設(shè)計(jì)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)需考慮的問題及注意事項(xiàng)淺析

1 引言

目前市場上被廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，總離不開傳統(tǒng)的plc、dcs、ccs等模式。在參觀一些大型的建設(shè)項(xiàng)目及生產(chǎn)廠房時(shí)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)都是封閉式的原廠設(shè)備，這些控制系統(tǒng)在安裝上往往比較復(fù)雜，使用和維修上都要依賴生產(chǎn)商，如系統(tǒng)發(fā)生故障，必須等待生產(chǎn)商的技術(shù)人員到現(xiàn)場檢修，耽誤了生產(chǎn)的進(jìn)度，而且在程序上需要作出更改時(shí)，也需要生產(chǎn)商的提供，故而在使用上顯出不夠靈活。

2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)，必須要考慮的問題

（1） 系統(tǒng)的簡單性

所選中使用的系統(tǒng)，在配置與組態(tài)上，要能最低限度的簡化控制性能，操作人員在生產(chǎn)過程中很容易操作;同時(shí)也可以讓工廠的維護(hù)人員，稍經(jīng)培訓(xùn)，便可對系統(tǒng)進(jìn)行正常的維護(hù)。

（2） 系統(tǒng)的開放式性

所選定的系統(tǒng)無論其組成的硬件或軟件如何，都可隨時(shí)地用合理的價(jià)格，從市場或第三方的供應(yīng)商處，采購所得到的零配件;同時(shí)對外連接時(shí)，兼容性要好，其內(nèi)容易被操作人員熟識(shí)使用;屬現(xiàn)時(shí)相當(dāng)開放流行和先進(jìn)的硬件和軟件;將來若要把系統(tǒng)提升或作出擴(kuò)充時(shí)只需花費(fèi)很少的經(jīng)費(fèi)，就可以達(dá)到上述新系統(tǒng)的改造集成的目的。

（3） 人機(jī)對話的兼容性

所選定的系統(tǒng)，需具備圖象界面組態(tài)能力，同時(shí)應(yīng)具有與上位管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，可以把不同的畫面，同時(shí)分別由多單元以并行的方式實(shí)時(shí)的顯示。

（4） 最高的可靠性

所選定的系統(tǒng)的硬件與軟件應(yīng)提供充分的可靠性，保證能避免因其中一個(gè)組件的失效令系統(tǒng)死機(jī)，而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常操作。

（5） 先進(jìn)的控制功能

所選取的系統(tǒng)，一定要具有先進(jìn)的控制功能，能夠勝任比較復(fù)雜的系統(tǒng)要求，同時(shí)在應(yīng)用過程中可以解決客戶的需求及生產(chǎn)工序上所產(chǎn)生的各種難題。

（6） 使用成本要低廉

所選取的整個(gè)系統(tǒng)，無論在現(xiàn)場安裝，使用和維護(hù)上，都要費(fèi)用低廉，性價(jià)比高。因?yàn)樵陧?xiàng)目評(píng)估上，合理的成本，會(huì)作為首要考慮的目標(biāo)。

3 我公司設(shè)計(jì)的垃圾焚燒處理生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的性能特點(diǎn)

縱觀plc及dcs等系統(tǒng)，plc的梯形邏輯程序，在執(zhí)行上受原來順控及梯形編程的限制，在已編好的程序中，不能隨時(shí)插入或修改。而dcs系統(tǒng)大多數(shù)是由生產(chǎn)廠商預(yù)先集成，預(yù)編程并組態(tài)好的，到系統(tǒng)需擴(kuò)充或提升時(shí)，相當(dāng)麻煩，一般用戶無法自己辦得到。

如在開發(fā)垃圾焚燒處理生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)充分考慮了以上的問題及電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，經(jīng)過多次篩選和研究，確定以北京昆侖通態(tài)軟件公司的mcgs工控組態(tài)軟件和西門子公司的s7-200系列的微型plc相結(jié)合，組成垃圾焚燒處理生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)，以1臺(tái)上位計(jì)算機(jī)和多臺(tái)plc通過rs485總線網(wǎng)絡(luò)組成監(jiān)控系統(tǒng)，plc執(zhí)行實(shí)時(shí)控制功能，計(jì)算機(jī)運(yùn)行人機(jī)界面、采集數(shù)據(jù)、和管理計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖1所示。

3.1 西門子plc的特點(diǎn)

s7-200 plc是德國西門子公司制造的微型plc，s7-200 plc在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中已得到充分的應(yīng)用，覆蓋了所有的與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，具有極高的可靠性;豐富的指令集;編程軟件便于掌握，操作方便;強(qiáng)勁的通訊能力（ppi通訊、mpi通訊、profibus通訊、以太網(wǎng)通訊）。

3.2 組態(tài)軟件的特點(diǎn)

mcgs工控組態(tài)軟件是北京昆侖通態(tài)軟件公司開發(fā)的用于工業(yè)控制的軟件，其功能和特點(diǎn)可歸納如下：

（1） 概念簡單，易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。

（2）功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。mcgs為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用。

（3）設(shè)立“設(shè)備工具箱”，針對外部設(shè)備的特征，用戶從中選擇某種“構(gòu)件”，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制，mcgs界面如圖2、3所示。

（4）“面向窗口”的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得mcgs的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。

（5）引入“運(yùn)行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。mcgs開辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

（6） 提供對網(wǎng)絡(luò)的支持。mcgs充分運(yùn)用現(xiàn)今發(fā)展的dccw（distributed computer cooperator work）技術(shù)，即分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同工作方式，來使分散在不同現(xiàn)場之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。

3.3 垃圾焚燒處理生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)

（1） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（2） 系統(tǒng)組態(tài)和配置比較簡單

（3） 系統(tǒng)開放性好 硬件和軟件目前在國內(nèi)應(yīng)用都比較廣泛，系統(tǒng)以后的功能擴(kuò)展和升級(jí)非常方便。

（4） 人機(jī)界面開發(fā)簡單方便 客戶很容易自己在原來的人機(jī)界面基礎(chǔ)上增加新的功能，具有多種數(shù)據(jù)傳輸功能，便于組建全廠信息管理系統(tǒng)。

（5） 系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性高，plc是德國西門子公司產(chǎn)品，其性能得到用戶廣泛好評(píng)。

（6） 控制系統(tǒng)的采購成本較低，性價(jià)比高。

（7） 系統(tǒng)的開發(fā)周期短?？刂葡到y(tǒng)整個(gè)開發(fā)周期為3個(gè)月（其中人機(jī)界面的編制與plc程序的編寫需時(shí)1個(gè)月）

4 結(jié)束語

因此在選用合適的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，既要顧及現(xiàn)有的系統(tǒng)與新系統(tǒng)的兼容性，又要考慮到電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢，更要具有簡易的編程軟件，方便工作人員及時(shí)作出技術(shù)支援。其實(shí)一套完善可靠的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，不單可以提高生產(chǎn)力，方便工作人員操控，加強(qiáng)管理層的監(jiān)察，更可對企業(yè)的資產(chǎn)增值，并保障其不受損害。