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現場PLC將燒結設備的狀態(tài)和流程的運行情況如設備啟停、膠帶啟停、料倉料位和溫度通過以太網實時傳送至labview上位監(jiān)控系統(tǒng)；現場的高壓變頻器通過其控制器，將裝置的給定頻率，實際頻率、定子電壓、定子電流等運行狀態(tài)及變頻器的故障開關量等運行狀態(tài)以485串口通信的方式傳給485至232串口轉換器，轉換器與工控機的串口連接，進而將數據送入工控機，通過labVIEW軟件進行處理、顯示和存儲。同樣現場的高壓無功補償裝置也將系統(tǒng)運行狀態(tài)及保護動作等測量值和開關量通過此方式進行通信；最終通過LabVIEW，進行運行狀態(tài)分析。

燒結監(jiān)控系統(tǒng)的LabVIEW實現

1燒結監(jiān)控系統(tǒng)的程序框圖的設計

本系統(tǒng)采用TCP傳輸控制協議實現與燒結控制系統(tǒng)PLC的網絡通信。TCP能進行可靠的網絡傳輸，可按順序傳輸數據且毫無錯誤、遺失或重復，會不斷地傳輸數據報直至收到接收響應為止。TCP是基于連接的協議，這意味著各傳輸點必須在數據傳輸前創(chuàng)建連接。數據傳輸在客戶端和服務器之間進行，允許多個同步連接，正適合在本系統(tǒng)中與多個PLC的通訊。在創(chuàng)建TCP連接時，須指明其地址及該地址的端口。一個地址上不同的端口表示該地址上的不同服務。通過打開TCP連接函數可主動創(chuàng)建一個具有特定地址和端口的連接。如連接成功，該函數將返回唯一識別該連接的網絡連接句柄。這個連接句柄可在此后的VI調用中引用該連接。

2燒結自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控

燒結監(jiān)控系統(tǒng)的主界面顯示設備的狀態(tài)和相應生產流程的啟停情況，包括傳送料帶的啟停、料倉的倉位、給料器和篩料器的運行狀態(tài)；同時還可以進行原料的手動/自動投放操作。系統(tǒng)連續(xù)向下位的現場PLC發(fā)送不同的召喚命令，PLC在獲取召喚命令后，根據不同的設備地址信息，通過以太網上傳各設備的運行信息?？煞謩e進入布袋除塵界面、高爐放料界面，流量統(tǒng)計顯示界面，溫度曲線顯示界面及報警記錄界面。進入其他界面即可觀察相應設備的運行情況，并對設備進行操作；報警記錄用來顯示設備的各種故障報警信息，如傳送料帶跑偏、打滑，故障急停，高爐超溫等。以數據庫的方式進行存儲和查詢操作，系統(tǒng)掉電后數據不會丟失。

配電設備監(jiān)控系統(tǒng)的LabVIEW實現

LabVIEW是一個帶有擴展功能庫和子程序庫的通用程序設計系統(tǒng)，其開發(fā)環(huán)境下提供的應用程序有180多種，大致可分為以下幾個方面：高級分析函數庫、工具箱庫、綜合時頻分析擴展箱、儀器驅動函數庫、開發(fā)工具庫和應用程序生成器等。本系統(tǒng)中配電設備監(jiān)控系統(tǒng)主要完成上位機對高壓變頻器和高壓無功補償裝置的監(jiān)控任務，監(jiān)控系統(tǒng)的前面板由主界面、操作界面，故障記錄和參數設置界面組成；程序框圖包括Modbus串口初始化子程序、Modbus讀取數據子程序，Modbus寫入數據子程序和相應的數據處理程序。

1監(jiān)控系統(tǒng)的程序框圖的設計

串口程序初始化子程序要根據各現場控制器控制的通信參數進行初始化設置。VISAresourcename（串口名），用來實現LabVIEW與多個現場用電設備的地址分配，波特率的大小要與各子設備的波特率大小相同，本上位機采用RTU的通信模式。將初始化配置后的串口經串口讀取控件接入VISA緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)設置讀取的字節(jié)長度即完成了串口的初始化。讀取數據程序完成對現場運行設備數據的讀取。數據寫入子程序完成召喚命令和操作命令的下傳。

2界面設計應注意的問題

借助于計算機的強大圖形處理能力，虛擬儀器具有一個十分友好的圖形方式軟面扳。要注意做好人機界面的設計，生產過程的控制離不開各種自動化控制設備和操作人員，如何使操作人員與控制設備（機器)之間有一個友好和諧的環(huán)境是設計人員必須注意的問題。在產品設計過程中，應按產品的審美要求、技術要求及產品具有的心理功能進行造型構思，然后根據人機工程的要求對產品的各個細節(jié)、尺寸、外觀進行量化、確定和完善。界面的色彩具有美學方面的意義，除此之外，還與人眼的生理功能、光源、環(huán)境色等有關，設計者在設計操作區(qū)顏色時必須考慮。系統(tǒng)控制界面的設計，必須考慮：（1）界面上的元件分布應適合操作者生理特點，如各種顯示元件應放在操作人員最佳視野范圍，各種挽作元件應安置在人的操作范圍之內，并方便操作；（2）顯示元件的設計或選擇應與所顯示的信息的特性相適應，并符合人的視覺特征。此外，還應注意，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分開布置，以有利于操作者快速、準確地觀察、認讀和顯示元件和操作元件應按功能分組，同組的元件應盡量靠近，組間應留有足夠的間隙，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)控補償裝置監(jiān)控主畫面顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)，還可以看到補償裝置所在電網的一些電能質量參數；操作員可根據主界面的相關顯示參數、判斷電網的負載情況、對補償裝置進行調整。選擇變頻器監(jiān)控即可進入變頻器的操作界面，在此界面中可設定變頻器的給定頻率，顯示相關參數信息。選擇‘遠控/本地’按鈕可切換操作的有效模式，實現遙調功能；當切換到遠控模式時，可在本監(jiān)控系統(tǒng)中進行啟動、停止、復位操作。

監(jiān)控系統(tǒng)的數據庫管理

本系統(tǒng)利用LabVIEWSQLToolkit訪問數據庫。利用LabVIEW平臺下的DatabaseConnectivityToolkit及ReportGenerationToolkit工具包建立的數據庫管理系統(tǒng)。它集成了一系列的高級功能模塊，這些模塊封裝了大多數的數據庫操作和一些高級的數據庫訪問功能。其主要的功能如下：支持ADO所支持的所有的數據庫引擎；支持所有與ODBC或OLEDB兼容的數據庫驅動程序；具有高度的可移植性，在任何情況下，用戶通過改變DBToolsOpenConnectionVI的輸入參數ConnectionString就可以更換數據庫；可以將數據庫中ColumnValues的數據類型轉換為標準LabVIEWDatabaseConnectivityToolset的數據類型，這進一步增強了它的可移植性；與SQL兼容；不使用SQL語句就可以實現數據庫記錄的查詢、添加、修改以及刪除等操作；用戶可以完全不需要學習SQL語法。用戶可以使用LabVIEWSQLToolkit在LabVIEW中支持ODBC的本地或遠程數據庫，例如MicrosoftAccess，MicrosoftSQLSever，SybaseSQLServer以及Oracle等。本監(jiān)控系統(tǒng)在設計過程中除了考慮到系統(tǒng)的監(jiān)控信息的完整性以外，還特別根據管理員的操作權限，設置操作界級別，獲取相應的可操作信息。查詢操作簡單明了，并且可以按照時間段進行查詢，這樣可以更準確全面地了解系統(tǒng)設備的運行情況，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和準確性。

結束語

本研究中基于虛擬儀器技術開發(fā)的鋼鐵企業(yè)自動監(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)具有很高的擴展性。本研究設計的系統(tǒng)只是整個鋼鐵企業(yè)自動監(jiān)控系統(tǒng)中部分解決方案，如要構建一個體系完整、功能強大、允許穩(wěn)定可靠的監(jiān)控系統(tǒng)，還有做許多細致的工作。

作者：劉英商孟濤單位：河北工程大學水電學院河北鋼鐵集團邯鋼能源中心