本文介紹的是InTouch在某醋酸纖維有限公司《動(dòng)力工段自控系統(tǒng)改造》項(xiàng)目中的應(yīng)用。目標(biāo)是充分利用原有軟硬件資源，用少的投入獲得高效、安全的系統(tǒng)性能。

　　1. 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　原動(dòng)力工段包括：化水車間、冷凍空壓車間、軟水站及一二泵房車間，各自擁有自己的控制室。改造前，化水車間已采用了一套SIEMENS TI545 PLC 和兩臺(tái)全點(diǎn)的INTOUCH 操作站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，泵房車間也已采用了一套SIEMENS TI545 PLC 和兩臺(tái)256 點(diǎn)的INTOUCH 操作站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，動(dòng)力車間除5 臺(tái)壓縮空氣干燥器采用GE 90-30PLC 控制外其余設(shè)備的監(jiān)控均用盤裝儀表實(shí)現(xiàn)。原動(dòng)力工段系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

　　改造前的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)改造后，泵房車間和動(dòng)力車間由原泵房車間的SIEMENS TI545 PLC 控制，化水車間在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一些功能。將原有的兩臺(tái)全點(diǎn)INTOUCH 和一臺(tái)256 點(diǎn)INTOUCH

　　移入新設(shè)的集中控制室，實(shí)現(xiàn)三個(gè)車間的集中監(jiān)控，在化水車間設(shè)一臺(tái)256 點(diǎn)INTOUCH 操作站，供現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查時(shí)使用。

　　同時(shí)系統(tǒng)通過一臺(tái)新設(shè)的數(shù)據(jù)及Web 服務(wù)器與公司管理網(wǎng)連接，公司和工段管理者可通過公司區(qū)域網(wǎng)獲取生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)和報(bào)表。

　　改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　2. 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

　　2.1冗余的總線及操作站

　　系統(tǒng)包含2 臺(tái)全點(diǎn)的INTOUCH（SERVER1、SERVER2）和2 臺(tái)256 點(diǎn)的INTOUCH（CLIENT1、CLIENT2），SERVER1、SERVER2 分別通過各自的TIWAY 卡與化水、泵房的PLC 構(gòu)成兩條冗余的TIWAY 總線。CLIENT1、CLIENT2 則通過遠(yuǎn)程變量訪問某臺(tái)全點(diǎn)INTOUCH 上的數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。通常CLIENT1、CLIENT2只與SERVER1、SERVE2 中的一臺(tái)通訊，當(dāng)發(fā)生通訊故障時(shí)會(huì)自動(dòng)嘗試與另一臺(tái)SERVER 連接。INTOUCH 中的"通訊狀態(tài)"畫面顯示了各工作站、PLC 及總線的當(dāng)前狀態(tài)。

　　圖中紅線表示操作站在線，黑色表示離線。在CLIENT1、CLIENT2 的"通訊狀態(tài)"畫面中，工程師可以手動(dòng)切換CLIENT 與SERVER 的連接。

　　2.2"瘦"操作站模式

　　256 點(diǎn)的CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量訪問全點(diǎn)的SERVER 從而訪問PLC,這樣CLIENT的變量配置不超過256點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)用了"分布式報(bào)警"和"分布式歷史趨勢(shì)"等功能，所有的報(bào)警記錄及歷史趨勢(shì)都存儲(chǔ)在全點(diǎn)的SERVER上，CLIENT上顯示的報(bào)警和歷史趨勢(shì)是從SERVER上獲得的。

　　1."分布式報(bào)警"的設(shè)置

　　數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中具有重要的地位，而其中報(bào)警子系統(tǒng)又是SCADA系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分。該子系統(tǒng)在報(bào)警發(fā)生時(shí)，能以豐富、恰當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)手段讓調(diào)度人員快速掌握系統(tǒng)狀態(tài)，加快決策，縮短故障恢復(fù)時(shí)間。TH2100 SCADA的報(bào)警子系統(tǒng)，通過多線程和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了分布式報(bào)警，在數(shù)據(jù)庫中計(jì)算機(jī)、調(diào)度員和電力設(shè)備的屬性中引入了所屬范圍，從而實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信息的過濾，并且擴(kuò)充性好，配置靈活，查詢方便。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用也很成功。TH2100 SCADA分布式報(bào)警子系統(tǒng)采用了這些技術(shù)。

　　數(shù)據(jù)采集，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集信息的過程。數(shù)據(jù)采集結(jié)合基于計(jì)算機(jī)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集的目的是為了測(cè)量電壓、電流、溫度、壓力或聲音等物理現(xiàn)象?；赑C的數(shù)據(jù)采集，通過模塊化硬件、應(yīng)用軟件和計(jì)算機(jī)的結(jié)合，進(jìn)行測(cè)量。盡管數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用需求有不同的定義，但各個(gè)系統(tǒng)采集、分析和顯示信息的目的卻都相同。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整合了信號(hào)、傳感器、激勵(lì)器、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和應(yīng)用軟件。

    監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端控制顯示設(shè)備這三大部分組成，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實(shí)現(xiàn)。

　　在INTOUCH 組態(tài)中需用"分布式報(bào)警"控件，在控件的報(bào)警查詢欄中輸入"\\SERVER1\INTOUCH!DONGLI",SERVER1 為缺省連接的計(jì)算機(jī)名，DONGLI 表示INTOUCH 中的DONGLI 報(bào)警組。在SERVER 的計(jì)算機(jī)屬性需選中"本機(jī)將提供報(bào)警";而在CLIENT 的計(jì)算機(jī)屬性中需選中"本機(jī)將顯示報(bào)警".運(yùn)行時(shí)CLIENT 將通過函數(shù)切換與SERVER 的連接。

　　為了統(tǒng)一報(bào)警設(shè)置，我們將報(bào)警做在PLC 的報(bào)警模塊中通過對(duì)PLC 變量"AHA、AHHA、ALA、ALLA、APV、AVF"的讀寫來判斷和設(shè)置報(bào)警。有報(bào)警發(fā)生時(shí)，只有SERVER 會(huì)將報(bào)警信息寫入報(bào)警記錄，SERVER2 在寫報(bào)警信息前先判斷SERVER1是否在運(yùn)行，以免重復(fù)寫入。

　　2."分布式歷史趨勢(shì)"的設(shè)置

　　在SERVER 的INTOUCH 組態(tài)中需將歷史數(shù)據(jù)的存放路徑設(shè)為INTOUCH 默認(rèn)路徑。CLIENT 的INTOUCH 組態(tài)需在"分布式名稱管理器"中的"分布式歷史"里添加一項(xiàng)，供應(yīng)器名稱為"SERVER1",路徑為"\\SERVER1\D\NCFC2000S1"即可。在CLIENT 中訪問SERVER1 的歷史數(shù)據(jù)需寫成"SERVER1.TAGNAME".SERVER2 的設(shè)置與SERVER1 相同。

　　3.遠(yuǎn)程變量的引用

　　在CLIENT 上使用遠(yuǎn)程變量只需在變量名前加計(jì)算機(jī)

　　名即可，無需在標(biāo)記名字典中新建變量，所以不占點(diǎn)數(shù)。（SERVER:TAGNAME）

　　4.自動(dòng)切換功能

　　CLIENT 通過遠(yuǎn)程變量觀察SERVER 上的$Second 變量，若它在在一段時(shí)間內(nèi)無變化則表明與SERVER 的連接出現(xiàn)問題，這時(shí)可通過SetAccessName 函數(shù)將CLIENT 上的遠(yuǎn)程變量切換到另一臺(tái)SERVER 上。

　　2.3公用的操作窗口

　　系統(tǒng)中對(duì)于具有相同操作接口設(shè)備使用了公用的操作窗口，而不是對(duì)應(yīng)每個(gè)設(shè)備都創(chuàng)建一個(gè)操作窗口，這樣大大減少了窗口的數(shù)量。利用間接變量指向操作變量，這樣，對(duì)間接變量的賦值就會(huì)作用到操作變量上，操作變量的變化也會(huì)反應(yīng)到間接變量上。

　　以過濾水泵為例，在過濾水處理系統(tǒng)中，點(diǎn)擊3#過濾泵，彈出操作窗口，如下圖所示：

　　3#過濾泵的操作變量為"RUN-3#GLB（啟動(dòng)）"、"STOP-3#GLB（停止）"、"RL-3#GLB（反饋）"、"AUTO-3#GLB（自動(dòng)）"、"REPAIR-3#GLB（檢修）"點(diǎn)擊過濾泵時(shí)執(zhí)行語句：

　　DL_START.NAME=RUN-3#GLB.NAME;

　　DL_STOP.NAME=STOP-3#GLB.NAME;

　　DL_RL.NAME = RL-3#GLB.NAME;

　　AUTO.NAME = AUTO-3#GLB.NAME;

　　DL_REPAIR.NAME=REPAIR-3#GLB.NAME;

　　"DL_XXX"為間接變量。在操作窗口中只需對(duì)間接變量賦值即可。例如在"啟動(dòng)"按鈕的動(dòng)作屬性中寫到：

　　IF DL_START.Name<>"NULL" AND DL_STOP.Name<>"NULL" THEN

　　DL_START=1;

　　DL_STOP=0;

　　Record=DL_START.Comment;

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）； //寫操作紀(jì)錄

　　ELSE

　　IF DL_START.Name = = "NULL" THEN

　　DL_STOP=0;

　　Record=StringLeft（ DL_STOP.Comment, StringLe（DL_STOP.Comment ）/2 ）；

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）；

　　ELSE

　　DL_START=1;

　　Record=StringLeft（ DL_START.Comment, StringLen（DL_START.Comment ）/2 ）；

　　SQLInsert：

　　ENDIF;

　　ENDIF;

　　因?yàn)樵O(shè)備的啟停一般有兩種：1.啟動(dòng)與停止是一個(gè)輸出；2.啟動(dòng)與停止是兩個(gè)輸出。為一個(gè)輸出時(shí)我們將輸出變量的COMMENT 屬性寫為"XXX 啟動(dòng)XXX 停止"這樣，在寫操作記錄時(shí)需取COMMENT 的左一半或右一半；若為兩個(gè)輸出時(shí)，變量的COMMENT 將為"XXX 啟動(dòng)"或"XXX 停止",寫記錄時(shí)取對(duì)應(yīng)變量的COMMENT即可。

　　CLIENT 的情況比較特殊，因?yàn)镃LIENT 需用間接變量指向遠(yuǎn)程變量，而遠(yuǎn)程變量的COMMENT 無法賦給間接變量的COMMENT,所以為了在公用窗口中獲得遠(yuǎn)程變量的COMMENT 我們只能利用間接變量的NAME在數(shù)據(jù)庫中查找到COMMENT,再寫操作記錄。語句如下：

　　IF DL_START.Name<>"NULL" AND DL_STOP.Name<>"NULL" THEN

　　DL_START=1;

　　DL_STOP=0;

　　Record=StringRight（ DL_START.Name ,StringLen（ DL_START.Name ）-7 ）；

　　SQLSelect（ ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"'"+Record + "'" , "" ）； //查找COMMENT

　　SQLFirst（ ConnectionId ）；

　　Record=StringTrim（ COM, 3 ）；

　　SQLEnd（ ConnectionId ）；

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）； //寫操作紀(jì)錄

　　ELSE

　　IF DL_START.Name=="NULL" THEN

　　DL_STOP=0;

　　Record=StringRight（ DL_STOP.Name ,StringLen（ DL_STOP.Name ）-7 ）；

　　SQLSelect（ ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"'"+Record + "'" , "" ）；

　　SQLFirst（ ConnectionId ）；

　　Record=StringTrim（ COM, 3 ）；

　　Record=StringLeft（ Record, StringLen（ Record ）/2 ）；

　　SQLEnd（ ConnectionId ）；

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）；

　　ELSE

　　DL_START=1;

　　Recor d=StringRight（ DL_START.Name ,StringLen（ DL_START.Name ）-7 ）；

　　SQLSelect（ ConnectionId, "COMM", "COMMENT", "device_id="+"'"+Record + "'" , "" ）；

　　SQLFirst（ ConnectionId ）；

　　Record=StringTrim（ COM, 3 ）；

　　Record=StringLeft（ Record, StringLen（ Record ）/2 ）；

　　SQLEnd（ ConnectionId ）；

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）；

　　ENDIF;

　　ENDIF;

　　2.4數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

　　系統(tǒng)中的IBM 服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和發(fā)布的服務(wù)器，安裝了SQL SERVER 2000,系統(tǒng)的報(bào)警歷史記錄和操作記錄以及設(shè)備檔案都存放在名為"DL" 的數(shù)據(jù)庫中。

　　2.4.1 ODBC的連接

　　開放數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）是MICROSOFT提出的數(shù)據(jù)庫訪問接口標(biāo)準(zhǔn)。開放數(shù)據(jù)庫互連定義了訪問數(shù)據(jù)庫的API一個(gè)規(guī)范，這些API獨(dú)立于不同廠商的DBMS,也獨(dú)立于具體的編程語言（但是MICROSOFT的ODBC文檔是用C語言描述的，許多實(shí)際的ODBC驅(qū)動(dòng)程序也是用C語言寫就的。）ODBC規(guī)范后來被X/OPEN和ISO/IEC采納，作為SQL標(biāo)準(zhǔn)的一部分，具體內(nèi)容可以參看《ISO/IEC 9075-3:1995 （E） Call-Level Interface （SQL/CLI）》等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件。

　　INTOUCH 通過ODBC 訪問SQL SERVER,在ODBC 中建立名為"DL"的用戶DSN,在INTOUCH 中用語句：

　　SQLConnect（ ConnectionId, "DSN=DL"）；

　　建立連接，若連接成功則ConnectionId > 0 .在執(zhí)行每一條SQL 語句時(shí)都會(huì)有一個(gè)返回值，若返回值為0 則表示執(zhí)行成功，否則表示與數(shù)據(jù)庫連接不正常，需重新建立連接。為了時(shí)刻檢測(cè)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接情況，在應(yīng)用程序腳本中每5 秒鐘執(zhí)行一條查詢語句：

　　IF ResultCode = = 0 THEN

　　ResultCode = SQLSelect（ConnectionId , "SYSUSERS" ,"SYSUSERS","UID=0", "" ）；

　　ENDIF;

　　同時(shí)在條件腳本中判斷ResultCode （即返回值）若ResultCode <> 0 則斷開連接：

　　SQLDisconnect（ ConnectionId ）；

　　ConnectionId = 0;

　　SHOW "通訊狀態(tài)";

　　打開"通訊狀態(tài)"畫面，顯示信息"與服務(wù)器連接失敗！"及"重試"、"取消"兩個(gè)按鈕。按"重試",置位系統(tǒng)將每20 秒進(jìn)行嘗試連接：

　　IF RETRY = = 1 THEN

　　ResultCode = SQLConnect（ ConnectionId, "DSN=DL"）；

　　ENDIF;

　　直到ResultCode = 0 為止。

　　嘗試連接時(shí)系統(tǒng)將變得很忙。若想取消連接，則按"取消"按鈕，系統(tǒng)將不再與服務(wù)器連接，對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 的監(jiān)控可以正常進(jìn)行，但操作與報(bào)警記錄都將不寫入服務(wù)器（數(shù)據(jù)發(fā)布不受影響）。希望重新連接服務(wù)器時(shí)，只需在"通訊狀態(tài)"畫面下按"重試"按鈕即可。

　　2.4.2 綁定列表

　　在全點(diǎn)INTOUCH 中需建立四個(gè)綁定列表："alarmhis","cortrolog","device","sysusers"分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表格。在每個(gè)列表中用變量與各字段相對(duì)應(yīng)，如"cortrolog" 中變量"DATETIME" 對(duì)應(yīng)字段"DATETIME" ;變量"$OPERATER"對(duì)應(yīng)字段"USERNAME" ;變量"RECORD"對(duì)應(yīng)字段"RECORD"等。在寫記錄前，只需先對(duì)變量復(fù)值，再執(zhí)行語句：

　　SQLInsert（ ConnectionId, "CortrolLog", "CortrolLog" ）；

　　即可。

　　查詢記錄時(shí)，首先準(zhǔn)備一個(gè)查詢條件，例如在"稀礬池液位"的動(dòng)作腳本中有以下語句

　　DEVICE_ID= LT51027.Name;

　　ShowAt（"設(shè)備檔案",$ObjHor +200, $ObjVer +50）；

　　SQLSelect（ ConnectionId , "DevICE" , "DevICE" , "Device_ID=" + "'"+ device_id +"'" , "" ）；

　　SQLFirst（ ConnectionId ）；

　　首先將要查詢的設(shè)備名（LT51027）賦給DEVICE_ID.

　　"SQLSelect"語句實(shí)際上執(zhí)行了一條SQL 語句：

　　SELECT * FROM DEVICE WHERE DEVICE_ID = 'LT51027'

　　后將查詢到的記錄的字段值賦給綁定列表中的變量。這樣在設(shè)備檔案中里，只要放上綁定 列表中的變量就能顯示查詢的結(jié)果了。下圖為從數(shù)據(jù)庫中查到的設(shè)備' LT51027'的信息。

　　3 管理層應(yīng)用程序

　　有了數(shù)據(jù)庫中的"操作記錄"、"報(bào)警記錄"和"設(shè)備檔案",可以方便的開發(fā)管理層應(yīng)用程序。下圖是用Delphi 開發(fā)的一個(gè)客戶端軟件，用來查詢記錄及維護(hù)設(shè)備檔案，它可以運(yùn)行在工程師的PC 上。

　　另外，利用Intouch 的NETDDE 功能，可將生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地通過第三方軟件進(jìn)行發(fā)布，這里涉及更多的軟件編程技術(shù)，就不在深入了。下圖為將數(shù)據(jù)以WEB 的方式進(jìn)行發(fā)布。

　　結(jié)束語

　　以上的數(shù)據(jù)庫及WEB 功能也可以通過IndustrialSQL Sever 和SuiteVoyager 實(shí)現(xiàn)，在過去，組態(tài)軟件往往只針對(duì)下位機(jī)，一個(gè)控制系統(tǒng)通常與外界隔離，成為信息孤島，使用Intouch 可以做到車間層與管理層的緊密結(jié)合，管理者可以在辦公室里瀏覽到生產(chǎn)一線的數(shù)據(jù)，使企業(yè)以更高的效率進(jìn)行生產(chǎn)和管理。