車間生產管理的分布式顯示系統

王立威，李大雁

（貴州中煙工業有限責任公司貴陽卷煙廠，貴州貴陽 550009）

車間生產管理的分布式顯示系統

王立威，李大雁

（貴州中煙工業有限責任公司貴陽卷煙廠，貴州貴陽 550009）

一種應用于車間生產現場的分布式信息顯示系統，能夠靈活布置于車間生產現場各區域，顯示各區域不同工序的生產相關信息。系統通過中控OPC服務器，并在生產現場各區域監控電腦上使用OPC客戶端獲取需要在該區域顯示的信息，并將信息通過無線發送模塊發送到相應的顯示屏。

車間管理；OPC服務器；OPC客戶端；顯示系統

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.43

1 應用環境

該分布式顯示系統目前采用LED屏幕進行顯示，系統運用場景如圖1所示：在該系統中PLC用于控制生產現場各生產主機，生產數據通過數據采集服務器獲得，監控計算機用于監控現場各工序生產數據，OPC服務器用于獲取需要在各LED顯示器上顯示的生產信息，該數據也是通過數據采集服務器從PLC中獲得，在生產現場的監控計算機中運行OPC客戶端，用于從OPC服務器中獲取相應的需要顯示的數據，并將該數據通過無線模塊發送至LED顯示屏幕。

圖1 分布式顯示系統應用環境

2 系統構成

2.1 OPC服務器

OPC（OLE for Process Control，用于過程控制的 OLE）是一個工業標準，基于微軟的OLE（現在的Active X）、COM（部件對象模型）和DCOM（分布式部件對象模型）技術。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標準集，用于過程控制和制造業自動化系統。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套標準的OLE/COM接口完成的，通過DCOM技術和OPC標準，完全可以創建一個開放的、可互操作的控制系統軟件。OPC采用客戶/服務器模式，把開發訪問接口的任務放在硬件生產廠家或第三方廠家，以OPC服務器的形式提供給用戶，解決了軟、硬件廠商的矛盾，完成了系統的集成，提高了系統的開放性和可互操作性。

由于車間使用基于Wonderware System Platform的分布式控制系統，因此依然使用基于該平臺的OPC服務器，在使用時只需將需要訪問的數據的名稱與訪問地址一一添加進OPC服務器中即可，其中數據名稱作為與OPC客戶端進行連接時使用的名稱，訪問地址為Wonderware System Platform中某個變量屬性的全名，具體可能會對應某個PLC中的具體地址，具體配制過程這里不再祥述。

2.2 OPC客戶端程序

OPC客戶端使用Visual Studio進行開發，功能主要包括從OPC服務器獲取數據以及將數據無線發送至LED顯示屏兩個部分。從OPC服務器獲取數據主要使用的函數包括：

當OPC服務器中某個數據項改變時，對應客戶端程序會調用KepGroup_DataChange（）函數，在該函數中可以獲取改變后的信息，并將該信息發送至相應的LED屏幕。

無線發送模塊通過USB接口與監控電腦連接，作為USB HID設備進行使用，OPC客戶端將數據發送到無線發送模塊使用的是SpecifiedDevice.SendData（）函數。在發送信息以后，系統會等待與LED屏連接的無線接收模塊的回復，如果沒有收到回復，則系統會再次嘗試發送，直到達到最大次數。如果回復接收成功，則完成該次發送。

2.3 無線收發模塊

無線收發模塊的發送模塊通過USB接口連接生產現場的監控PC，發送模塊與接收模塊之間使用nRF24L01無線數傳模塊進行通信，無線接收模塊通過RS232接口將需要顯示的信息發送至LED液晶屏進行顯示。無線收發模塊之間的通信如圖2所示，無線收發模塊使用STM32F103為CPU進行設計，STM32F103是32位ARM微控制器，其內核是Cortex-M3。

圖2 無線收發模塊通信

2.4 串口液晶顯示模塊

串口液晶顯示模塊作為該系統的信息輸出單元，布置于生產現場各需要顯示信息的位置，該顯示模塊使用串口與接收模塊連接，其具有以下特點：可以顯示漢字與圖形；顯示顏色為紅色；功能設置為亮度調節、滾屏方式調節等；通信方式為RS-232串口。

3 結語

該系統在車間現場使用具有實時性強、配置靈活、安裝方便、可擴展性強、低功耗、便于維護等特點，因此該系統具有較強實用性，同時該系統在生產現場獲得了較好的使用效果。

［1］英慶，王代華，張志杰.基于nRF24L01的無線數據傳輸系統［J］.現代電子技術，2008，31（7）：68-70.

［2］王振，胡清，黃杰.基于nRF24L01的無線溫度采集系統設計［J］.電子設計工程，2009，17（12）：24-26.

TP278

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〔編輯 凌 瑞〕