臺達PLC在工廠產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

摘要：局限于技術條件，目前生產(chǎn)中在統(tǒng)計生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量方面不少還是依靠人工進行統(tǒng)計。在實際操作過程中，往往出現(xiàn)產(chǎn)品嚴重丟失，投入的原料量和產(chǎn)出的成品量嚴重失衡，因此，有必要采用工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)對整個工廠的產(chǎn)品產(chǎn)量進行準確的計量，文章基于臺達PLC與組態(tài)軟件技術，成功開發(fā)了一個工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)。

關鍵字：PLC 組態(tài)軟件 監(jiān)控 查詢系統(tǒng)

1、引言

　　　上海佳泰塑膠有限公司是生產(chǎn)手術專用手套、醫(yī)用手套、科研手套及各種PVC手套的專業(yè)公司，年產(chǎn)值在0.5到1億元人民幣，產(chǎn)品基本上都是出口外銷。全廠有兩個生產(chǎn)車間共26條生產(chǎn)線，整個工廠的所有生產(chǎn)線由工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)實施實時監(jiān)控，對每一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行實時存儲，將PLC中掉電保持區(qū)的數(shù)據(jù)讀到監(jiān)控系統(tǒng)自定義的相應變量當中去，每分鐘通過標準的SQL語言對數(shù)據(jù)進行存儲（每分鐘向SQLSERVER數(shù)據(jù)庫中存儲26條生產(chǎn)線的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，即26條生產(chǎn)線的當前產(chǎn)量），用戶可以通過日期、時間、時間段、車間、生產(chǎn)線等查詢?nèi)魏诬囬g、任意一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量，能對車間、生產(chǎn)線的月產(chǎn)量進行統(tǒng)計，并在查詢出滿足條件的記錄后，將結果通過報表顯示，按規(guī)定報表格式將結果進行存儲和打印。以下是對相關技術問題的簡略討論。

2、系統(tǒng)結構與功能

　　　工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)的結構示意圖如圖1所示。該系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是可以任意查詢一車間、二車間任何生產(chǎn)線（共26條生產(chǎn)線）在任何時段的產(chǎn)量。具體要求如下：

1）每條生產(chǎn)線產(chǎn)量的數(shù)據(jù)至少能夠保存4個月的儲存期，以便對歷史數(shù)據(jù)進行查詢；

2）能查詢每條生產(chǎn)線任意月、天、小時、分鐘的產(chǎn)量；

3）能對任意一條生產(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量進行查詢；

4）查詢結果能以特定的格式在報表中顯示，同時將結果打印出來；

5）各條生產(chǎn)線任意月、日、小時、分鐘的產(chǎn)量可在電腦上以柱狀圖、實時趨勢曲線的形式顯示。查詢系統(tǒng)的查詢方式可以實現(xiàn)：1）按照日期進行查詢；2）按照時間進行查詢；3）按照生產(chǎn)線進行查詢；4）按照任意時間段進行查詢；5）按照班次進行查詢（早、中、晚班）；6）查詢?nèi)我庠碌娜我廛囬g、任意生產(chǎn)線的產(chǎn)量；7）可以運用第1）到第5）種不同的排列組合進行復雜的查詢。

3、系統(tǒng)設計

    該系統(tǒng)的設計是比較簡單的，軟、硬件選型配置如表1所示。

  工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)的設計主要在于軟件系統(tǒng)的設計，以下問題是考慮的重點。

  1）兩個車間共26條生產(chǎn)線，每分鐘要有26條記錄生成，每分鐘向數(shù)據(jù)庫插入26條記錄。該系統(tǒng)全天24小時工作，不允許停，所以**的數(shù)據(jù)量為37440條記錄。每月的數(shù)據(jù)量為1160640條記錄。如果要存儲4個月，則數(shù)據(jù)量為4642260條記錄。數(shù)據(jù)量是相當龐大的，硬盤的數(shù)據(jù)存儲接近2-3G，不僅會造成在查詢時，系統(tǒng)資源嚴重被占用，同時普通的數(shù)據(jù)庫如ACCESS的表格沒有能力管理如此龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。ACCESS在管理如此龐大的數(shù)據(jù)時，不僅系統(tǒng)會造成不穩(wěn)定，同時會出現(xiàn)不可預料的情形。所以只能尋找能夠管理大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，因此可以選擇SQLSERVER或Oracle。

   2）組態(tài)軟件（組態(tài)王）支持對標準的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的插入、選擇、刪除等基本的操作，同時支持標準的SQL語言。靈活的運用該組態(tài)軟件提供的SQL函數(shù)使監(jiān)控系統(tǒng)通過ODBC（開放性的數(shù)據(jù)源）配合標準的SQL語言對數(shù)據(jù)庫進行各種簡單和復雜的操作。

   3）即使使用大型的數(shù)據(jù)庫，SQLServer或Oracle，由于每天的數(shù)據(jù)量多達37440條記錄，如果將1個月，甚至是4個月的記錄全部寫入同一個數(shù)據(jù)庫的同一個表格，則所有的數(shù)據(jù)量大的將使表格崩潰，即使數(shù)據(jù)庫能夠管理，查詢的速度也是可想而知的，將會非常的慢。解決問題的思路是以系統(tǒng)的日期作為當天的表格名稱。當系統(tǒng)時間為00：00：00時刻時，新建一個表格，通過SQLCreateTable(DeviceID,"TableName","TemplateName")函數(shù)建立不同的表格，因為組態(tài)軟件支持字符串函數(shù)。

   4）查詢條件比較復雜。為了完成如此復雜的查詢，使用了Active控件，因為組態(tài)軟件支持第三方控件，將所有的條件羅列出來進行排列組合，將每一種情況都考慮在內(nèi)。然后通過程序來實現(xiàn)選擇條件轉(zhuǎn)換成SQLSELECT（）函數(shù)工作的條件。因為工藝要求能夠任意查詢?nèi)我馍a(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量，為了能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，可以新建站點及站點變量（\\本站點\CX_Hour，\\本站點\CX_Minute，\\本站點\CX_Hour1，\\本站點\CX_Minute1）。在以時間段進行查詢時，先將以前兩個變量輸入的時間做為條件進行查詢，將查詢出記錄的數(shù)據(jù)賦給在過程中自定義的中間變量。然后再以后兩個變量輸入的時間作為條件進行查詢，將查詢出的結果同樣賦給自定義的中間變量。將兩次查詢的結果求差，然后將日期、時間、車間生產(chǎn)線產(chǎn)量通過報表的組態(tài)添到表格當中。

   5）對于月產(chǎn)量的查詢。需要判斷輸入的月份有幾天，然后從該月的第**開始到*后**進行查詢，查詢的時刻為每**的23:59分時各生產(chǎn)線的產(chǎn)量。然后對查詢出的數(shù)據(jù)進行累加，直到該月的*后**。具體程序?qū)崿F(xiàn)是按照特定的格式將數(shù)據(jù)填寫到報表當中。

   6）當查詢的條件比較復雜時，有些條件不可能同時成立，因此，在選擇條件時，要互相限制，以避免出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。

   7）工藝要求能夠查詢?nèi)我馍a(chǎn)線每分鐘的產(chǎn)量，可以通過事件發(fā)生命令實現(xiàn)，即每當系統(tǒng)時間的秒等于59時，觸發(fā)執(zhí)行相應程序。

   8）在系統(tǒng)時間等于00：00：00時刻時，用事件命令建立相應程序，以得到需要新建表格的名稱，并同時將PLC中累計產(chǎn)量的寄存器清零，重新開始對該日的產(chǎn)量進行累計。
4、系統(tǒng)調(diào)試考慮

    針對本文討論的特定工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)，在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中有些問題是不能被忽略的。

   1）因為兩個車間之間的距離在300m左右，而從**個車間到監(jiān)控室的距離有500m左右，距離比較遠，為了遏制信號的衰減，將信號線用網(wǎng)線代替，同時加中繼器將信號放大。保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)?*性。

    2）要求現(xiàn)場布線時嚴格按照電氣規(guī)范施工，保證安裝的合格。

   3）正確的設置操作系統(tǒng)中數(shù)據(jù)源ODBC的選項，以保證監(jiān)控系統(tǒng)能通過ODBC與數(shù)據(jù)庫SQLServer連接。在運行監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行任何操作時，觀察運行反饋信息，以得到相關的錯誤信息，可根據(jù)提示的錯誤信息檢查程序。

   4）報表組態(tài)非常靈活，可以通過While{}循環(huán)語句，將查詢結果按照順序填寫到報表中。靈活的運用While{}語句可將程序簡化，減少監(jiān)控系統(tǒng)后臺運行程序的時間。

   5）靈活運用應用程序命令、數(shù)據(jù)改變命令、事件命令、熱鍵命令、按鈕的彈起、按住、按下命令進行編程。

   6）在程序量大的項目中應養(yǎng)成良好的編程習慣，定義變量時*好使用英文對程序進行標注，以增加程序的可讀性。

    系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試正常后，投入生產(chǎn)運行的產(chǎn)品產(chǎn)量柱狀圖如圖2所示，產(chǎn)量的趨勢圖如圖2所示。

5、結束語

   盡管臺達PLC屬于小型PLC，但其性能可靠、支持485通訊等特點，足以完成集中控制的功能，配合組態(tài)軟件實現(xiàn)復雜的工廠監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、打印、報表等DCS系統(tǒng)的功能。