警戒。除了正常狀態(tài)外，其他狀態(tài)都視為報警狀態(tài)。
事件則是一種可以到的出現(xiàn)的情況，這種情況或來自O(shè)PC客戶，或來自O(shè)PC服務(wù)器，也可能來自O(shè)PC服務(wù)器所代表的設(shè)備，通常都有一定的物理意義。事件可能與服務(wù)器或服務(wù)器的一個對象的狀態(tài)有關(guān)，也可能毫無關(guān)系。如高出警戒和正常狀態(tài)的轉(zhuǎn)換事件務(wù)器的某個對象的狀態(tài)有關(guān)，而操作設(shè)備、改變系統(tǒng)配置以及出現(xiàn)系統(tǒng)錯誤等事件和對象狀態(tài)就無任何關(guān)系。
(4) OPC的接口方式
OPC規(guī)范提供了2套接口方案，即COM接口和自動化接口。COM接口效，通過該接口，客戶能夠發(fā)揮OPC服務(wù)器的最佳性能，采用C++語言的客戶一般采用COM接口方案;自動化接口使解釋性語言和宏語言訪問OPC服務(wù)器成為可能，采用VB語言的客戶一般采用自動化接口。自動化接口使解釋性語言和宏語言編寫客戶應(yīng)用程序就很簡單，然而自動化運行時需進行類型檢查，這一點則大大犧牲了程序的運行速度。
(5) OPC的數(shù)據(jù)訪問方式
OPC服務(wù)器本身就是一個可執(zhí)行程序，該程序以設(shè)定的速率不斷地同物理設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互。服務(wù)器內(nèi)有一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其中存有最新的數(shù)據(jù)值:數(shù)據(jù)質(zhì)量戳和時間戳。時間戳表明服務(wù)器最近一次從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)的時間。服務(wù)器對設(shè)備寄存器的讀取是不斷進行的，時間戳也在不斷更新。即使數(shù)據(jù)值和質(zhì)量戳都沒有發(fā)生變化，時間戳也會進行更新。
客戶既可從服務(wù)器緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，又可直接從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，從設(shè)備直接讀取數(shù)據(jù)速度會慢一些。一般只有在故障診斷或極特殊的情況下才會采用。

4 OPC技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.1 OPC應(yīng)用設(shè)計
WinCC是西門子公司在自動化領(lǐng)域采用先進的技術(shù)與微軟公司在共同開發(fā)的居于世界領(lǐng)先地位的工控綜合軟件平臺。它集成的OPC服務(wù)器使得過程數(shù)據(jù)可由其它應(yīng)用程序(OPC客戶機)訪問。
統(tǒng)計辦公室的客戶機，通過廠區(qū)的局域網(wǎng)與服務(wù)器相連。本項目在客戶機上開發(fā)一個簡單的WinCC應(yīng)用程序，由于接下來用VB開發(fā)的應(yīng)用程序中也要求顯示監(jiān)控畫面，所以我們就沒有在該客戶機上的WinCC應(yīng)用程序中建立監(jiān)控畫面，而僅僅只是利用WinCC內(nèi)置的OPC進行數(shù)據(jù)的傳遞，把服務(wù)器上的實時數(shù)據(jù)讀到該客戶機上，方便VB應(yīng)用程序的讀取。由于通訊程序是WinCC內(nèi)部集成的，所以省去了很多編程工作，極大的推動了工程的進展。具體的操作:在WinCC Explorer窗口中，右擊Tag Management選擇Add New Driver，在彈出的對話框中選擇OPC.CHN打開，在Tag Management目錄下就會添加OPC目錄。打開OPC目錄，下面會出現(xiàn)OPC GROUPS，右擊它選擇System bbbbbeter，彈出OPC Item Managr對話框,點擊computer按鈕在彈出的對話框中輸入服務(wù)器的計算機名，完成搜索，在服務(wù)器上打開的文件夾中，選擇要讀取的變量，完成OPC連接工作

4.2 監(jiān)測評估程序基本功能
系統(tǒng)要完成三部分的監(jiān)測與管理的功能。監(jiān)測部分要完成70多個量的實時監(jiān)測與累計，并顯示出各個瞬時量的實時曲線;管理部分要完成統(tǒng)計計算，統(tǒng)計報表，成本核算，數(shù)據(jù)分析，錯誤列表，數(shù)據(jù)備份，參數(shù)設(shè)置，導(dǎo)入Excel表等幾大功能。要具備完善的數(shù)據(jù)匯總功能還要具有較完善的查詢功能及數(shù)據(jù)庫的維護功能，在此基礎(chǔ)上，進行大量數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢的設(shè)計。
系統(tǒng)完成如下功能:通過OPC客戶端程序與本機上的WinCC客戶端進行通訊，每當服務(wù)器上的數(shù)據(jù)有變化時，客戶端的WinCC上的數(shù)據(jù)也隨之發(fā)生變化，相應(yīng)的管理軟件上的數(shù)據(jù)也發(fā)生變化，從而進行實時的監(jiān)測。每四分鐘把所有的瞬時量讀入4min數(shù)據(jù)庫中，用來劃出時實曲線，每半小時把所有量(包括瞬時量和累計量)讀入半小時數(shù)據(jù)庫，通過統(tǒng)計計算生成8小時數(shù)據(jù)庫和天數(shù)據(jù)庫。之所以要生成這兩個中間數(shù)據(jù)庫，是因為要對每個班次進行考核和滿足日后的日查詢功能。生產(chǎn)車間共分為甲、乙、丙3個班次，每個班次工作8小時，所以建立了8小時數(shù)據(jù)庫;在今后的查詢功能中都是以日查詢?yōu)榛A(chǔ)的，所以又建立了24小時數(shù)據(jù)庫。通過這兩個中間數(shù)據(jù)庫，可對各個部門的數(shù)據(jù)按要求顯示報表，計算各個部門的成本或消耗，并按條件選擇進行數(shù)據(jù)計算，以供用戶對各個部門生產(chǎn)狀況進行分析比較，并可以以棒圖和餅圖兩種方式形象的顯示。在數(shù)據(jù)采集的過程中，各個監(jiān)測量越限錯誤狀態(tài)也被實時的寫入錯誤列表，并可按選擇的條件進行錯誤列表的查詢。當進入新的一年時，可執(zhí)行備份功能將不需要分析的數(shù)據(jù)備份至備份庫中。為了方便對數(shù)據(jù)進行進一步的處理分析，還可將各個部門的數(shù)據(jù)按要求與EXCEL表鏈接，生成EXCEL表格式的文件。

5 項目中的技術(shù)難點
統(tǒng)計辦公室要對各個部門進行月結(jié)考核，需要記錄車間多個指標以及數(shù)據(jù)的變化并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，同時需要計算生產(chǎn)成本并打印詳細月報表等。由于WinCC自身的很多性能特點，滿足這么多細致的要求，工作量十分大。所以考慮到在統(tǒng)計報表及訪問數(shù)據(jù)庫方面Visual Basic 6.0具有強大的數(shù)據(jù)操作功能，該系統(tǒng)采用VB6.0結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)。在通訊方面客戶機與服務(wù)器的通訊采用了服務(wù)器上的WinCC.Client與WinCC.Server上的WinCC內(nèi)部集成的OPC互相通訊的方式，而客戶機上的Visual Basic 6.0與本機上的WinCC.Client的通訊則是通過在VB中開發(fā)OPC客戶端程序?qū)崿F(xiàn)的。這樣做的目的是為了更好的利用WinCC內(nèi)部集成的OPC來進行比較復(fù)雜的通訊，只在簡單部分使用VB的OPC客戶端應(yīng)用程序。

6 結(jié)束語
本系統(tǒng)現(xiàn)已投入運行，且運行情況良好。系統(tǒng)對工藝流程和相關(guān)設(shè)備進行了改造，使重金屬的提取比例提高，使磨礦分級、浸出、污水排放等工藝指標達到較高水平，不但為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益而且減少了環(huán)境污染，同時也改善了工人的工作環(huán)境降低了工作強度。本系統(tǒng)的開放性和可擴展性也很好的適應(yīng)了車間改良的需求，可根據(jù)用戶的要求方便的鏈接多個從站，受到了用戶的好評

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