?   人機界面系統(tǒng)(HMI)作為中厚板自動化系統(tǒng)的重要組件被廣泛應用。在生產(chǎn)過程中,操作人員可以通過人機界面,了解現(xiàn)場生產(chǎn)的運行情況,以及控制程序的執(zhí)行情況;并可以通過接口工具,與后臺執(zhí)行的控制程序進行交互。當現(xiàn)場出現(xiàn)問題時,根據(jù)界面提供的報警信息,及時妥當?shù)靥幚憩F(xiàn)場出現(xiàn)的問題。本文介紹的是針對中厚板加速冷卻過程控制系統(tǒng)開發(fā)的人機界面系統(tǒng),主要內(nèi)容包括硬件配置和網(wǎng)絡結構、開發(fā)軟件和冗余機制、OPC通信機制和界面設計。

1 硬件配置和網(wǎng)絡結構

  系統(tǒng)的主要硬件包括HMI服務器2臺—主服務器和從服務器,布置在計算機房;終端2臺,1臺位于操作臺供操作工生產(chǎn)監(jiān)控,另1臺位于計算機房,供維護人員程序調(diào)試。

  系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與其他系統(tǒng)相連,具體的網(wǎng)絡布置如圖1所示。系統(tǒng)的工作原理是:HMI服務器存儲來自加速冷卻二級服務器的規(guī)程信息,以及來自一級控制系統(tǒng)的實測信息。各個HMI終端根據(jù)監(jiān)控和操作的需要,從HMI服務器上獲取相應數(shù)據(jù)信息,用于畫面顯示。

2 開發(fā)軟件和冗余機制

  WinCC(WindowsControlCenter,視窗控制中心)系統(tǒng)軟件包是HMI服務器的核心軟件,它具有數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制自動化過程的強大功能,是基于個人計算機的操作監(jiān)視系統(tǒng),其顯著特點就是全面開放。在Windows2000標準環(huán)境中,它能有效結合標準程序和用戶程序建立人機界面,精確地滿足生產(chǎn)實際要求,確保安全可靠地控制生產(chǎn)過程。WinCC還提供成熟可靠的操作方式和高效的組態(tài)性能,同時具有靈活的伸縮能力。

                     圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡布置

   WinCC服務器的可選軟件為客戶提供了客戶機朋及務器解決方案。在這里,服務器承擔主要控制任務,如為客戶機進行程序連接和日志記錄。客戶機則利用服務器提供的服務,通過獨立的終端總線與服務器通信。客戶機間的通信采用標準的TCP/IP協(xié)議,客戶機可自動尋找分配給它們項目的服務器,這就為以后方便地切換服務器而不引起任何不利后果提供了基礎。    WinCC冗余可選軟件使得2臺HMI服務器始終保持并聯(lián)運行,保證存檔數(shù)據(jù)自動互相匹配。具體的雙機冗余工作流程如下:

  (l)雙機啟動,主服務器處于工作狀態(tài),從服務器處于熱備狀態(tài)。

  (2)主服務器出現(xiàn)故障,停止運行,從服務器檢測到主服務器故障后,自動接管控制任務,進行數(shù)據(jù)的采集和保存。

  (3)經(jīng)過故障處理后,主服務器恢復工作,接管從服務器的控制任務,從服務器重新進人熱備狀態(tài)。

  (4)主服務器讀取從服務器上的數(shù)據(jù),將故障期間缺失的數(shù)據(jù)補充完整后,繼續(xù)后續(xù)的控制任務。

3 OPC通信機制

  界面服務器與ACC二級系統(tǒng)之間的通信采用OPC方式實現(xiàn)。界面服務器作為服務器端,同時安裝WinCC軟件。ACC二級系統(tǒng)作為通信的客戶端,無論是否安裝WinCC軟件,都能完成通信功能。為了完成通信功能,需要在客戶端和服務器端做相應的配置。 3.1 客戶端的配置

  運行deomenfg.exe,選擇OpCSeoer.WinCC,然后點屬性按鈕。選擇常規(guī)標簽,將認證級別設為“無”;在位置標簽下,選擇“在下列機器上運行應用程序”,同時在下面輸人服務器端的機器名,如圖2所示。

                       圖2 客戶端配置

3.2 服務器端的配置 

 運行deomenfg.exe,選擇Opcseoer.wincc,然后點屬性按鈕。選擇常規(guī)標簽,將認證級別設為“無”;在位置標簽下,選擇“在這臺計算機上運行應用程序”,如圖3所示。

                       圖3 服務器端配置 3.3 關鍵代碼

  用VC++編寫客戶端通信程序。OPC客戶端程序封裝為COPCChellt類,用戶程序需引人下列源文件:

4 界面設計  界面設計主要包括監(jiān)控主界面、模擬計算界面、原始數(shù)據(jù)管理界面和報警信息顯示界面。

  (l)監(jiān)控主界面。主要顯示的內(nèi)容包括:軋件原始信息、設定規(guī)程信息和實際規(guī)程信息、冷卻策略信息、冷卻集管健康狀態(tài)信息,以及冷卻功能投用狀態(tài)信息。其中設定規(guī)程信息包括:鋼板速度、冷卻加速度、冷卻速度、水冷速度、邊部遮蔽量、上下集管的流量、上下集管的開閉狀態(tài)、開冷溫度、終冷溫度、返紅溫度。監(jiān)控主界面如圖4所示。

                    圖4 監(jiān)控主界面

  (2)模擬計算界面。為現(xiàn)場操作人員提供一種人工請求計算的途徑。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實際需要,有時需要修改軋件的原始數(shù)據(jù)信息,此時操作人員可以在界面上修改數(shù)據(jù),然后通過點擊模擬計算按鈕,將軋件信息發(fā)送到二級模型系統(tǒng),模型系統(tǒng)根據(jù)通信得到的數(shù)據(jù)信息計算冷卻規(guī)程后,將結果送回界面顯示,經(jīng)操作人員確認規(guī)程信息可用后,將規(guī)程發(fā)往一級控制系統(tǒng)。   (3)原始數(shù)據(jù)管理界面。通過此界面,操作人員可以實現(xiàn)對在線軋件的原始數(shù)據(jù)信息的查詢、修改、保存和新增等功能。   (4)報警信息顯示界面。對報警信息進行集中管理,可以查詢歷史信息,或者把報警信息保存在文件中,以備將來故障診斷。在其他界面的頂部都留有報警信息的顯示位置,由于空間的限制,只能顯示最近報出的幾條信息。如果要查詢先前的信息,必須到報警信息界面中查詢。

5 結論

  本機界面系統(tǒng)于2009年已在某鋼鐵企業(yè)中板廠應用,效果良好。由于HMI服務器采用了雙機熱備方式,為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了可靠的保證,在線運行的時間內(nèi),從未出現(xiàn)過由于服務器故障引起的停機事故。界面功能設計合理,能夠滿足現(xiàn)場操作人員生產(chǎn)和維護的需要。