基于Wonderware System Platform的DCS系統在煙草企業制絲車間的應用

王立威

摘要：文章介紹了一種應用于卷煙廠制絲車間，基于Wonderware System Platform的DCS系統（分布式控制系統），該系統能夠對制絲生產線各工序設備進行實時監控，并配制有歷史數據庫對各工序傳感器數據與生產數據進行存儲與查詢，同時可以通過網頁服務器將監控畫面以網頁的形式進行發布。

關鍵詞：Wonderware System Platform；DCS系統；生產監控；煙草企業；制絲車間 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP311 文章編號：1009-2374（2015）15-0042-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.021

1 卷煙廠制絲車間應用環境

卷煙廠制絲車間生產線一般由若干工序組成，包括煙包解包、松散回潮、加料、切絲、烘絲、摻配、加香等工序如圖1所示：

圖1 制絲車間生產工序 圖2 單個工序PLC控制系統示例

每個工序由各自的PLC進行控制，如圖2所示：

使用基于Wonderware System Platform的分布式控制系統能夠組建車間模型，將各工序控制設備組建到System Platform（系統平臺）下，通過System Platform IDE（系統平臺集成開發環境）進行配制、部署，從而實現對車間各工序設備的監控，一種系統平臺的拓撲結構如圖3所示：

圖3 系統平臺拓撲圖

在該平臺下PLC作為現場設備的控制器，對現場設備的各種傳感器數據進行采集，并控制現場各種執行裝置完成工序作業，數據采集服務器運行與管理工廠模型，同時對現場PLC的各種數據進行采集，并按照需要將數據分發到各監控計算機與各臺服務器，平臺配置數據庫（Galaxy Repository）存儲系統平臺的配制數據，歷史數據庫運行IndustrialSQL Server? Historian軟件，存儲各種需要保存的歷史數據，管理數據庫對生產管理提供支持，Web服務器可以將監控畫面通過互聯網向遠程發布，監控計算機運行InTouch? HMI，可以對各工序的生產過程進行監控。

2 工廠模型的建立

2.1 System Platform中類與對象的概念

Wonderware System Platform使用類（模版）與對象（實例）的概念來組建與管理工廠模型，該方法使用類似面向對象的編程的思想，工廠模型中的各種實例（Instance）皆由模版（template）生成，實例繼承模版的各種屬性（data）與方法（Script），模版之間也可以存在繼承關系，子模版繼承父模版的屬性與方法，如圖4所示：

圖4 模版與對象示例

2.2 在System Platform IDE中創建車間模型

在System Platform IDE中創建的車間模型如圖5所示：

圖5 制絲生產線層次模型 圖6 制絲系統中添加的各實例

在模型的制絲系統中添加$WinPlatform實例、$AppEngine實例、$ViewEngine實例、$DDESuiteLinkClient實例，其中$WinPlatform實例作為$AppEngine實例與$ViewEngine實例的容器，與平臺中的計算機對應，$DDESuiteLinkClient實例對系統中的PLC進行數據讀取與寫入，$AppEngine實例運行車間模型。

$InTouchViewApp模版用于生成在各監控計算機運行的監控應用，使用$InTouchViewApp模版生成新的模版，如$InTouchViewApp001、$InTouchViewApp002等，通過Intouch Window Maker可以對$InTouchViewApp001進行編輯，在$InTouchViewApp001中添加監控窗口，由$InTouchViewApp001生成的實例被放入對應$ViewEngine中運行。制絲系統中添加的各實例如圖6所示。

2.3 在System Platform IDE中對模型中的各實例進行部署

部署指的是對平臺的每個計算機的功能進行分配，如圖7所示，其中GR是配制數據庫，Web作為網頁服務器使用，每個生產段各有監控計算機進行監控，數據采集1是數據采集服務器，數據采集1_1作為數據采集1的冗余服務器，AE001_1是由$AppEngine模版生成的實例，DDESuiteLinkClient001是由模版$DDESuiteLinkClient生成的實例，ViewEngine切絲段監控是由$ViewEngine模版生成的實例，InTouchViewApp切絲段監控是由模版$InTouchViewApp的子模版生成的實例。

圖7 平臺計算機的部署

2.4 對模版$DDESuiteLinkClient的實例的參數設置

$DDESuiteLinkClient模版的實例用于對PLC數據進行讀寫，如圖7中的DDESuiteLinkClient001，雙擊DDESuiteLinkClient001進入該實例的屬性設置頁面，如圖8所示：

圖8 DDESuiteLinkClient001屬性設置頁面

在該頁面中Server node項填入運行DAServer的計算機的名稱，Server name填入DASSIDirect，Communication protocol選擇SuiteLink。DAServer是一個用于讀寫PLC數據的服務程序，別的應用程序能夠通過DAServer對PLC數據進行讀寫，由于篇幅限制，對于DAServer的設置這里不再說明。在圖8所示頁面中選擇Topic，進入如圖9所示頁面：endprint

圖9 Topic頁面中的設置

在該頁面中Avialable topics填入在DAServer中填入的Device Groups中的項，Attribute中填入在Wonderware System platform中引用的名稱，Item Reference中填入的是與Attribute中的項對應的DAServer中設置的Device Items中的項，Attribute中的項對應PLC中數據的地址在DAServer中通過Device Items中的項進行設置。

2.5 對模型的參數進行設置

下面以松散回潮機中的滾筒電機為例，打開滾筒電機的屬性設置頁面如圖10所示：

圖10 滾筒電機的屬性設置頁面

在該圖Field attribute中可以添加該實例的屬性，如上圖添加的Alarm、Statue、Speed_PV、Speed_SP，其中Alarm、Statue為開關量變量，Speed_PV、Speed_SP為模擬量變量。如圖10所示，Speed_PV的Access mode為Input，其Input source為DDESuiteLinkClient001.Topic_SSHC.Motor1_Speed_PV，該設置與圖9的設置相對應。

2.6 操作界面的制作

通過Intouch Window Maker對$InTouchViewApp的子模版$InTouchViewApp松散回潮段進行編輯，可以制作該段的操作界面，制作的界面框架如圖11所示：

圖11 松散回潮段監控界面框架

從該操作界面可以看出，該工段由解包機械手、切片機、松散回潮機、風選除雜機、激光除雜機、儲葉柜等部分組成，與圖5中所建立的生產線模型對應。每個段都有各自的監控界面，這里不再敘述。

3 結語

通過構建基于Wonderware System Platform的DCS系統能夠在車間層級對生產流程進行規劃；對生產數據進行監控、管理；對生產設備進行整體監控。由于Wonderware System Platform具有良好的開放性，有利于生產車間根據自己需要將第三方應用集成在管理平臺中用于對已有功能進行擴展。

參考文獻

[1] 裴玉玲，余兵.煙草行業中基于Wonderware-Fs的企業級能源監控管理平臺[J].計算機控制、監測與管理，2005，（8）.

（責任編輯：秦遜玉）endprint