冶金电气自动化控制技术探析

冶金电气自动化控制技术探析摘要:文章从冶金工业自动化应用的角度，对冶金自动化控制中InTouch的技术应用进行了探讨。关键词:InTouch；转炉自动化；SQLServer中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：一、引言冶金企业的生产过程冗长而繁杂，从原料准备到生产出最终产品，其间每道工序都包含有复杂的工艺过程。而繁杂的生产工艺却使自动化控制领域的各种技术在冶金企业中基本上得到应用。现场设备状态信息及生产数据是冶金企业转炉炼钢生产的基本数据资源。如能将这些核心的数据资源方便快捷且形象地从生产现场送到操作者及决策者的计算机上，就可以为操作者提供操作参考，为决策者整合信息资源、加强管理、实现转炉冶炼数字化提供可能。由于转炉冶炼控制设备与生产现场监控平台的繁杂，转炉自动化的实现面临的一个重大问题是缺乏一个快速、高效、简便且经济适用的工具来采集这些重要的生产过程数据，并将之转化为反映转炉冶炼内部生产流程管理图形化的集成信息1。由美国Wonderware公司开发的组态软件InTouch很好地满足了上述要求。二、InTouch的特点目前，有很多工控组态软件，如InTouch、iFix、Wincc,国产的有“组态王”、“世纪星”等。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FactorySuite2000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。InTouch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InTouch还支持标准的ActiveX技术,开发者可以很方便地把各种ActiveX控件或自己编写的ActiveX控件嵌入InTouch应用程序中。在性能上，InTouch对核心代码进行了优化，运行效率比较高。同时，它经过了严格的测试，具有相当高的可靠性和稳定性。三、系统结构转炉自动化系统呈两层分布式体系结构:数据采集层和监控层。数据采集层主要采用数据通信标准接口；监控层属于局域网，遵循局域网的协议标准。数据采集层由一台服器组成，通过Siemens通信网卡(CP1613)与多台PLC组成的工业以太网通信，进行数据的采集并将数据传递到数据库服务器处理；监控层共享数据库服务器上的数据。转炉自动化系统结构如图1所示:图1转炉自动化系统结构四、软件设计(1)用户需求此软件为实现转炉冶炼的自动化，主要任务是显示生产计划、冶炼钢种应执行的制造标准以及该钢种的实际化学成分、采集生产过程数据并存入数据库、生成并打印各种报表等功能。(2)数据通讯在InTouch中,数据类型主要分为内存型和I/O型。其中，内存型数据为InTouch程序内部定义的变量，不需要通过IPOServer即可进行访问；I/O型数据的来源为PLC数据块(DB块),数据库服务器要采集PLC数据，需要一个通讯接口I/OServer。本系统采用Siemens通信网卡(CP1613)与PLC连接，PLC为SiemensS7产品,因此选用S7Ethernet型号的I/OServer。假设要从PLC1的DB303数据块中读取一个实型现场数据，PLC1的MAC地址和数据库服务器IP地址分别为08.00.06.6E.E1.D4和172.20.1.1,则I/OServer中TopicDefinition的设置为:TopicNameplc1(任意定义)；RemoteAdrress08.00.06.6E.E1.D4(PLC的MAC地址)。这样,I/OServer就可以从PLC1取得数据了,而要让InTouch从IPOServer中取到正确的数据,还必须为每个I/O型变量定义AccessName和ItemName:其中,AccessName可任取，如IO，其余参数分别为:NodeName172.20.1.1(I/OServer所在结点的IP地址)；ApplicationNameS7(S7Ethernet的程序名)；TopicNameplc1(I/OServer中定义的TopicName)。ItemName根据PLC的不同有所差异，对于Siemens的PLCS7，开关量用I或O开头加地址表示,如:I12.5；模拟量用数据块名加数据类型表示，如DB303,Real32等。(3)画面构成主要监控画面包括:转炉操作画面、转炉计划、化学成份显示、转炉实际值显示、相关工序状态窗口、报表打印、系统登录和注销窗口等。各画面通过动作按钮进行切换,InTouch中常用的窗口显示函数为:Show“窗口名”或ShowAt(“窗口名”,横坐标，纵坐标)。InTouch没有提供作报表的工具，但用户可以自己制作报表窗口，并调用窗口打印函数PrintWindow()打印报表。另外，也可以采用其它报表制作工具生成报表,然后在InTouch脚本中调用来打印报表。(4)数据采集及数据库访问InTouch通过I/OServer采集来的现场数据要存放到数据库中保存下来,数据库是系统管理不可缺少的工具，也是工作报表的数据来源，目前广泛采用的数据库管理软件有Oracle、SQLServer、Informix等，本系统采用了SQLServer。InTouch支持SQL语句，通过ODBC接口能方便地与SQLServer数据库进行连接。首先在“控制面板”的ODBC中为自己的数据库定义一个数据源名，如:DSNDBBOF；InTouch访问数据库通常有两种方法，一种方法是调用SQLServer数据库中的存储过程，把现场过程数据写入数据库中，例如存储过程Mixiron的功能为保存转炉入炉铁水重量，程序代码为:CREATEPROCEDUREMixironMixironWeightrealASBeginDeletefromMixironWeightInsertintoMixironWeight(MixironWeight)values(Mixiron-Weight)End如果要采集每一炉钢的入炉铁水量，则可在InTouch中通过条件脚本调用上述存储过程来实现，脚本程序为:SQLConnect(BOFDB,“DSN=DSNDBBOF；UID=DSNLinkDBBOF；PWD=DSNLinkDB-BOF”)；SQLSetStatement(BOFDB，“EXECMixiron”+Text(L1BRBOF-LDWeight1,“#.000”)；SQLPrePareStatement(BOFDB,BOFSQLHandle)；SQLExecute(BOFDB,“MixironWeight”,BOFSQLHandle)；SQLClearStatement(DBBOF，BOFSQLHandle)；SQLDisconnect(BOFDB)；另一种方法是通过绑定列与SQLServer交换数据，首先在InTouch的SQLAccessManagerBindList中为自己在数据库中定义的某张表(如BOFHistory)定义一个绑定列(如BOFHistory1),注意表与绑定列的格式和数据类型应完全一样。这样，要往表中插入数据的程序代码为:SQLConnect(BOFDB，“DSN=DSNDBBOF”)；(连接数据库)SQLInsert(BOFDB,“BOFHistory”，“BOFHistory1”)；(插入数据)SQLDisconnect(BOFDB);(5)系统安全系统安全问题是每一个应用软件设计人员必须考虑的,In-Touch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。不同用户登录之后拥有自己的访问级别($AccessLevel),决定了他对软件的操作权限。比如系统设置动作按钮只能让工程师以上级别的人($AccessLevel6000)操作,则可在按钮动画链接的MiscellaneousDisable(on)属性的条件表