基于力控组态软件空压机监控系统

鉴于力控组态软件的空压机监控系统鉴于力控组态软件的空压机监控系统鉴于力控组态软件的空压机监控系统鉴于力控组态软件的空压机监控系统技术分类:软件与信息集成公布时间：2007-03-141、序言在工业自动化程度日益提高的今天，人们对自动化监控系统的人性化互动与系统定义要求越来越高。要求人机对话界面简单了然，宜于操作，实时性好，开发周期短，便于更正、扩大、升级。因此，使得工控组态软件成为开发工业自动化及其系统的一件有力武器。组态(configuration)是指经过专用的软件定义系统的过程。工控组态软件(industrialcontrolconfigurationsoftware)是利用系统软件供应的工具，经过简单形象的组态工作，组成系统所需的软件。外国软件商推出了各种工业控制软件包，如美国Wonderware公司的InTouch，美国Intellution公司的FIX，德国西门子公司的WinCC；国产工控组态软件则以组态王、力控为代表，由于其具有中文界面，性价比较高，售后服务好，因此获得了必然的市场份额。广东某铅锌矿运转工区的空气压缩机组是采矿生产中的要点设备，共有六台进口的英格索兰CENTAC空气压缩机，它的运转牢固与否直接关系到整个矿区的安全生产和经济效益。因此一个功能完满、操作方便的自动化系统对其整个运转过程进行监控就显得十分重要。在该系统中，采用了三维力控组态软件供应的完满的开发工具，形成了可以保障空气压缩机安全牢固运转的矿区压风机房计算机监控系统。实现了压缩机组振动和温度信号的报警、历史运转数据的盘问、工况的自动切换、设备的远程操作和管理以及系统运转情况的动向显示等功能。2、监控系统的组成空气压缩机的工作原理矿区的六台空气压缩机皆为离心式，单台空气压缩机分三级压缩，电机带动叶轮不停旋转，空气经滤网过滤此后进入一级压缩腔，空气由于离心力的作用被甩向一级压缩腔壁经腔壁孔进入二级压缩腔，一级压缩腔中央产生负压，纷至沓来地吸引空气进入一级压缩腔。空气在一级、二级、三级压缩腔中压缩此后压力不停高升，由三级压缩腔流入储气罐，供矿井风钻设备采矿用。每级压缩腔中都安装有温度、压力、振动信号传感器，以及润滑油温度、压力传感器，对温度、压力、振动进行实时监测。硬件系统硬件框图如图1所示。考虑到运转速度和可靠性，主机采用联想奔跑4办理机，通讯协议为标准的Modbus协议，现场控制机为英格索兰公司的单片机。由于通讯距离较长，现场数据采用RS485总线送到中控室，经ADAM变换器变换后，由RS232总线进入主机。图1监控系统组成图软件系统软件平台采用WindowsXP，采用三维科技有限公司的力控组态软件。使用力控，用户可以方便快速地构造不同样需求的数据采集与监控系统，力控组态软件的特点为：1）拥有实时开放数据库系统。实时数据库是力控软件系统的数据办理核心，成立分布应用系统系统的基础，负责实时数据办理、历史数据储藏、统计数据办理、报警办理、数据服务央求办理等，用户可以很简单地从实时数据库系统获守信息和将实时数据传达到整个公司的信息系统中去，控制系统运转。2）力控可以与多种I/O设备进行通讯。当前支持的I/O设备包括：可编程控制器、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等。力控与I/O设备之间经过以下几种方式进行数据交换：串行通讯方式（支持Modem远程通讯）、板卡方式、网络结点方式、适配器方式、DDE方式、OPC方式等。3）供应报警和事件。实时将控制过程和系统的运转情况通知操作人员，力控系统支持“过程报警”“系统报警”和“事件记录”的显示、记录和打印。过程报警是指过程情况的报警；系统报警是有关系统运转错误报警以及I/O设备运行错误或故障报警等；而事件记录则是系统对各种系统状态以及用户操作等信息的记录。报警产生时第一由实时数据库办理和保存，尔后可由界面系统显示和确认。4）供应动画连接。动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。成立动画连接后，在界面运转系统中，图形对象将依照变量或表达式的数据变化，改变其颜色、大小等外观。5）供应动作脚本。力控供应动作脚本以增强对应用程序控制的灵便性。6）供应齐全的安全保护体系，以保证生产过程的安全可靠。用户管理将用户分为操作工、班长、工程师、系统管理员等多个级别，并可依照级别限制当前用户的行为，以有效防备生产过程中的误操作。其他还供应趋势曲线、报表、分布式应用、配方、各种图形、外面通讯、各种控件、内置数据表、I/O设备驱动等各种功能。在设计过程中，“子图”供应了好多复杂图片可以直接调用，“工具箱”中供应了好多绘图工具可供使用，外面设备连接简单，编程简单，使得整个设计过程十分简单，画面生动形象，使用起来十分方便。监控系统的功能（1）显示功能监控系统以图形方式显示空气压缩机的流程，动向的显示当前的工况和运转状态，相应的参数显示在对应的地址上，如图2所示，使运转管理人员能实时认识空气压缩机的运转情况。图2实时数据显示图2）实时报警功能监控系统对空气压缩机的振动、温度、油温、油压高出报警限值时，实现声音报警和指示灯闪烁报警，进行故障判断，报警记录。（3）数据库功能监控系统成立实时数据库作为整个系统的数据办理、组织和管理的核心,记录实时过程的历史数据，用于过程存档、历史数据盘问、事故解析、经验学习等。4）工况自动切换功能当系统压力高出用户设定压力时，设备由加载工况转为卸载工况；当系统压力小于用户设定压力的84%时，设备由卸载工况转为加载工况。使得系统压力保持在必然的压力区间，保证矿井风钻设备有牢固的压力。（5）设备远程操作与管理用户可经过监控系统对空气压缩机进行远程启/停控制（设备的远程控制开关必定置为有效状态），数据库记录设备的累计运转时间，使长远运转的设备交替运转，防备某台设备长远运转，提高设备使用寿命。3、组态设计利用力控组态软件的图形开发环境Draw、图形界面运转系统View、分布式实时数据库DB，I/O驱动程序I/Oserver等组件，可方便地开发出监控系统的上述功能。画面组态Draw中供应了大量的图形对象，利用这些基本图形对象以及插入外部位图组态得出空气压缩机组的总流程图画面和各单台压缩机的画面，画面组成如图3所示，总流程图用不同样颜色变化指示六台压缩机的运转、停止工况，以及显示几个要点监控数据点的实市价。如需查察单台压缩机的数据，可鼠标单击切换到对应的压缩机画面。图3监控画面组成图单台压缩机画面由下拉式菜单和流程图组成。流程图显示的是压缩机的设备、管道、阀门的连接情况和运转原理，当系统没有启动时，整个画面为静态。一旦系统进入运转，画面大将显示当前设备的启停和阀门开度，管道内的介质不停地流动，同时从现场检测的温度、压力、振动、润滑油温度和压力显示在对应地址，振动数据采用实时趋势曲线来表示。当有报警产生时，有声音和指示灯闪烁报警，并且弹出报警提示框和故障种类鉴识框，对当前报警进行确认后，进行故障的消除。管道内的介质不停地流动的动画和报警时指示灯闪烁动画是经过Draw中的动画连接功能实现的。当在Draw中创办了图形对象今后，就可以依照需要将图形对象与数据变量或表达式成立联系，进入图形界面运转环境View后，图形对象就可以依照数据变量或表达式的变化按动画连接的要求进行改变，如颜色变化、尺寸及地址的变化、显现与隐蔽变化、数值显示等。声音的发出是依照数据变量或表达式的变化启动一种系统声音也许用户自定义的一段声音。在监控画面的顶端设计了拥有Windows风格的下拉式菜单，这可以通过Draw中的自定义菜单工具完成。选择各菜单项或子菜单项，可以执行切换窗口、报警记录盘问、显示历史曲线和历史数据、打印窗口等动作或其他自定义动作。数据库组态 在Draw的导航器中单击“实时数据库组态”，启动实时数据库组态程序，开始创办监控系统的数据库。力控实时数据库是以“点”为数据对象来索引数据的，一个点由若干参数组成，系统以点参数为单位存放各种信息，即点相当于关系数据库中的要点字，点参数相当于字段。系统中各检测点的振动、温度、压力、油温、油压、阀门开度等都需要保存在数据库中。在成立数据库时，第一按照点种类(模拟点、数字点、累计点、控制点或运算点)创办新点，对其参数进行设置，包括基本参数和报警参数，并且进行量程变换，尔后把已创办的点和点参数与现场的I/O设备检测到的某一详尽数据项成立照射关系，当这一关系成立今后，数据库中的点和点参数才与来自I/O设备的数据源成立了一个数据链路。自然，数据库与现场设备的数据通讯必定经过力控供应的这类设备的I/O驱动程序来完成。当数据库需保存点参数值的变化过程形成历史数据时，就必定进行历史数据组态，指定哪些点需要保存历史数据，以及历史数据的记录精度(即当数据的变化高出多少比率时，才记录这一变化)和保存时间。数据库创办好此后，则可将点参数与趋势或历史报表成立联系，使系统可以以曲线或表格的形式向用户显示实时数据的变化过程。力控中的趋势、历史报表都是以标准图形的形式给出的，开发者需要对相应的参数进行设置.。趋势中的参数包括时间范围、扫描周期、数值范围、数据源等，历史报表中的参数则包括报表的初步时辰、时间范围、时间间隔、数据源、变量等。工况自动切换为了自动实现设备的加载工况和卸载工况的互相切换，使用力控组态时运用条件动作，当系统压力高出用户设定压力时，远程加载失散量置0，远程卸载失散量置1，设备由加载工况转为卸载工况；当系统压力小于用户设定压力的84%时，远程卸载失散量置0，远程加载失散量置1，设备由卸载工况转为加载工况。使得系统压力保持在必然的压力区间，保证矿井风钻设备压力牢固。设备远程操作与管理为了减少运转管理人员的劳动量，系统能经过上位机对设备的启停进行远程控制，组态设计时，第一要定义设备启停状态和加载卸载状态的开关型变量，经过通讯接口将这些变量与现场控制单片机相应的地址连接。系统运转时，依照不同的工况要求，当现场控制机的远程控制开关置为有效时，用脚本对设备启停和加载卸载的变量赋值1或0，就可以完成远程启停控制和加载卸载工况切换。当设备检修时，系统则关闭此功能，由维修人员直接在现场控制。为了延长设备的使用寿命，经过累计各设备的运转时间，进行选择性地启动或停机，加载时，启动累计运行时间最短的设备；卸载时，关闭累计运转时间最长的设备，则使各设备的运转时间平衡。通讯接口设计下位机为单片机，通讯协议为标准的Modbus协议，对基本通讯模块编址和通讯参数设置后，由于力控支持标准的Modbus协议，在力控导航器“I/O设备驱动”项现在找到相应的Modbus协议驱动程序，双击激活设备配置对话框，进行设备地址及相应通讯参数的设置（通讯参数必定和基本通讯模块一致），以及合适的数据扫描周期和故障盘问时间的设置，尔后利用数据库中的数据连接组态工具将点参数与单片机中的需采集的过程数据的地址相连接，成立数据库点参数与现场数据的通讯链路。读取模拟量时使用Modbus协议的三、四号指令，进行远程启停和加载卸载等