用组态软件实现对储备仓库的监控和信息化管理

1、    用组态软件实现对储备仓库的监控和信息化管理1引言我国储备物资仓库遍布全国各地，国家级的储备物资仓库就有900多个。有许多仓库根据贮藏物资的需要，要求仓库内的温度、湿度等环境物理量保持恒定，有些物资流动性大的仓库还要求对每天进出仓库的物资数量登记，还要求对仓库内的物资进行动态查询，并给出日报表和月报表。要实现上述功能，只需配备一台普通电脑，若干个传感器，一台可编程控制器，制冷加热和加湿装置，以及通风设备，再用组态软件设计监控程序即可。本文的设计1引言    我国储备物资仓库遍布全国各地，国家级的储备物资仓库就

2、有900多个。有许多仓库根据贮藏物资的需要，要求仓库内的温度、湿度等环境物理量保持恒定，有些物资流动性大的仓库还要求对每天进出仓库的物资数量登记，还要求对仓库内的物资进行动态查询，并给出日报表和月报表。要实现上述功能，只需配备一台普通电脑，若干个传感器，一台可编程控制器，制冷加热和加湿装置，以及通风设备，再用组态软件设计监控程序即可。        本文的设计思想是对储备仓库的物流进行记录并让物资主管部门根据工作需要，用计算机定期或不定期地对所辖物资仓库里库存物资进行例行检查，以便及时发现问题，解决问题，还要对储备

3、仓库进行监控，以保证战略储备物资的安全保管。采取的技术手段是在储备仓库内安装多个环境变量测量传感器以及控温、报警、通风，消防等设备，用组态软件把测量结果用数码和曲线两种形式显示并记录。当仓库内发生危险如着火或有害气体泄漏时，系统会立即接通报警器并打开通风或其他消防设备。仓库管理人员将每日的入库出库情况进行记录并存盘，主管部门工作人员通过办公室里的计算机来查看储备仓库物资的保管情况。方法是调出保存在硬盘里的记录数据和曲线以及入出库记录数据，可以通过打印机以报表的形式打印出记录的信息。    2系统的硬件构成    系

4、统主要由管理层多媒体计算机-各类传感器-信号调理电路-A/D转换板卡-可编程控制器-电磁阀-报警、通风设备等组成。硬件拓扑结构为树型结构（见图1）。根据需要系统还可以增加图像监视设备。    （1）各类传感器：主要有气体传感器，温度传感器和湿度传感器，其中气体传感器用来监测仓库内有无有毒气体存在，如果贮藏物品发生霉变或者发生有害气体泄漏可以及时发现。    （2）信号调理电路：主要由运算放大器组成，用于将气体传感器产生的微弱电信号放大处理，使其成为适合A/D转换的信号。    

5、;（3）A/D采集卡：用于将调理电路输出的模拟量电信号转换为计算机可以处理的数字量电信号。采集卡型号为PCI-7422，12位32路A/D转换。    （4）PLC：可编程控制器，接收PC机发来的控制信号，驱动电磁阀接通与断开，最终控制加热、制冷、通风以及报警设备的工作。    （5）执行部件：包括报警器、通风以及其他消防设备。    （6）PC计算机：是本系统的核心部件。它对传感器阵列得到的信号进行数据采集和变换处理，从而得到送入传感器阵列的被测仓库的环境变量信号，经过和设

6、定的能够保证仓库内的物品正常贮存的环境物理量比较，若有偏差就给PLC发出控制信号，进而驱动执行设备减小偏差。为了给仓库管理人员以及检查人员以及用户提供一个贮藏物品在仓库中存放正常的科学依据，PC机可以将每日的环境变量用数字和曲线两种形式显示出来并且存到数据库中，任何时候都可以调出任一天的数据和曲线图查看。    整个系统可分为两层：监控管理层和现场测控层，监控管理层由一台本地节点的上位机和数台远程节点的客户机共同组成C/S结构。本地节点的上位机配有AD转换接口卡。    现场测控层由PLC及其所连接的执行设备构成，

7、本系统采用西门子公司300系列的PLC。CPU315-2DP集成了PROFIBUS-DP现场总线接口装置。分布式I/0系统在现场运行，并采用ET200通讯模块与PROFIBUS-DP相连接。    3监控系统的软件结构    对软件产品而言，使其具有良好的通用及用户可维护性，是开发中的难点。由于仓库内的温度、湿度等物理量变化不可能太快，因此每隔1分钟采集记录一次被测信号已经足够。    软件结构部分包括Windows2000操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。上位机的世

8、纪星监控组态软件采用Profibus-S7驱动程序从Profibus-S7总线上获取PLC数据，完成设备监测和控制。    3.1下位机编程软件    PLC程序的编制在上位机中完成，本系统采用SIMATICS7-300的配套编程工具STEP7完成硬件组态、参数设置、编程、测试、调试和文档处理。通常，用户程序由组织块（0B）、功能块（FB,FC）,数据块（DB）构成。其中，OB是系统操作程序与应用程序在各种条件下的接口界面，用于控制程序的运行。功能块（FB, FC）是用户子程序。数据块（DB）是用户定义的

9、用于存取数据的存储区，本系统中它是上位机监控软件与STEP7程序的数据接口点。在PROFIBUS-S7中配置与其相对应的DB块就可实现上位机与STEP7程序的数据接口。    3.2上位机监控软件    测试系统的软件设计采用监控组态软件开发。世纪星自动化监控组态软件问是在PC机上开发的智能型人机接口软件系统，世纪星监控组态软件作为一个实时界面实用程序生成器，可以产生在管理级别上的监控和数据采集程序。世纪星监控组态软件系统集强大功能和使用方便于一体。世纪星监控组态软件系统由开发系统CSMAKER和运行系统CSVIE

10、WER两部分组成。CSMAKER和CSVIEWER是各自独立的Windows32位应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在开发系统CSMAKER中设计开发的应用程序必须在CSVIEWER运行环境中才能运行。CSMAKER是其应用程序的集成开发环境。软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接等。开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性，对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等重要功能有简单的操作办法。利用图形控件功能可以大大减少设计界面的时间，从整体上提高工控软件的质量。CSVIEWER是世纪星监控组态软件系统的实时运行环境

11、，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O服务程序的数据交换。它通过实时数据库管理从工业控制对，象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史数据记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。    数据库系统和用户操作界面都是用组态监控软件设计的。由于世纪星组态监控软件允许使用中英文混合编程，大大方便了对测量系统软件的开发。在系统中用到的变量名既可以用英文字符也可以用汉字。一般来讲，每一个参数（指设计任务书中指定的参数）都应在变量数据库中对应着一个变量。用组态软件开发监控系统的步骤是，先建立系统所需

12、的变量并进行设备硬件连接和软件安装，再设计界面，在用户界面中可以设置数字显示框也可以设置动态曲线显示窗口，接下来要把变量和界面中的输出单元建立联系。监控系统中用到的输入部件和输出部件如AD卡，PLC等设备都须进行安装，世纪星组态监控软件内置了许多公司的设备驱动程序，世纪星的设备驱动采用OLE自动化（即COM组件）接口技术，使设备驱动程序和世纪星有机的整合在一起，来完成数据采集和实时控制。对于不同的硬件设备，利用世纪星的设备安装向导，配置相应的设备驱动程序即可。在安装的过程中要为每一个设备设置一个设备名，组态软件会自动为每一个设备安排一个设备地址。当把上述设置进行完毕后，最后一步就是编写程序。&

13、#160;   3.3图形界面开发程序    图形界面开发程序由世纪星开发系统（CSMaker）和世纪星运行系统（CSViewer）组成。画面编辑应用程序提供需要制作实时画面的所有功能，如图形、文字、数据、动画和图表工具，用户可根据实际生产需要进行画面组织。画面显示给用户提供命令与图建立联系，用户可使用各种各样的方法进行画面的操作。本系统中开发的主要画面有：    （1）状态显示画面。状态显示画面主要显示各胶带当前运行状态信息值，如当前仓库内被测点的温度、湿度、气体以及一些故障信息，还

14、显示当前的日期和时间信息。    在该画面中还包含单台设备控制子画面。尽管系统起停关系已在STEP7中进行组态编程，但在某些情况下还需要对设备进行单台控制。在画面中点击相应设备按钮可对该设备进行单独控制。数据被写回到现场过程硬件中从而进行控制操作。    （2）实时报警处理。对系统实时采集的数据进行判断，发出报警信号，并按技术要求进行处理并自动进行相应的设备控制，如发生有害气体泄漏会自动接通报警器报警并自动打开通风设备。    （3）报表打印。利用世纪星的DDE功能开发出实时

15、报表并具有随时打印功能。    （4）实时数据曲线显示。监视设备重要参数的变化趋势曲线，从而可以了解仓库内环境变量在一段时间的变化状况。    （5）环境变量记录值和曲线查询画面。功能与实时数据曲线类似，只是它显示的是过去一段时间设备的运行参数值。    4系统功能    （1）环境变量自动监控功能。仓库内的温度、湿度和通风可以实现自动测量和监控。    （2）测量结果的数字和曲线显示功能。可以在主界面内显示所有被测量的数值和动态曲线，不同测量点的被测值可以每间隔一段时间轮流显示。    （3）报警功能。仓库内任意测点的测值不正常，都可以引起报警，主界面可以显示出报警原因。    （4）测量值和货物进出记录功能。能将所有测点的测量数值和曲线以及每次入库出库情况记录到数据库中，其中环境变量测量结果的记录间隔可调。