智能人机接口软件in-ouch的开发

智能人机接口软件in-ouch的开发

在制定工业控制和软件时，人们通常会发现软件开发周期长。因为工业控制对象的变化需要修改控制系统的源程序。由于每个控制单元的不同，软件缺陷的重复利用率非常低，工业控制软件的价格也很高。工业设计委员会（以下简称工业程序性软件）的设计目的是解决上述实际工程问题。使用时，输入控制参数的模拟量（使用4.20ma），然后使用windows图形功能直观地绘制控制对象（如反应罐、锅炉等）。通用微型计算机可以创建整个控制对象。当使用该软件时，当控制对象发生变化时，相应的控制程序由inu自动更改，以适应改变后的控制对象。1过程控制.智能型人机接口软件———INTOUCH是美国Wonderware公司近年来推出的优秀软件包,它主要用于工业自动化及过程控制.作为一个实时的人机界面实用程序的程序生产器,可以产生在管理级别上的监控和数据采集程序.它主要由两大部分组成:1)WindowMaker:一个应用开发环境,用以建立窗口的图形显示,并定义为工业控制器、I/O系统和其它窗口应用程序的连接:2)WindowViewer:一个实时运行环境,用以显示由WindowMaker建立的图形窗口.1.1生产“人机界面应用程序”之目INTOUCH具有Windows所具有的特点:即操作方法的一贯性、机种间应用程序的兼容性和应用程序间的联合性.用户只要采用图标、菜单或射频按钮与计算机对话,就可实现生产“人机界面应用程序”之目的.具体表现为:1)作图功能完善,具有很强的报警和趋势判断功能;且建立的实时趋势图和历史趋势图都可由用户设置趋势的时间变化范围、数值变化范围、坐标网络的分辩率、时间段段数和颜色属性等,这两个功能对于连续过程控制的在线指导具有很大意义;2)具有11种数据类型及其数据类型转换功能;3)具有四条实时曲线图、四条历史趋势曲线和报警画面,作为操作人员的在线指导;4)多种用户数据输入方式;5)组态方式灵活,因而INTOUCH软件也倍受控制台操作员的欢迎.1.2基于其它应用程序的功能动态数据交换是Windows实现其应用程序彼此之间通信的一种手段,已有的I/O服务程序可支持许多公司生产的可编程控制器(PLC)与IN-TOUCH通信.同时INTOUCH还具有远程控制其它应用程序的能力,通过StarApp、ActivateApp和Sendkeys三个函数可以激活其它的强有力的应用程序,从而大大增强了INTOUCH本身的功能.总之,由于上述优点,使INTOUCH成为当前工业控制领域中的简便易用的“快速应用程序生成器”,可以大大发减少编制工控软件的工时,降低工控软件人员的劳动强度.2控制流程及控制程序监测与生产管理系统有多种方案,可选用不同的DCS或PLC产品.现用神经元网络和神经元可编程控制器(NIPC)为基础,在煤气厂设计了一套监测与生产管理系统.煤气厂系统结构如图1所示.生产流程中的5个状态信息和13个阀位信息由JCK系列造气自动机(日本立石公司生产的OMRONCH60H可编程控制器PLC)通过通信程序送入INTOUCH.在该系统中,水煤气工段和油煤气工段的工作相对独立.在水煤气工段中四个NIPC以并联的方式通过屏蔽双绞线与水煤气工段的PC机相连.四台JCK通过A640智能8用户与水煤气工段的PC机进行通讯.A640带有一块286CPU,因此它能独立工作而不受外部干扰.NIPC把从现场采集来的各类数据信号传送给PC机;JCK在完成对现场中的工艺流程进行控制的同时把整个工艺生产过程中的状态信息和阀位信息及时送给PC机.PC机中以INTOUCH为平台编制的应用程序则对这些数据及状态进行处理,依照用户提出的要求组态.工段中的操作工可依据PC机显示的信息及发出的报警及时对现场的工艺进行处理.值得一提的是,应用程序中把现场送来的数据直观地显示在流程中,而且为了使操作工更加方便地了解当前机器的生产状况,还把阀位的状态及工艺流程的走向以动画的方式显示出来,使得整套系统更加形象而易于操作.作为更高一级的车间调度室,PC机通过双绞线与水煤气的四个NIPC和油煤气的7个NIPC进行通讯.同时,它还通过同一线路从水煤气的四台JCK和油煤气的五台JCK中获取信息.为了分析生产过程,设置了打印的功能,可打印流程图、报警值、历史曲线、实时曲线、平均曲线.真正做到全面、随机地查看每台炉子的生产情况,及时消除隐患,做到安全、高效生产.由于PC与NIPC以1.2M速率通讯时距离不能超过400米,我们在二者之间增加了一个中继器,使其以78K的速率进行通讯,从而使通讯距离增大到2000米.至于总线两端的终端器则是为了消除通讯时的映射干扰而设置的,它能保证通讯正常、稳定地进行下去.为达到数据采集的目的,作者在DOS环境下用TurboC以中断形式编写了一常驻内存的通信程序YP.EXE(驻留中断号为0XF2),其主要功能是按收JCK发送的数据.实时(每2秒为一周期)将JCK送来的开关信号存入8用户智能卡缓冲区的某一指定位置,且在WINDOW环境下用中断服务程序UDBOARD每0.2秒访问一次内存、调用一次中断,将JCK的开关信号与INTOUCH进行数据交换,从而在流程图中实现管理和检测.煤气厂的现场管理和调度系统的通信软件框图如图2所示,用户可以直接调用厂方提供的库函数来编程序.其中YP.EXE是在DOS环境下开发的程序,而INTOUCH软件是在Windows环境下运行的.这就存在一个问题,怎样把YP.EXE接收到的数据传送给INTOUCH.在实现中得到了INTOUCH软件销售商的大力支持,由他们负责编写UD-BOARD.EXE程序.该程序每0.22秒产生一次软中断,调用中断0XF2,这时程序YP.EXE开始工作,向JCK发送数据请求命令并接收JCK的回答数据,把收到的数据放在数组TxBuffer中,在中断返回时,把TxBuffer的段地址和偏移量分别放在寄存器DX和SX中,UDBOARD.EXE根据DX和SX来形成指针,从而寻找到TxBuffer并读取数据,再通过DDE的形式把数据传送给INTOUCH.通信程序主流程如图3所示,中断服务子程序流程如图4所示.通过上述通信程序、INTOUCH中的WONDERWAR正本编辑程序和ICHDDESEVER软件以及生产流程图、实时曲线图、报警记录、报表打印、WINDOWS下的UDBOARD等,我们在煤气厂的水、油煤气车间运用美国ICC公司的神经元网络及产品神经元可编程控制器成功的设计了一套生产管理和检测系统,取得了良好的效果.它以通信网为工具,把整个生产系统的信息管理和控制集合起来,不但在低层实现了直接控制,使过程自动化,还可以在最高层实现最优化调度和决策,实现生产过程的总体优化.3实时的动态化显示实时参数的转变在该项目中选用美国Wonderware公司的智能型人机接口软件———INTOUCH,该软件为用于工业自动化及过程控制的优秀软件包.利用Windows的图形功能把工艺流程形象的画出,并把不同时间的实时工艺过程以动态的形式描绘出来,在屏幕上显示犹如一幅幅动画.以先进的形式取代了过去陈旧的模拟屏显示的方式.用户还可根据需要显示实时参数、状态及上下