DIAView SCADA工业组态软件在并条车间生产信息监控系统中的应用

／台达集团中达电通股份有限公司 杨永升／

DIAView SCADA工业组态软件在并条车间生产信息监控系统中的应用

／台达集团中达电通股份有限公司 杨永升／

本文在并条生产车间管理模式的基础上，提出了利用台达DIAView SCADA工业组态软件和SQL数据库建立并条车间生产信息监控系统的方法。该并条机型采用全套台达电控方案，使用台达DIAView SCADA工业组态软件可以方便地实现机台组态，将采集到的车间生产信息运用到上位机监控系统中，并依托SQL Server数据库进行数据的存储管理。结果表明：所搭建的信息监控系统在车间管理过程中，可以方便快捷地实现生产所需的在线监控、产量统计、工艺在线修改和故障报警等功能。经对比认为，与车间普通管理模式相比，使用该信息监控系统可以有效减少企业用工、提高生产效率，并保证产品质量。

DIAView ；并条车间；Delphi；数据库；监控系统

0 引言

某纺织企业客户的并条机车间共有70台机台，平时实行三班工作制运行。车间管理人员反映，该车间存在产量数据统计准确性和实时性差、操作工因容易误改工艺参数而造成质量安全无法保证、纺纱品种更换时工艺参数调整费时费力、机台故障无法及时发现等诸多问题。此外，车间通常会由工艺员进行定期巡检，不仅费时费工、增加人工成本，而且无法及时地避免问题的发生。为了解决困扰客户的问题，台达采用自主研发的DIAView SCADA工业组态软件和Delphi平台架构一套高性能、高可靠性、易于操作的车间生产信息监控系统，实现了车间整体机台的管理、监控、工艺修改以及产量效率报表统计等功能。

1 解决方案

1.1 机型配置及工作原理

该客户并条机台采用的是台达“HMI+PLC+伺服”的控制方案。方案由台达标准型PLC主机DVP-ES2系列负责控制整机的工艺运行，并通过RS232方式实现与台达DOPAS57BSTD型HMI通讯，而与台达交流伺服驱动器ASDA-A2及小型多功能矢量变频器VFD-E系列则通过MODBUS RS485方式进行数据交换和通讯控制。

并条机台主传动即前罗拉采用变频器驱动变频电机的方式运行，二三罗拉使用光学编码器将转速脉冲信号传送至后级伺服驱动装置，由伺服电机驱动运行。其中，伺服接受的编码器脉冲信号由PLC依据标准定量与检测定量的差值运算结果后，通过MODBUS总线方式发出指令并改变伺服电子齿轮比，从而达到动态改变牵伸比的目的，直到检测定量符合国标工艺要求。

1.2 联网拓扑架构

该客户并条机台采用的台达标准型PLC主机DVP-ES2系列具有两组RS485通讯端口，均支持MODBUS主/从站模式。其中，一组用于同下位驱动装置通讯，实现运动控制；另一组可用于设备联网通信。与此同时，现场还采用台达高功能型主机DVP-SV系列，通过MODBUS RS485收集10台并条机主控DVP-ES2系列的寄存器数据以及I/O点状态，再由DVP-EN01以太网模块上传至交换机。由交换机将数据集中上传至台达DIAView SCADA工业组态软件，进行整体数据架构组态，实现机台设备实时数据的在线监控与统计管理。图1为整个系统网络拓扑示意图。

2 数据解析

2.1 数据分类

根据客户并条机车间生产过程中的监控和管理需求，可将并条机数据细分为机台ID、工艺参数、故障报警、产量信息、人员信息以及通讯状态等。

2.2 数据排队

数据分类完成后，数据在传输过程中需要进行有序的排队，才能够确保数据准确无误地存放在服务器端的数据库中。排队过程主要分为两部分，一是单机台数据通过MODBUS RS485总线，以数据类ID、机台ID为索引，按顺序排列上传至高功能型主机DVPSV系列；二是以DVP-EN01以太网模块IP地址为索引，多机台数据以数据类ID归分，以机台ID为主键，对应数据库数据表依次排序上传至服务器端。

2.3 数据入库

通过台达DIAView SCADA工业组态软件，用户可以快速地完成对服务器端数据库的关联配置，打开数据库访问页面，新建数据表，输入服务器名称及数据库名称。点击测试，测试联通后点击确认。

数据入库其实就是对服务器端数据库数据表的插入、修改和删除记录的过程，使用SQL语句可以轻松实现这一功能。在入库过程中，数据库数据表名对应数据分类ID，表键ID对应机台ID，表列对应数据变量。例如，使用SQL INSERT语句对TMES_DevList中插入一条记录，图2为对应操作的数据表，可以使用以下命令：

图2 数据库中机台信息数据表

3 信息监控系统的实现

3.1 监控整体架构

基于台达DIAView SCADA工业组态软件的并条车间生产信息监控系统，可以分为数据采集层、数据库存储层和数据管理层。图3为系统整体机构示意图。

图3 软件整体架构

数据采集层是在台达DIAView SCADA工业组态软件的I/O通信功能上建立的，通过特定的通讯协议进行数据采集与传输，具有高度的可靠性、稳定性、实时性，主要包括通道设置、设备组态、MODBUS TCP协议驱动以及通讯故障策略。数据存储层是在Microsoft SQL Server 2008 R2和DIAView SCADA工业组态软件数据库工程配置上建立的。前者主要实现数据的对应入库存储及主键索引数据的调取功能；后者主要完成数据库的配置连接及数据交互。数据管理层主要是利用DIAView SCADA工业组态软件中良好的图形、报表显示，来完成对数据的实时监控显示、工艺参数在线设定和历史数据查询。

3.2 生产信息监控系统界面

基于台达DIAView SCADA工业组态软件的并条车间生产信息监控系统界面主要实现对用户权限的管理，不同权限使用不同注册等级，并对应不同的软件管理功能。可以根据不同用户需求，方便快捷地进行操作、查看，同时在一定程度上有效避免了误操作的出现（见图4）。

图4 用户管理

并条车间生产信息监控系统主要功能模块：

1）故障报警模块。可实时显示机台的报警状况，并追溯报警历史（见图5）。

2）图形监控模块。通过该模块可监控到车间每一个机台的生产信息，包括机台的运行电流、当前产量、运行时间等，通过图形、动画的方式，还可更直观地反应生产现场的信息（见图6）。

图5 故障报警

图6 图形监控

（3）参数管理模块。可以在产品进行切换时对工艺参数进行批量修改。

（4）报表统计模块。报表功能可以根据客户设定，定时生成日报、周报、月报等，格式与Excel完全兼容（见图7）。

图7 报表统计

4 数据库生成与管理

4.1 数据表的生成与删除

为了能够方便用户对数据灵活地划分存储，在整个系统运行过程中，需要根据不同的操作生成各种数据库新表。数据表的生成过程就是对数据表名、列、数据类型的定义过程。数据表的删除需要对该表的所有数据、索引、触发器、约束和权限规划。例如，对TMES_DevList数据表的生成如下：

4.2 外接ERP对数据库的访问

外接ERP对数据库进行访问，主要是通过对数据表操作类的封装和功能模块来实现的。将数据表的所有操作封装在一个可以重复调用的类中，根据类中不同的方法和过程可以实现对数据的不同操作。整个过程就是类的声明、类的调用、方法及过程的声明、具体方法过程的实现以及使用后类的处理。功能块的实现是外接ERP系统对数据库访问的重要组成部分，一般主要是对类的实例化和释放。

5 结束语

该生产信息监控系统在纺织行业车间管理中的应用，可以方便快捷地满足生产过程中所需要的在线监控、产量统计、工艺在线修改和故障报警等功能。相较于传统的车间管理模式，该监控生产信息系统可以有效减少企业用工，提高生产效率，保证产品质量。该系统不仅可以用于纺织并条工序，而且适用于整个纺织工序，对于纺织行业客户实现对整个工厂信息监控方面具有重要意义。在后期系统改进和完善过程中，台达也将逐步导入数据的云储存功能，从而实现移动远端对车间信息的在线监控。