【文章內容簡介】 承溫度、定子繞組溫度、電機輸入電壓、電流、功率和總功率；以及 排水泵 效率 等；還可用于煤礦 主排水泵功能的現場檢測 提供可靠完整的測試數據。 系統的基本功能 ： （ 1）在屏幕上以各種圖形和數字方式顯示實時監(jiān)測參數；集中定位顯示在線測量與處理的 排水泵 定的時間間隔刷新，通常以每分鐘為時間間隔單位進行存儲各種監(jiān)測數據，并記錄每分鐘的各種監(jiān)測數據，以便發(fā)生故障時能夠查詢，便于各種參數的直接定位觀察和調用； （ 2）各種監(jiān)測數據的存儲及查詢： 水 壓 、 水 量、定子溫度和軸承溫度、電機功率、 排水泵 振動等監(jiān)測參數定時存儲在硬盤中，以便用戶進行數據報表的按班或按月輸出打印，也為管理部門（如 排水 科、調度室等）查看、分析和追朔有關數據提供方便，以利強化通風機的管理，系統可保存一至三年甚至更長時間的記錄數據（視存儲介質空間的大?。?； （ 3）可以動態(tài)的實時曲線圖形方式顯示在線測量與處理的 排水泵 運行參數，便于觀察不同時間段各參數的變化趨勢； （ 4）實時顯示系統的報警信息，實時報警打印，并提供報警歷史信息的查詢；以多種形式對在線測量與處理的風機運行參數超限值報警： 參數集中顯示界面中顯示變化； ； ； 。 章小結 本章結合煤礦的實際情況主要介紹了 排水泵 的結構和工作原理，并分析了 該監(jiān)控系統所要實現的功能要求。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 3 監(jiān)控系統的軟件設計 組態(tài)軟件簡介 概述 組態(tài)軟件是指數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境中能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的適應方法，其預設的各種軟件模塊可以非常容易地實現和 完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和 I/O 設備，與高可靠的工控計算機和網絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。 ??17 常見組態(tài)軟件簡介 目前工業(yè)控制監(jiān)控系統已有的組態(tài)軟件有很多， 下面就對幾種 常見 組態(tài)軟件分別進行介紹 [4]： (1) InTouch： Wonderware 的 InTouch 軟件是最早進入我國的組態(tài)軟件。在 80年代末 、 90 年代初，基于 的 InTouch 軟件曾讓我們耳目一新，并且InTouch 提供了豐富的圖庫。但是，早期 的 InTouch 軟件采用 DDE 方式與驅動程序通信，性能較差，最新的 版已經完全基于 32 位的 Windows 平臺 。 (2) Fix： Intellution 公司以 Fix 組態(tài)軟件起家， 1995 年被愛默生收購，現在是愛默生集團的全資子公司， Intellution 將自己最新的產品系列命名為 iFiX，在 iFiX中， Intellution 提供了強大的組態(tài)功能。 在 iFiX 中， Intellution 的產品與 Microsoft的操作系統、網絡進行了緊密的集成。 (3) Citech： CiT 公司的 Citech 也是較早進入中國市場的產品。 Citech 具有簡潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。 Citech 提供了類似 C 語言的腳本語言進行二次開發(fā)，但與 iFix 不同的是， Citech 的腳本語言并非是面向對象的，而是類似于 C 語言，這無疑為用戶進行二次開發(fā)增加了難度。 (4) WinCC： Simens 的 WinCC 也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境 ， Simens 提供類C 語言的腳本，包括一個調試環(huán)境。 WinCC 的結構較復雜，用戶最好經過 Simens的培訓以掌握 WinCC 的應用。 (5) 組態(tài)王：組態(tài)王是國內第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司（更早的品牌多數已經湮滅）。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關鍵字的腳本語言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅動程序。 (6) Controx（開物）：華富計算機公司的 Controx2021 是全 32 位的組態(tài)開發(fā)平臺，為工控用戶提供了強大的實時曲線、歷史曲線、報警、數據報表及報告功能。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 9 頁 (7) ForceControl（力控）：大慶三維公司的 ForceControl（力控）從時間概念上來說，大慶三維公司的 ForceControl（ 力控）也是國內較早就已經出現的組態(tài)軟件之一。 ??15 組態(tài)軟件的組成及其基本功能 無論是美國 Wonderware公司推出的世界上第一個工控組態(tài)軟件 Intouch還是現在國內的各類組態(tài)軟件，在工業(yè)應用中整個系統的分析和設計基于面向對象的思想，達到系統的高度模塊化設計，一般都是由系統開發(fā)環(huán)境 (或稱組態(tài)環(huán)境 )與系統運行環(huán)境兩大部分組成。它們之間的聯系紐帶是實時數據庫 [21]。 以 Intouch組態(tài)軟件的運作機理（如圖 ）為例進行說明 [3]。 圖 InTouch 組態(tài)軟件的運作機理 (1) 系統開發(fā)環(huán)境。它是自動化工程設計人員為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應用程序的系統生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數據文件，生成最終的圖形目標應用系統，供系統運行環(huán)境運行時使用。系統開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實時數據庫組態(tài)程序等。 (2) 系統運行環(huán)境。在系統運行環(huán)境下，目標應用程序被裝入計算機內存并投入實時運行。系統運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形運行程序、實 時數據庫運行程序等。是直接針對現場操作使用的。 工控組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術，即在不退出系統運行環(huán)境的情況下，可以直接進入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，而且修改后的組態(tài)可以直接生效。 ??16 在系統組態(tài)環(huán)境下，現場工程技術人員能夠方便地進行圖形界面的設計、繪制、數據連接，數據點定義、通訊端口設置等組態(tài)工作，建立一系列用戶數據文件，生成最終的圖形目標應用系統，供系統運行環(huán)境運行時使用。系統運行環(huán)境應該具備以下幾個基本功能 [21]： 1） 數據通信。包括與現場保護裝置、智能儀表的通信； 和上一級調度單元的數據通信功能。 運行 界面 Windows Viewer FoxPro for Windows InTouch 環(huán) 境 DDE 開發(fā) 界面 Windows Maker DDE Server 外部設備 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 2） 數據監(jiān)測。實時監(jiān)測下位機裝置的運行情況，對裝置模擬量、開關量的變化都能夠進行相應的正確處理。 3） 對下位機裝置的控制和操作。 如遙控分、合閘，更新裝置時間，遙控裝置復位，修改裝置保護定值等 。 4）數據分析和整理等幾個功能。如系統報警記錄、 操作記錄、 歷史數據查詢等 。 組態(tài)軟件的主要特點 (1) 延續(xù)性和可擴充性。組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現場（包括硬件設備或系統結構）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改 就可 方便地完成軟件的更新和升級 ； (2) 封裝性（易學易用）， 組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能； (3) 通用性，每個用戶根據工程實際情況，利用 組態(tài)軟件 提供的底層設備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數據庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數據處理、歷史數據和曲線并存、具有多媒體功能和網絡功能的工程，不受行業(yè)限制。 因此， 組態(tài)軟件 是一個具有易用性、開放性和集成能力的應用軟件。應用組態(tài)軟件 可以使工程師把主要精力放在控制對象上，而不是形形色色的通信協議、復雜的圖形處理、枯燥的數字統計，只需要填表式操作，即可生產適合于自己的“監(jiān)控和數據采集系統”。 組態(tài)軟件的層次結構 通常 組態(tài)軟件 的整個系統劃分為三個層次結構，即控制層、監(jiān)控層、管理層。其中，監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監(jiān)控，而且常在自動控制系統中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業(yè) PC機。 系統軟件按照功能劃分為兩大部分：監(jiān)控部分及數據庫部分 [14][15][23]。 監(jiān)控部分包括人機界面監(jiān)控軟件、后臺控制軟件、協議轉換軟件。監(jiān)控軟件以Microsoft公司的 Windows XP Professional操作系統為軟件平臺，以 Wonderware公司的 InTouch為平臺對人機界面軟件、后臺控制軟件和協議轉換軟件進行二次開發(fā)。本監(jiān)控 界面采用圖形及文字相結合的導航模式，分為實時信息監(jiān)控、實時告警、 事件 報警 記錄 以及歷史趨勢查詢等 。 數據庫部分包括實時或 歷史趨勢以及告警。 此數 據庫軟件可以對任何時間、任何設備進行實時或歷史數據的查詢，滿足不同層次的管理 人員的需要。根據實時或歷史數據，還可以生成各種曲線，并對用電趨勢進行分析。另外，任何的系統告警都存儲到數據庫，并以彈出對話框、 閃光 報警相結合的方式提醒管理人員 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 注意，并采取相應措施 。 組態(tài)軟件的優(yōu)勢 針對中小型煤礦變電站監(jiān)控系統 相對于 其它兩類應用軟件來說，組態(tài)軟件的 架構決定其具有的天然優(yōu)勢 [21]： (1) 高度開放的接口 。 相對于各個硬件 廠家所推出的監(jiān)控軟件而言，作為第三方的組態(tài)軟件則開放得多。無論是 現場總線，或者是自定義的通訊格式，只要能確定通訊協議 ， 都可以通過增加相應的驅動 ， 關聯該設備，進而監(jiān)測 控制。這樣，用戶就擁有了最大的選擇余地，幾乎可以任意的選擇各家硬件 廠家的 產品來組合成 自己所需的控制系統，從而構成自己所需的以組態(tài)軟件為控制核心的監(jiān)控系統。 (2) 快速的界面設定 。 通過組態(tài)軟件可以輕松的繪制各種人機界面，簡單的幾個操作和設定就可以實現最常用的歷史曲線、報表、報警、各種動畫等，相比較高級的編程工具 VB、 VC等 容易了很多。 (3) 自由的組網方式 。圍繞著組態(tài)軟件，可以根據工程需要， 構建所需的網絡，實現真正的分布式結構，網絡間的傳輸介質也多種多樣。 (4) 低成本 。 一方面，組態(tài)軟件通?？梢赃\行在 Windows環(huán)境下，一臺 PC機 或者工控機都可以運行組態(tài)軟件，無論是組態(tài)軟件本身，還是整體控制系統，其成本都相對較低。 (5) 較高的開發(fā)效率 。 由于組態(tài)軟件本身是個半成品，很多底層的通訊控制等操作都已被封裝起來 ， 所以用戶 在此平臺上做進一步開發(fā)就輕松很多，可以節(jié)省大量時間，進一步降低 成本。 (6) 應用范圍廣泛 。 無論是用于工廠的整體監(jiān)控，還是配套現場設備，組態(tài)軟件的使用環(huán)境可大可小，多套組態(tài)軟件可以形成低成本分布式的監(jiān)控系統，而單套軟件也可以單獨配套現場設備 ，起到上位機的作用，可以記錄歷史數據，提供美觀的人機界 面，提升 產品的科技含量，形成軟硬一體的解決方案。 (7) 多樣的數據接口 。 組態(tài)軟件可以將采集的歷史數據保存到本地或者遠程服務器上的實時數據庫中，也可以將原始數據或者統計值等數據保存到各種關系數據庫中， 通過組態(tài)軟件的數據平臺，現場數據可以輕松傳到更高一層的軟件系統中，方便 用戶的操作和管理。 (8) 豐富的控制功能 。 組態(tài)軟件通常都支持功能豐富易用的腳本控制， InTouch組態(tài)軟件中可以設置窗口腳本、應用 程序 腳本、 鍵腳本、 數據 改變 腳本、QuickFunction腳本、 ActiveX事件 腳本等，同時提供了近千個腳本 函數，靈活準確的使用腳本和 其函數，可以輕松實現各種復雜的控制流程，進一步方便 用戶的使用。??22 ??23 ??24 InTouch 簡介 概述 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 InTouch是 一種工業(yè)自動化組態(tài)軟件 ,Wonderware公司 的 產品 . Wonderware 公司成立于 1987 年，是在制造運營系統率先推出 Microsoft Windows 平臺的人機界面 (HMI) 自動化軟件的先鋒。世界第一家 推出組態(tài)軟件的公司 . Wonderwareamp。reg。 InTouchamp。reg。 for FactorySuiteamp。reg。為以工廠和操作人員為中心的制造信息系統提供了可視化工具。這些制造信息系統集成了操作人員所必需的各種信息，可以在工廠內部和各工廠之間共享。 InTouch HMI軟件用于可視化和控制工業(yè)生產過程。它為工程師提供了一種易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立、測試和部署強大的連接和傳遞實時信息的自動化應用。 InTouch軟件是一個開放的、可擴展的人機界面，為定制應用程序設計