基于網絡組態的陶瓷過濾機遠程集中監控系統的研究

摘 要：應用監控組態軟件對設備進行遠程監控已成為工業自動化中發展的必然趨勢，在日益激烈的競爭中，提高生產效率是非常有必要的。

關鍵詞：數據采集；組態；web發布

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.116

0 前言

在網絡技術日新月異的今天，遠程監控成為目前生產單位中不可或缺的手段，監控人員不僅可以坐在中控室里對設備進行監控，而且可以隨時隨地通過網絡進行遠程監控。Wonderware公司推出的系列軟件支持網絡訪問，而且能夠比較容易地開發出良好的監控畫面，網絡配置簡單。

1 陶瓷過濾機相關知識介紹

陶瓷過濾機工作原理與傳統的過濾機工作原理接近，利用抽取陶瓷板內腔真空產生與外部的壓差，使料槽內懸浮的物料在負壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料因不能通過微孔陶瓷便被截留在陶瓷板表面，而染色體因真空壓差及微孔陶瓷板的毛細作用則順利通過，從而達到了固液分離的目的。陶瓷過濾機整個控制系統采用PLC模塊和觸摸顯示屏組成，它們負責控制系統下層（電動機、氣動閥、各種傳感器、各種儀表）的數據采集和控制，完成設備狀態、工藝參數的顯示和設置，以及在手動狀態下對設備的控制。雖然目前很多陶瓷過濾機雖然自動化程度高，但是多數還是處于本地的控制，許多運行參數只能是本地顯示，雖然工作人員在固定的時間內進行記錄，但是如果要對設備提高工作效率、進行事故分析、節能分析以及數據挖掘等這些記錄是往往不夠的，因為數據記錄的時間還是相隔太長，對所記錄的歷史數據不能進行有效的分析，并且效率也不高，人工抄完數據，需要錄入微機，然后還要導入數據庫里面工作很繁瑣，并且還不能保障數據的真實有效。并且，如果陶瓷過濾機的數量增多，工作人員勞動強度加大，職守難度也相應地增加，故障率也就隨之增加。如果能夠遠程監控，所有的設備運行狀態和參數在微機上都可以一目了然的顯示在微機上，這樣可以有效的提高工作效率和降低設備的故障率。

2 監控要求

采集陶瓷過濾機的相關參數，分析采集的數據，對此做出正確的判斷，保障陶瓷過濾機高效率、穩定的運行。

2.1 需采集的參數

陶瓷過濾機運行參數，氣源壓力；擠壓閥調整氣壓；其他閥調整氣壓等其他參數、電源合閘信號，相關部件遠程/本地信號；相關模擬量調節信號，自動/手動、運行/暫停、氣源壓力；擠壓閥調整氣壓、其他閥調整氣壓，真空度、液位，閥門開關狀態。

2.2 基于組態的網絡結構

基于組態的陶瓷過濾機遠程監控系統可以采用如圖1所示的網絡結構。

在圖1示的網絡結構中，PLC與陶瓷過濾機的儀表、傳感器、閥門等設備相連接，完成對陶瓷過濾機相關數據的監測。實時數據服務器集設備數據采集，報警服務器、歷史數據服務器功能于一身，負責報警信息的驗證和記錄，歷史數據的記錄和歸檔。上位機可以瀏覽服務器的實時數據，查看設備的報警信息，查詢設備的歷史記錄。在此，上位機其實還充當服務器，因為組態服務器系統處理遠程IE端的訪問請求，無需額外的服務器。遠程監控終端通過網絡能夠在任何地方對陶瓷過濾機進行遠程監控。

3 系統設計

處于系統穩定性的考慮及多年積累的經驗，我們以Wonderare公司的軟件，對系統進行設計。

3.1 PLC的通信連接

我們在陶瓷過濾機的PLC中加裝通信模塊，并對其進行相應的設置，通過交換機連接，使之先實現與計算機之間的物理連接，然后用Wonderware公司的DA sever內嵌各種PLC驅動程序實現相互之間的訪問。

3.2 實時數據庫

綜合考慮陶瓷過濾機的數據規模和操作站的數量，系統數據庫選用InSQL數據庫.該數據庫性能穩定，適用于實際數據量的需求。

3.3 組態軟件

WonderWare公司的Intouch作為工業控制組態軟件，提供了組態環境和運行環境。在組態環境下定制系統，進行數據庫組態，畫面組態，定義系統的數據采集和控制任務。在運行環境中實施這些任務，并將數據實時傳輸給本站的其它任務和網上其它工作站。

3.4 監控管理中心功能

（1）簡潔、清晰的主畫面，可以將所有的陶瓷過濾機運行狀態及相關參數清晰、全面、真實的顯示在屏幕上，并隨實際生產狀況保持一致。（2）實時數據采集。系統通過DA Sever和InSQL將數據采集上來并進行數據分析、處理和顯示報告；（3）準確事故報警。當設備運行中，某參數顯示不正常，某設備故障等，能夠準確、及時地反映；（4）作業率的分析。對設備運行最佳狀態的所有數據進行記錄，有助對工藝的改進；（5） 事故追憶。通過對數據庫里歸檔的數據分析，當事故發生后，做到有據可查，一種有效的考核手段。

3.5 Web發布

我們利用Wonderware公司的SuiteVoyager 2.0，來完成此項WEB發布功能的設計。SuiteVoyager 的結構十分簡單而且很容易配置，不需要配置者具有網站設計或者結構工具方面的知識。在上位機做的所有陶瓷過濾機監控的InTouch 圖形 窗口轉變為XML 格式可以允許窗口大小自動調整。

4 結束語

基于網絡組態的陶瓷過濾機遠程監控系統不僅可以改善工作人員的勞動條件，大大減輕他們的勞動量，提高了工人的工作效率，而且相關人員能夠隨時隨地對陶瓷過濾機進行監控，使陶瓷過濾機自動化程度不斷升級，陶瓷過濾機安全性能得到有力保證。特別是在在陶瓷過濾機數量比較多的情況下，更能體現系統的優越性。

作者簡介：李金航（1984-），男，云南昆明人，碩士研究生，工程師，研究方向：自動控制系統、軟件工程、工業機器人應用技術，獲全國冶金計控先進個人、全國冶金技術發明銅獎（第十完成人）、云南省高等教育成果一等獎、云南省職業技能競賽（工業機器人賽項）優秀指導教師 。