基于Proface触摸屏的中央监控系统的设计

朱程峰+胡晓丽+邱立松+方伊娜

摘 要：本文介绍了在可编程逻辑控制器（PLC）和触摸屏（HMI）自动控制的系统基础上设计的中央监控系统。利用Pro-Server信息传输软件控制每台设备的启停；同时直接显示整条流水线生产过程中的各种状态及报警信息；并保存到电脑中，以便查询追溯。该系统稳定、可靠、响应速度快，可广泛应用于各个领域。

关键词：中央监控；GP-Pro EX；Pro-Server ；触摸屏

0 引言

近年来自动化设备的普及使得所有设备的统一管理显得尤为重要，本文介绍的系统应运而生。该系统不仅在生产上具有更先进的自动化控制，在管理上更达到了高级自动化水平；真正意义上达到无人生产线水平。

目前自动化设备的发展不仅是速度、精度和效率的提升，更倾向智能化，管理化的发展；因此在研发高速生产线时，更希望结合先进的自动化技术，实现更多的管理功能。从生产数据管理角度看，生产过程中表现设备性能的生产数据通过车间统计人员人工记录来实现，工作量大、实时性不高不能充分发挥生产设备的高自动化水平。从设备管理角度看，造成设备故障的原因有多种，单靠人为收集的数据是不完整、不准确的，不利于对设备异常的分析和维护。而本中央监控系统完全不存在以上问题，具有通信速度快、数据量大、可靠性高、性能好、配线简单等优点。在高速生产线中使用，对生产过程的设备和生产数据进行记录、分析和管理起到重要作用。

1 硬件构成

1.1 网络构成

本系统使用的是GP4501-TW-24V 触摸屏，以及RS232C线连接的欧姆龙CJ系列可编程逻辑控制器（PLC）。通过思科WS-C2918-24TT-C交换机组建起整个生产线网络，实现物理上的连接。整个网络由一个主机（PC）、10台从机（HMI）组成，硬件网络构成如图1。

1.2 PLC控制终端

本系统根据欧姆龙厂家的金属接近感应器、红外光纤感应放大器等感应器和欧姆龙360°旋转编码器系统、基恩士CV-150高端影像检测系统等一次仪表作为信号经过PLC的逻辑处理后，得到报警、产量等信息，同时将运行信号通过继电器输出给执行元件，如图2。

2 软件构成

系统软件由4部分构成，PLC程序负责设备的动作和数据的保存、Pro-Server负责数据的通讯；触摸屏程序对PLC数据进行显示和写入；上位机程序通过Pro-Server对各数据进行远程处理、管理、监控。

2.1 PLC程序

每台PLC都有自己独立的程序，控制着其设备的逻辑流程，该程序通过CX-programmer软件采用梯形图方式写入PLC内。

2.2 触摸屏程序

在Proface触摸屏中，使用GP-Pro EX（画面和逻辑编程软件）开发出相应的软件界面，例如：数值显示器、按钮、报警窗口等。该软件通过以太网口下载到对应的触摸屏中；触摸屏通过HOST-LINK通讯方式对PLC的CIO区、数据存储器等进行实时监控，反映在相应的画面上，供人员查询、分析。

2.3 Pro-Server软件

在整个系统中，Pro-Server作为通讯软件起到关键作用。Pro-Server是一款PC 软件， 通过交换机与HMI、控制器连接后，可将HMI上显示的数据以及控制器上的数据采集到PC 中，并执行处理。另外具有将HMI/PLC上的数据写入Excel文件或数据库的功能，可实时保存系统上的数据。

Pro-Server的UDP通讯协议的报文格式如下：

2.4 上位机WinGP软件

GP-Pro EX利用软件制作的背景、按钮、显示灯等效果图片，可达到专业软件的效果。WinGP是一款PC软件，无任何编辑功能。装载GP-Pro EX编辑生成的画面后，通过网络可远程实时监控现场数据和设备状态真正实现办公室远程监控生产现场情况。

3 运行效果

本系统使用以太网络通讯，具有可扩展性好、性能稳定等特点；上位机软件简洁明了、操作方便、随时更改，可保存多年数据。且操作人员可以减少，在监控室内观察上位机软件结合现场摄像头画面就可准确掌握设备状态，若发生故障可及时解决。

以碱性电池生产线中的封口剂涂布机为例，其共有24个工位，每个涂布工位都存在涂布不良的可能，发生原因可能与封口剂的质量、喷头的堵塞等因素有关。有了中央监控的支持，可以通过查询各工位的历史数据和报警信息，确定故障次数和各时段的发生频度是否有差别；并结合封口剂所使用的批次及机械设备方面的检查作出分析，更准确地锁定故障發生的原因，从而进行更有效的维护。维护人员对软件上的数据的分析减少排除故障的盲目性，避免长时间盯住机器观察或拆卸多个工位检查而导致的费时，提高维护的有效性。

4 结 论

中央监控系统的投入使用，使现场人员减少了一半，提供了设备上最基础，最完整的运行数据，这使得维修人员的工作效率大大提高；同时也提供了生产上最准确、最直观的表格数据，这使得生产管理人员的工作轻松、高效。在维护和管理方面，有了质的飞跃。

参考文献：

[1] 普洛菲斯.Pro-server EX基础培训教材[G].2012.

[2] 普洛菲斯.GP-Pro EX基础培训教材[G].2012.

[3] 欧姆龙.OMRON CS/CJ编程手册[G].2003.

[4] 欧姆龙. OMRON SYSMAC CJ系列操作手册[G].2003

[5] 范肇平.基于CC-Link的碱性电池生产线信息管理系统[J].低压电器，2012（16）： 26-28 .

[6] 祁文钊等.CS/CJ系列PLC应用基础及案例[M].北京：机械工业出版社，2006

作者简介：

朱程峰（1987～）， 男，浙江宁波人，助理工程师，本科，主要研究方向电气自动化设计与开发。endprint