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現(xiàn)場PLC將燒結(jié)設(shè)備的狀態(tài)和流程的運(yùn)行情況如設(shè)備啟停、膠帶啟停、料倉料位和溫度通過以太網(wǎng)實(shí)時(shí)傳送至labview上位監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)場的高壓變頻器通過其控制器，將裝置的給定頻率，實(shí)際頻率、定子電壓、定子電流等運(yùn)行狀態(tài)及變頻器的故障開關(guān)量等運(yùn)行狀態(tài)以485串口通信的方式傳給485至232串口轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)的串口連接，進(jìn)而將數(shù)據(jù)送入工控機(jī)，通過labVIEW軟件進(jìn)行處理、顯示和存儲(chǔ)。同樣現(xiàn)場的高壓無功補(bǔ)償裝置也將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)動(dòng)作等測量值和開關(guān)量通過此方式進(jìn)行通信；最終通過LabVIEW，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析。

燒結(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的LabVIEW實(shí)現(xiàn)

1燒結(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的程序框圖的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用TCP傳輸控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)與燒結(jié)控制系統(tǒng)PLC的網(wǎng)絡(luò)通信。TCP能進(jìn)行可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可按順序傳輸數(shù)據(jù)且毫無錯(cuò)誤、遺失或重復(fù)，會(huì)不斷地傳輸數(shù)據(jù)報(bào)直至收到接收響應(yīng)為止。TCP是基于連接的協(xié)議，這意味著各傳輸點(diǎn)必須在數(shù)據(jù)傳輸前創(chuàng)建連接。數(shù)據(jù)傳輸在客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行，允許多個(gè)同步連接，正適合在本系統(tǒng)中與多個(gè)PLC的通訊。在創(chuàng)建TCP連接時(shí)，須指明其地址及該地址的端口。一個(gè)地址上不同的端口表示該地址上的不同服務(wù)。通過打開TCP連接函數(shù)可主動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)具有特定地址和端口的連接。如連接成功，該函數(shù)將返回唯一識(shí)別該連接的網(wǎng)絡(luò)連接句柄。這個(gè)連接句柄可在此后的VI調(diào)用中引用該連接。

2燒結(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控

燒結(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的主界面顯示設(shè)備的狀態(tài)和相應(yīng)生產(chǎn)流程的啟停情況，包括傳送料帶的啟停、料倉的倉位、給料器和篩料器的運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)還可以進(jìn)行原料的手動(dòng)/自動(dòng)投放操作。系統(tǒng)連續(xù)向下位的現(xiàn)場PLC發(fā)送不同的召喚命令，PLC在獲取召喚命令后，根據(jù)不同的設(shè)備地址信息，通過以太網(wǎng)上傳各設(shè)備的運(yùn)行信息?？煞謩e進(jìn)入布袋除塵界面、高爐放料界面，流量統(tǒng)計(jì)顯示界面，溫度曲線顯示界面及報(bào)警記錄界面。進(jìn)入其他界面即可觀察相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行情況，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；報(bào)警記錄用來顯示設(shè)備的各種故障報(bào)警信息，如傳送料帶跑偏、打滑，故障急停，高爐超溫等。以數(shù)據(jù)庫的方式進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢操作，系統(tǒng)掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的LabVIEW實(shí)現(xiàn)

LabVIEW是一個(gè)帶有擴(kuò)展功能庫和子程序庫的通用程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其開發(fā)環(huán)境下提供的應(yīng)用程序有180多種，大致可分為以下幾個(gè)方面：高級(jí)分析函數(shù)庫、工具箱庫、綜合時(shí)頻分析擴(kuò)展箱、儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫、開發(fā)工具庫和應(yīng)用程序生成器等。本系統(tǒng)中配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要完成上位機(jī)對(duì)高壓變頻器和高壓無功補(bǔ)償裝置的監(jiān)控任務(wù)，監(jiān)控系統(tǒng)的前面板由主界面、操作界面，故障記錄和參數(shù)設(shè)置界面組成；程序框圖包括Modbus串口初始化子程序、Modbus讀取數(shù)據(jù)子程序，Modbus寫入數(shù)據(jù)子程序和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序。

1監(jiān)控系統(tǒng)的程序框圖的設(shè)計(jì)

串口程序初始化子程序要根據(jù)各現(xiàn)場控制器控制的通信參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置。VISAresourcename（串口名），用來實(shí)現(xiàn)LabVIEW與多個(gè)現(xiàn)場用電設(shè)備的地址分配，波特率的大小要與各子設(shè)備的波特率大小相同，本上位機(jī)采用RTU的通信模式。將初始化配置后的串口經(jīng)串口讀取控件接入VISA緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)設(shè)置讀取的字節(jié)長度即完成了串口的初始化。讀取數(shù)據(jù)程序完成對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取。數(shù)據(jù)寫入子程序完成召喚命令和操作命令的下傳。

2界面設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

借助于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大圖形處理能力，虛擬儀器具有一個(gè)十分友好的圖形方式軟面扳。要注意做好人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)過程的控制離不開各種自動(dòng)化控制設(shè)備和操作人員，如何使操作人員與控制設(shè)備（機(jī)器)之間有一個(gè)友好和諧的環(huán)境是設(shè)計(jì)人員必須注意的問題。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)按產(chǎn)品的審美要求、技術(shù)要求及產(chǎn)品具有的心理功能進(jìn)行造型構(gòu)思，然后根據(jù)人機(jī)工程的要求對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)細(xì)節(jié)、尺寸、外觀進(jìn)行量化、確定和完善。界面的色彩具有美學(xué)方面的意義，除此之外，還與人眼的生理功能、光源、環(huán)境色等有關(guān)，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)操作區(qū)顏色時(shí)必須考慮。系統(tǒng)控制界面的設(shè)計(jì)，必須考慮：（1）界面上的元件分布應(yīng)適合操作者生理特點(diǎn)，如各種顯示元件應(yīng)放在操作人員最佳視野范圍，各種挽作元件應(yīng)安置在人的操作范圍之內(nèi)，并方便操作；（2）顯示元件的設(shè)計(jì)或選擇應(yīng)與所顯示的信息的特性相適應(yīng)，并符合人的視覺特征。此外，還應(yīng)注意，界面的色彩宜選用低照度、低色度，使視覺不易疲勞，顯示元件與操作按鈕應(yīng)分開布置，以有利于操作者快速、準(zhǔn)確地觀察、認(rèn)讀和顯示元件和操作元件應(yīng)按功能分組，同組的元件應(yīng)盡量靠近，組間應(yīng)留有足夠的間隙，可用色線分隔、圍合，或用不同色彩、不同形狀加以區(qū)別。3.3系統(tǒng)監(jiān)控補(bǔ)償裝置監(jiān)控主畫面顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，還可以看到補(bǔ)償裝置所在電網(wǎng)的一些電能質(zhì)量參數(shù)；操作員可根據(jù)主界面的相關(guān)顯示參數(shù)、判斷電網(wǎng)的負(fù)載情況、對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行調(diào)整。選擇變頻器監(jiān)控即可進(jìn)入變頻器的操作界面，在此界面中可設(shè)定變頻器的給定頻率，顯示相關(guān)參數(shù)信息。選擇‘遠(yuǎn)控/本地’按鈕可切換操作的有效模式，實(shí)現(xiàn)遙調(diào)功能；當(dāng)切換到遠(yuǎn)控模式時(shí)，可在本監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行啟動(dòng)、停止、復(fù)位操作。

監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理

本系統(tǒng)利用LabVIEWSQLToolkit訪問數(shù)據(jù)庫。利用LabVIEW平臺(tái)下的DatabaseConnectivityToolkit及ReportGenerationToolkit工具包建立的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它集成了一系列的高級(jí)功能模塊，這些模塊封裝了大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫操作和一些高級(jí)的數(shù)據(jù)庫訪問功能。其主要的功能如下：支持ADO所支持的所有的數(shù)據(jù)庫引擎；支持所有與ODBC或OLEDB兼容的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序；具有高度的可移植性，在任何情況下，用戶通過改變DBToolsOpenConnectionVI的輸入?yún)?shù)ConnectionString就可以更換數(shù)據(jù)庫；可以將數(shù)據(jù)庫中ColumnValues的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)LabVIEWDatabaseConnectivityToolset的數(shù)據(jù)類型，這進(jìn)一步增強(qiáng)了它的可移植性；與SQL兼容；不使用SQL語句就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫記錄的查詢、添加、修改以及刪除等操作；用戶可以完全不需要學(xué)習(xí)SQL語法。用戶可以使用LabVIEWSQLToolkit在LabVIEW中支持ODBC的本地或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，例如MicrosoftAccess，MicrosoftSQLSever，SybaseSQLServer以及Oracle等。本監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中除了考慮到系統(tǒng)的監(jiān)控信息的完整性以外，還特別根據(jù)管理員的操作權(quán)限，設(shè)置操作界級(jí)別，獲取相應(yīng)的可操作信息。查詢操作簡單明了，并且可以按照時(shí)間段進(jìn)行查詢，這樣可以更準(zhǔn)確全面地了解系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。

結(jié)束語

本研究中基于虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的鋼鐵企業(yè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，使用方便、操作直觀，且由于使用了LabVIEW編程，因此系統(tǒng)具有很高的擴(kuò)展性。本研究設(shè)計(jì)的系統(tǒng)只是整個(gè)鋼鐵企業(yè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中部分解決方案，如要構(gòu)建一個(gè)體系完整、功能強(qiáng)大、允許穩(wěn)定可靠的監(jiān)控系統(tǒng)，還有做許多細(xì)致的工作。

作者：劉英商孟濤單位：河北工程大學(xué)水電學(xué)院河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼能源中心