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1 引言

我廠電鍍車間的生產(chǎn)設備，特別是控制設備，基本上是全套引進日本的產(chǎn)品，在國內處于領先地位。但現(xiàn)場顯示作業(yè)數(shù)據(jù)的儀表，則相對來講顯得較落后，除溫度、PH儀表外，其他儀表大多是指針或浮球等指示，讀數(shù)不便。另一方面，由于電鍍產(chǎn)品的特殊性，特別是銅板鍍鎳，周期較長，一般需3～7天，作業(yè)過程中需記錄大量數(shù)據(jù)。而電鍍車間由于人員缺少，一則無法做到連續(xù)性記錄數(shù)據(jù)（通常1～2小時記錄一次）。再則夜間無人值班，造成該時間段數(shù)據(jù)空白。這些缺陷，給技術人員在分析產(chǎn)品質量的影響因素，如何提升產(chǎn)品質量等帶來了較大困難，特別是一旦出了質量問題，因缺少真實有效的數(shù)據(jù)而無法進行分析。

另外，夜間無人值班，生產(chǎn)過程中若有異常情況發(fā)生，則無法獲知，更談不上及時處理，造成產(chǎn)品質量受影響或報廢。并且由于需要人工抄錄數(shù)據(jù)，浪費了大量勞動力。

鑒于上述狀況，希望通過計算機對現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)進行自動采集，真實有效地反映作業(yè)過程，同時提升我廠電鍍設備能力的市場形象。

2 設計目標

系統(tǒng)應實現(xiàn)如下功能：

（1）自動無間斷地進行現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)的采集；

（2）數(shù)據(jù)的圖表顯示及友好的人機界面；

（3）報警系統(tǒng)，具備報警的歷史記錄、無線報警等功能；

（4）生產(chǎn)作業(yè)及其數(shù)據(jù)的計算機無紙化管理；

（5）各種作業(yè)數(shù)據(jù)的圖表打?。?br/>
（6）遠程監(jiān)視功能。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)分設備層與計算機層。設備層由PLC及現(xiàn)場儀表等組成，所有的模擬量信號通過轉換器轉換為4～20mA電流后傳送。PLC負責對現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)的采集，并與上層計算機進行數(shù)據(jù)交換（其中一電鍍車間采用Profibus通訊協(xié)議，通訊速率3Mbps，二電鍍車間采用MPI通訊協(xié)議，通訊速率為187.5kbps）。至于計算機層，采用分布式多客戶機的組態(tài)方式。兩個車間分別由兩臺服務器負責與PLC的通訊、數(shù)據(jù)采集歸檔、報警歸檔等，另幾臺PC機作客戶機用，其共享服務器的數(shù)據(jù)，但擁有各自的項目文件。

幾臺客戶機分別放置于車間現(xiàn)場、休息室及辦公室，其主要負責畫面的顯示：

（1） 以設備的運轉狀況、管道內鍍液的流向及各種參數(shù)的顯示等真實反映作業(yè)狀況；

（2） 以原電氣控制箱的儀表、指示燈等的顯示方式、布局進行表達，適應操作者原有的習慣；

（3） 提供模擬量參數(shù)的曲線描述，方便用戶的技術分析；

（4） 提供報警歷史查詢。

系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構圖

（1）模擬量數(shù)據(jù)PLC程序處理

所有模擬量傳輸為4～20mA電流信號，對應各變送器的量程，需程序處理（雖然Wincc變量設置中有對應比例關系，但小數(shù)點后精確度不夠，通過PLC程序處理，還可實現(xiàn)數(shù)字濾波），其中溫度計算程序部分示例如下：

OPN DB2

L PIW448

T MW100

L MW100

DTR

PUSH

L 1.000000e+002

*R

PUSH

L 2.764800e+004

/R

T DB2.DBD0

在模擬量數(shù)據(jù)的歸檔方面，限制了歸檔的數(shù)量，一億條數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)32個模擬量每6s一次的采集頻率計算，大約可容納2年的作業(yè)數(shù)據(jù)量，占用20G的存儲空間，在投入運行后，用戶可定期將數(shù)據(jù)導出。

（2）Wincc部分程序處理

系統(tǒng)附加了作業(yè)數(shù)據(jù)的錄入及管理功能，如：作業(yè)令、銅板編號、工藝卡號、作業(yè)的起止時間等。為方便操作者正確錄入作業(yè)的起始時間與結束時間，系統(tǒng)設計為：整流器電源開，則系統(tǒng)自動顯示并填充作業(yè)起始時間輸入框，同時進行電鍍通電量的累計，而當整流器電源關時，系統(tǒng)自動顯示并填充作業(yè)結束時間輸入框。電量的累計在全局腳本中作定義并每分鐘觸發(fā)運行一次（如1#鍍鎳槽的電量累計，單位KAH，采用C語言編程）：

由于需要歸檔的參數(shù)較多，歸檔數(shù)據(jù)的調用使用參數(shù)動態(tài)查詢，部分程序如下：

static double leiji1；

if （GetTagBit（"SW1"）==1）

//返回類型：BOOL

{leiji1=leiji1+GetTagDouble（"CUR1"） /60.0/1000.0；}

else

{leiji1=0；}

//返回類型：double

SetTagDouble（"dianliang1",leiji1）；

//返回類型：BOOL

return 0；

}

注：“SW1”為電源開關輸入信號變量，“CUR1”為電流信號變量。

在報警處理方面，系統(tǒng)分一般報警與極限報警，一般報警僅在計算機上作顯示性提示而已，而極限報警則通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送手機短信至有關人員。這里，筆者應用了KONDER公司的OPPLC與GSM傳送站產(chǎn)品，并在PLC程序中設定：當極限報警產(chǎn)生時，由一個上升沿信號觸發(fā)報警傳送，并且在報警沒有處理的情況下，每十分鐘發(fā)送一次（當有關人員收到信息后，也可將原信息回復終止報警）。部分無線報警PLC梯形圖如圖2。當系統(tǒng)輸入端In0有高電平輸入時，置位MB0（MB0對應OPPLC內定義的手機短信內容，并通知GSM傳送站將該消息發(fā)送到有關人員手機，發(fā)送后MB0自動復零），MB10與MB100主要構成循環(huán)發(fā)送的功能，其中MB10設置為可接受手機短信功能，收到報警原文后該位置1，所以，用戶可在收到手機短信報警后回復以切斷報警的繼續(xù)發(fā)送。




圖2 無線報警PLC梯形圖

該報警系統(tǒng)可最多設置6個接收報警的對象（人員）。

4 結束語

該項目完成后，方便了現(xiàn)場工人的作業(yè)，不管是在一電鍍、二電鍍或車間辦公室，對二電鍍鍍鎳系統(tǒng)的作業(yè)情況都能一目了然，工人可根據(jù)實際情況在二個車間內移動作業(yè)。另外，由于數(shù)據(jù)是自動采集且自動記錄，大大降低了勞動強度，并且向無紙化管理轉變。系統(tǒng)具備的遠程無線報警系統(tǒng)，將進一步為生產(chǎn)質量保駕護航，同時大大提升了我廠電鍍的市場形象，這也是一種無形的效益。