【正文】 年代開始 ，隨著 電子 產(chǎn)品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來越多，在我們生活的四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。為了避免火災(zāi)。一方面要減少引起火災(zāi)的因素；另一方面要在發(fā)生火災(zāi)時，及時報警，并采取有效措施控制火情的發(fā)展，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。確保人身安全。最大限度地減少 社會 財富的損失。 所以采用各種先進的探測器對樓層的各個地方進程檢測，并通過 PLC 對數(shù)據(jù)進行處理反饋給報 警裝置和滅火裝置實施報警和滅火。然而在探測器不起作用而災(zāi)情發(fā)生時未啟動報警器和滅火器的時候，可以由人工按下報警與滅火按鈕提示火情發(fā)生警示人們盡快疏散與此同時滅火器對可控制的火進行滅火。所以在本設(shè)計中我采取探測器檢測和人工手動相結(jié)合的方式來實現(xiàn)火災(zāi)探測、報警和滅火 。在人機對話上采用北京亞控公司的組態(tài)王來做上位機實現(xiàn)。 滅火控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計構(gòu)想 隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實時監(jiān)控，人機交換得到了飛速的發(fā)展?，F(xiàn)代的控制系統(tǒng)與以往的最大區(qū)別就是交互性越來越高，傳統(tǒng)的控制方式需要很多工作人員分布在現(xiàn)場，而現(xiàn)在 只需一名工作人員坐在控制室計算機前便可對整個大樓的安全控制系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)控。 由于 工業(yè)自動化 得發(fā)展人工智能化技術(shù)的進一步向前推進在這樣的情景之下各國在這類自動化的行業(yè)投入了大量的精力，各國加大了在這類技術(shù)上的研究。由此，各國在資金方面也大力偏向這類技術(shù)。為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，各國不僅在研究這一類技術(shù)上取得了劃時代的進展。并且，在對這一類技術(shù)的更新和改進方面上也提出了不同的意見。經(jīng)過各國科技技術(shù)人員的不懈努力終于將這類技術(shù)用軟件的形式展現(xiàn)在世人面前，這就是我們先所用的軟件組態(tài)王的前身。 組態(tài)軟件的發(fā)展 為實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視、控制與管理等功能帶來了極大的方便。組態(tài)監(jiān)控比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。 本系統(tǒng)采用的組態(tài)王是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在 WindowsXP平臺上運行。通過對現(xiàn)場智能設(shè)備 PLC數(shù)據(jù)的采集處理，檢驗系統(tǒng)的運行情況。利用組態(tài)軟可完成對畫面的設(shè)計、動畫的連接等工作。用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責(zé)數(shù)據(jù)庫與 I／ 0服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換，通過實時數(shù)據(jù)庫管理從一組現(xiàn)場控制對象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù) 9 的變化用動畫的方式 形象地表示出來，同時完成報警、滅火、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件 。系統(tǒng)總體滅火示意圖 如圖 2— 1所示。 圖 2— 1 滅火示意圖 Kingview組態(tài) 王 軟件 簡介 組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)概念，支持客戶機服務(wù)器模式和 Inter/Intra瀏覽器技術(shù)， 并且是一種可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，可以將不同站點設(shè)計成 I/O 服務(wù)器、報警服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、登錄服務(wù)器、校時服務(wù)器、客戶機等，在系統(tǒng)擴展和變化時，有著極大的靈活性。組態(tài)王設(shè)計成全冗余結(jié)構(gòu)，在五個層面上提供了冗余： I/O通道 冗余、雙設(shè)備冗余、雙網(wǎng)冗余、雙機冗余及雙系統(tǒng)冗余。組態(tài)王被設(shè)計成一個完全意義上的軟件平臺，允許用戶進行功能擴展和發(fā)揮，它也是一個 ActiveX容器，無須編程即可將第三方控件直接連入組態(tài)王中。 組態(tài)王不僅是 OPC 客戶端，還是 OPC服務(wù)器，可向任意支持 OPC 客戶的軟件提供數(shù)據(jù) 。組態(tài)王中的報警信息可直接輸出到帶 ODBC 接口的數(shù)據(jù)庫中，像Access、 SQL Server 等 。提供了一套動態(tài)鏈接庫，允許用戶用 VB、 VC 直接訪問組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)筑功能更加強大的工控系統(tǒng) 。組態(tài)王還可以和 King PLC 10 完全集成起來，組態(tài)王在前臺進行人機界面顯示。組態(tài)王是運行于 Microsoft Windows2020/，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)。 組態(tài)王支持 OPC協(xié)議，即可以作為 OPC服務(wù)器，也可作為 OPC客戶。 其 有如下優(yōu)點 通訊驅(qū)動程序自動向?qū)? 組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終用戶使用的具體的 PLC或現(xiàn)場部件無關(guān)。對于不同的硬件設(shè)施，只需為組態(tài)王配置相應(yīng)的通信驅(qū)動程序即可。組態(tài)王對驅(qū)動程序進行了重新設(shè)計，使驅(qū)動程序的配置更加方便。 控制工程師可以把每 一臺下位機看作一種設(shè)備，他不必關(guān)心具體的通訊協(xié)議，只需要在組態(tài)王的設(shè)備庫中選擇設(shè)備的類型，然后按照“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿砂惭b即可。 高效的數(shù)據(jù)采集 作為關(guān)鍵技術(shù)之一，組態(tài)王對通訊程序做了多種優(yōu)化處理，盡量使通訊瓶頸對系統(tǒng)的影響最小，同時保證數(shù)據(jù)傳遞的及時和準確。 ① 組態(tài)王采取的優(yōu)化措施包括 變量分組采集的策略 ， 以每 55毫秒為一個級別，優(yōu)先級越高的變量采集的次數(shù)越多，保證關(guān)鍵變量的采集，如一個定義采集頻率為 110毫秒的變量和一個定義為 220毫秒的變量相比，在后一個變量采集一次的情況下，前一個 變量必須保證兩次采集。對于變量要求同時采集的情況，組態(tài)王中對于屬于同一結(jié)構(gòu)成員的，且連接在同一設(shè)備上的結(jié)構(gòu)變量以成員變量的最小采集頻率對所有成員進行同時采集。 ② 動態(tài)優(yōu)化的通訊方式 組 態(tài)王對全部通訊過程采取動態(tài)管理的方法，如果變量沒有定義歷史記錄或報警，則只有在數(shù)據(jù)被上位機需要時才進行采集；對于那些暫時不需要更新的數(shù)據(jù)則盡可能減少通訊。這種方式可以大大緩解串口通訊速率慢的矛盾，提高系統(tǒng)的效率。 例如，用戶為一臺 OMRON PLC定義了 1000個 I/O變量，但在某一時刻，顯示畫面上的動畫連接、歷史記錄、報警、 命令語言等，可能只使用了 1000個 I/O變量中的一部分，這部分變量（稱之為活動變量）必須是實時采集的；而其他 I/O 11 變量不會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在這種情況下，組態(tài)王經(jīng)過動態(tài)優(yōu)化，在本次數(shù)據(jù)采集中將只采集活動變量。當(dāng)系統(tǒng)中 I/O變量個數(shù)顯著增加時，這種通訊方式可以保證數(shù)據(jù)采集周期不會有很大的變化。 ③ 需求合并 組態(tài)王把對一個設(shè)備的多種通訊請求（動畫顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄、報表生成等）盡可能的合并，一次采集的數(shù)據(jù)將滿足多個功能模塊的需要。 ④ 盡量打包 大多數(shù)的下位機都支持多個數(shù)據(jù)一次采集完成。組態(tài)王充分利用了這個特性，對 于提供這種通訊功能的下位機，組態(tài)王將盡可能地把需要采集的變量進行優(yōu)化組合，在一次采集過程中得到大量有效數(shù)據(jù)。這種優(yōu)化方式也有效地減少了通訊的次數(shù)。 強大的硬件測試功能和完善的檢測手段 為保證用戶對硬件的方便使用，在完成設(shè)備配置與連接后，組態(tài)王 發(fā)環(huán)境中可以對硬件設(shè)備進行測試。即在不啟動運行系統(tǒng)的情況下，能完成對硬件設(shè)備的讀寫操作。設(shè)計者就可以在開發(fā)時根據(jù)設(shè)備通訊情況隨時修改各項通訊參數(shù)，能大大減少調(diào)試設(shè)備的時間。測試的設(shè)備包括：串口設(shè)備、板卡設(shè)備和OPC設(shè)備。 同時，組態(tài)王 件設(shè)備的檢測方法，即新增時間戳和質(zhì)量戳兩個變量域，能檢查對于每個采集的變量點其采集時間和采集是否正常，當(dāng)數(shù)據(jù)采集時，質(zhì)量戳和時間戳作為變量的域，在開發(fā)中，設(shè)計者可以通過硬件設(shè)備測試方式進行觀察，在系統(tǒng)運行時，用戶可以直接通過動畫連接進行觀察。時間戳將伴隨著每次采集時間的不同而變化。質(zhì)量戳將顯示每次采集的通訊質(zhì)量。 故障診斷與恢復(fù) 故障的診斷與恢復(fù)是組態(tài)王的重要特色。在工業(yè)現(xiàn)場中，由于通訊故障而引起的損失可能是非常巨大的，為了將這種損失降為最小，組態(tài)王精心優(yōu)化了通訊故障的診斷機制，可以在極短的時間（ 1~2個采集周期）內(nèi)報告故障的發(fā)生，并診斷出出現(xiàn)故障的下位機，非常有助于現(xiàn)場工程師及時排除險情。 組態(tài)王的自動恢復(fù)功能是指：當(dāng)下位機被更換或恢復(fù)運行后，不需要現(xiàn)場工程師對軟件系統(tǒng)作任何干預(yù)，組態(tài)王通過短時間的嘗試后，可以自動恢復(fù)與下位 12 機的通訊。自動恢復(fù)功能對于保障系統(tǒng)可靠運行是非常必要的。 當(dāng)一臺下位機發(fā)生故障時，組態(tài)王會自動優(yōu)化通訊鏈，使與其他下位機之間的通訊幾乎不受影響，保證了通訊的高效率。 支持遠程撥號和無線采集數(shù)據(jù) 組態(tài)王 MODEM支持的功能，即利用 MODEM 撥號實現(xiàn)組態(tài)王 與遠程設(shè)備的通訊功能。在開發(fā)系統(tǒng)中直接定義 MODEM設(shè)備，并通過對MODEM的寄存器的定義，完成組態(tài)王的變量與 MODEM寄存器的連接，通過對MODEM變量的操作，來完成對 MODEM的操作。 支持使用 GPRS與設(shè)備進行通訊 GPRS具有通信速度快、通信費用低、 組網(wǎng)靈活等特點。 GPRS數(shù)傳終端，具有 TCP/IP 協(xié)議轉(zhuǎn)換功能不需要用戶提供 TCP/IP的支持?？蛇m用于所有帶串口的終端設(shè)備，通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的無線和透明傳輸，為不具備TCP/IP 協(xié)議處理的終端設(shè)備提供了 GPRS 通信的能力 。 目前組態(tài)王已經(jīng)支持以下廠商的 GPRS DTU設(shè)備：深圳宏電、深圳倚天、廈門桑榮、唐山藍迪、北京藝能、北京漢智通、臺灣尉普、愛立信、福建實達等。 可擴充的設(shè)備庫 組態(tài)王的驅(qū)動程序采用了組件（ COM）技術(shù)，組態(tài)王提供了驅(qū)動程序的開發(fā)包，使用這套開發(fā)工具，用戶或第三方軟件供應(yīng)商可以很方便地為新設(shè)備開發(fā)驅(qū)動程序，不斷擴充組態(tài)王支持的設(shè)備庫。 工程瀏覽器是組態(tài)王軟件包的核心部分，它具有管理開發(fā)系統(tǒng)的功能，將畫面制作系統(tǒng)設(shè)計中的各種管理、配置、記錄、資源進行集中管理。組態(tài)王最核心的部分是數(shù)據(jù)庫，在 TouchView 運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令可迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。 ① 利用組態(tài)王軟件設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的主要步驟有： ② 新建一個工程目錄和一個工程 名 稱； ③ 在設(shè)備組態(tài)窗口中新建邏輯設(shè)備，在本設(shè)計中選擇西門子 PLC、 PPI通訊協(xié)議、設(shè)備地址和通訊口，并正確設(shè)置其屬性； ④ 命名新 I／ O設(shè)備名稱并優(yōu)化設(shè)備信息。 13 ⑤ 正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量與 PLC數(shù)據(jù)地址的連接，即可實現(xiàn) PLC與組態(tài)軟件的通訊 。 將 PLC中 的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合， PLC發(fā)出的信號有響應(yīng)。在組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。在界面上設(shè)置各個控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實的情況動作，檢驗和測試報警控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)的控制效果。組態(tài)王用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機交互圖形界面。組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)件，可以對實時數(shù)據(jù)進行可視化處理。實踐證明，將 PLC、傳感器和組態(tài)王軟件結(jié)合即可達到較好的控制效果又可方便地監(jiān)控滅火控制系統(tǒng)的運行。 過程數(shù)據(jù)的存儲功能對于任何一個工業(yè)自動化系統(tǒng)來說都是至 關(guān)重要的，隨著自動化程度的進一步普及和提高，用戶對重要數(shù)據(jù)的存儲和使用的要求也越來越高。面對對大批量實時數(shù)據(jù)的存儲，必須解決同步存儲速度響應(yīng)慢、數(shù)據(jù)易丟失、存儲時間短、存儲占用空間大、數(shù)據(jù)讀取訪問速度慢等用戶最關(guān)心的問題。因為用戶需要一個實時的、記錄準確地、高效的、可節(jié)約用戶硬件成本的工業(yè)過程數(shù)據(jù)存儲方案。組態(tài)王 ，提供支持毫秒級高速歷史數(shù)據(jù)的存儲和查詢功能的工業(yè)過程數(shù)據(jù)庫。真正的企業(yè)級生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)倉庫。采用最新數(shù)據(jù)壓縮和搜索引擎技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮比優(yōu)于 20%，節(jié)約用戶硬件成本；一個月內(nèi)數(shù) 據(jù) (單點，記錄間隔 10秒 )按照每小時間隔，在百毫秒內(nèi)即可完成查詢。真正實現(xiàn)歷史庫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)追記、數(shù)據(jù)合并?？梢詫⑻厥庠O(shè)備中存儲的歷史數(shù)據(jù)片段通過組態(tài)王驅(qū)動程序完整的合并到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器中；也可以將遠程站點上的組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)片段合并到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器上。 對于一個自動化系統(tǒng)來說，關(guān)鍵參數(shù)的實時狀態(tài)跟蹤是至關(guān)重要的，滅火功能作為實現(xiàn)的手段是必不可少的。如何能及時準確的獲取火災(zāi)信息對工程人員來說存在很大的挑戰(zhàn)，因為人不能時刻守著，一刻不停不知疲倦的運行的設(shè)備周圍等待火災(zāi)信息的輸入。為解決這個問題在本次設(shè)計中通過 一下 幾個方面來解決 ： ① 視頻 記錄現(xiàn)場實時生產(chǎn)過程畫面，支持本地或遠程實時播放、保存、多畫面、回放。同時可以對云臺和攝像頭進行遠程控制。超視距的現(xiàn)場監(jiān)控得以實現(xiàn)。 ② 短信息 14 進行短消息設(shè)置報警項目，如報警對象、短消息的發(fā)送時間、接收對象、發(fā)送內(nèi)容等，發(fā)送給指定人員。在第一時間將最關(guān)鍵的信息發(fā)送給最關(guān)心的人。 ③ 電子郵件 進行電子郵件報警項目，如報警對象、電子郵件地址、郵件服務(wù)器地址、發(fā)送內(nèi)容等，發(fā)送給指定人員。通過無所不在的網(wǎng)絡(luò)，您可以隨時了解現(xiàn)場設(shè)備的運行情況，一切僅在掌握。 ④ 語音 也可以通過電 話，當(dāng)報警產(chǎn)生時呼叫事前設(shè)置好的電話號碼，報告您最關(guān)心的內(nèi)容，您還可以進行報警確認和報警狀態(tài)查詢。 滅火系統(tǒng)總體方案 自動滅火控制系統(tǒng)由探測、滅火和報警三部分組成，它完成了對火災(zāi)預(yù)防與控制的功能。 火災(zāi)探測部分主要由探測器組成，是火災(zāi)自動滅火系統(tǒng)的檢測元件，它將火災(zāi)發(fā)生初期所產(chǎn)生的煙、熱、轉(zhuǎn)變成電信號，然后送入報警系統(tǒng)與此同時啟動滅火器對著火點進行實質(zhì)性的滅火。 報警控制有各種類型報警器組成，它主要將收到的報警電信號加以顯示和傳遞，給在場的人一個疏散的提示警示在該地區(qū)的人盡快轉(zhuǎn)移。 根據(jù)來自傳感器收 集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后，啟動滅火設(shè)備進行滅火。 滅火控制系統(tǒng)設(shè)計 可編程序控制器即 PLC是以微處理器為核心，綜合了計算機控制、自動化、通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的一種通用的工業(yè)控制裝置。 PLC控制系統(tǒng)有如下的特點： PLC是基于工業(yè)環(huán)境下設(shè)計的控制裝置，環(huán)境適應(yīng)性強，可靠性高；