基于组态软件的监控系统介绍

　　项目介绍：

　　为了解决河北某玻璃厂浮法玻璃工艺流程用氮气做保护气体的需要，该厂决定采用深冷法的成套空分设备建立一个氮气站。该厂选用国外PLC厂家设备做为控制系统，选用亚控公司的组态王作为上位监控。系统采用4台PLC分别控制三套空分制氮设备和一套汽化系统，使用三台装有组态王的上位机监控系统与PLC组成PLC通讯网络，这三台机器属并行配置，任何一台出问题都不会影响别的上位系统，大大提高了系统的稳定性。

　　组态软件介绍

　　组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。

　　组态软件是有性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念早出现在工业计算机控制中。如DCS组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。 工控组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持C#语言。

　　系统要求：

　　－使用上位监控软件对现场空分设备的进行数据采集，上位机通过专用电缆和PLC构成专用网络连接通讯；

　　－采集的数据存储在组态王软件数据库中，方便历史数据查询、事故追忆；

　　－ 三套制氮设备PLC控制相互独立、互不影响，通过公用系统向厂输内送氮气；

　　－ 系统采用模块化控制设计，结构清晰，控制灵活；

　　－本地可以显示查询空分系统的实时数据，也可把数据提供给上层访问；

　　－要求组态软件有丰富的图形界面设计；

　　－监控系统可靠性、稳定性。

　　方案说明：

　　在整个系统中，按照功能可划分为三个层次：现场控制层，数采监控层，应用层。

　　现场控制层：采用国外的PLC系列产品，控制空分制氮系统和汽化系统的阀门、泵等设备。

　　数采监控层：负责采集三个空分制氮系统和汽化系统共四台PLC上实时数据，上位机采用三台装有组态软件的监控系统安装三套无限点组态软件，采用并行架构，大大提高监控软件的稳定性。用户根据自身的权限大小可在任何一台上位机上查看数据，并对现场的阀门进行远程控制。系统还提供了关键参数的设置、阀门PID参数设置、实时、历史数据趋势查看、每日关键数据报表自动打印等功能。

　　现场数采监控层中，分管理控制级和操作员级，对特别重要参数的设定，需要相应权限的管理人员来实施，而操作人员只有对现场一些基本的维持设备正常运行的参数进行修改的权限；

　　应用层：中央控制层位于玻璃厂计算机中心，配备一台服务器，安装一套“64点+web”授权的组态王，与现场的监控系统构成一个数采网络。它的功能主要是对现场监控系统的实时数据、历史数据、报警数据等进行统一存储并进行web发布等；服务器配置双网卡，一个网卡连接数采网，一个网卡连接办公网，实现网络隔离，厂内人员多访问到服务器数据，无法找到现场监控系统。

　　总结：

　　－完全可视化的解决方案，自动化程度提升，节约了人力；

　　－开发的数据接口，为管理人员提供数据平台支持；

　　－系统的可扩展性能好，为以后的升级扩建预留了数据接口；

　　－ 数据采集安全可靠，采用冗余解决方案；

　　－网络隔离措施，数采网和办公网物理隔离；

　　系统框图：

  

参考文献:

[1]. PLC datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.