如何设计一套完善的自动化监控系统
时间：07-19
来源：互联网
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1 引言
目前市场上被广泛应用的自动化控制系统，总离不开传统的plc、dcs、ccs等模式。在参观一些大型的建设项目及生产厂房时，发现大多数的自动化系统都是封闭式的原厂设备，这些控制系统在安装上往往比较复杂，使用和维修上都要依赖生产商，如系统发生故障，必须等待生产商的技术人员到现场检修，耽误了生产的进度，而且在程序上需要作出更改时，也需要生产商的提供，故而在使用上显出不够灵活。
2 设计生产线的自动控制系统，必须要考虑的问题
（1） 系统的简单性
所选中使用的系统，在配置与组态上，要能最低限度的简化控制性能，操作人员在生产过程中很容易操作;同时也可以让工厂的维护人员，稍经培训，便可对系统进行正常的维护。
（2） 系统的开放式性
所选定的系统无论其组成的硬件或软件如何，都可随时地用合理的价格，从市场或第三方的供应商处，采购所得到的零配件;同时对外连接时，兼容性要好，其内容易被操作人员熟识使用;属现时相当开放流行和先进的硬件和软件;将来若要把系统提升或作出扩充时只需花费很少的经费，就可以达到上述新系统的改造集成的目的。
（3） 人机对话的兼容性
所选定的系统，需具备图象界面组态能力，同时应具有与上位管理计算机数据传输的能力，可以把不同的画面，同时分别由多单元以并行的方式实时的显示。
（4） 最高的可靠性
所选定的系统的硬件与软件应提供充分的可靠性，保证能避免因其中一个组件的失效令系统死机，而影响整个系统的正常操作。
（5） 先进的控制功能
所选取的系统，一定要具有先进的控制功能，能够胜任比较复杂的系统要求，同时在应用过程中可以解决客户的需求及生产工序上所产生的各种难题。
（6） 使用成本要低廉
所选取的整个系统，无论在现场安装，使用和维护上，都要费用低廉，性价比高。因为在项目评估上，合理的成本，会作为首要考虑的目标。
3 我公司设计的垃圾焚烧处理生产线监控系统的性能特点
纵观plc及dcs等系统，plc的梯形逻辑程序，在执行上受原来顺控及梯形编程的限制，在已编好的程序中，不能随时插入或修改。而dcs系统大多数是由生产厂商预先集成，预编程并组态好的，到系统需扩充或提升时，相当麻烦，一般用户无法自己办得到。
如在开发垃圾焚烧处理生产线的监控系统时充分考虑了以上的问题及电气控制系统的发展趋势，经过多次筛选和研究，确定以北京昆仑通态软件公司的mcgs工控组态软件和西门子公司的s7-200系列的微型plc相结合，组成垃圾焚烧处理生产线的监控系统，以1台上位计算机和多台plc通过rs485总线网络组成监控系统，plc执行实时控制功能，计算机运行人机界面、采集数据、和管理计算机交换数据，系统监控界面如图1所示。
3.1 西门子plc的特点
s7-200 plc是德国西门子公司制造的微型plc，s7-200 plc在集散自动化系统中已得到充分的应用，覆盖了所有的与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，具有极高的可靠性;丰富的指令集;编程软件便于掌握，操作方便;强劲的通讯能力（ppi通讯、mpi通讯、profibus通讯、以太网通讯）。
3.2 组态软件的特点
mcgs工控组态软件是北京昆仑通态软件公司开发的用于工业控制的软件，其功能和特点可归纳如下：
（1） 概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成多数简单工程项目的监控程序设计和运行操作。
（2）功能齐全，便于方案设计。mcgs为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从设备驱动（数据采集）到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各个环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用。
（3）设立“设备工具箱”，针对外部设备的特征，用户从中选择某种“构件”，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制，mcgs界面如图2、3所示。
（4）“面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得mcgs的组态工作既简单直观，又灵活多变。
（5）引入“运行策略”的概念。复杂的工程作业，运行流程都是多分支的。用传统的编程方法实现，既繁琐又容易出错。mcgs开辟了“策略窗口”，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换。
（6） 提供对网络的支持。mcgs充分运用现今发展的dccw（distributed computer cooperator work）技术，即分布式计算机协同工作方式，来使分散在不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作。
3.3 垃圾焚烧处理生产线监控系统具有的优点
（1） 系统结构如图4所示。
（2） 系统组态和配置比较简单
（3） 系统开放性好 硬件和软件目前在国内应用都比较广泛，系统以后的功能扩展和升级非常方便。
目前市场上被广泛应用的自动化控制系统，总离不开传统的plc、dcs、ccs等模式。在参观一些大型的建设项目及生产厂房时，发现大多数的自动化系统都是封闭式的原厂设备，这些控制系统在安装上往往比较复杂，使用和维修上都要依赖生产商，如系统发生故障，必须等待生产商的技术人员到现场检修，耽误了生产的进度，而且在程序上需要作出更改时，也需要生产商的提供，故而在使用上显出不够灵活。
2 设计生产线的自动控制系统，必须要考虑的问题
（1） 系统的简单性
所选中使用的系统，在配置与组态上，要能最低限度的简化控制性能，操作人员在生产过程中很容易操作;同时也可以让工厂的维护人员，稍经培训，便可对系统进行正常的维护。
（2） 系统的开放式性
所选定的系统无论其组成的硬件或软件如何，都可随时地用合理的价格，从市场或第三方的供应商处，采购所得到的零配件;同时对外连接时，兼容性要好，其内容易被操作人员熟识使用;属现时相当开放流行和先进的硬件和软件;将来若要把系统提升或作出扩充时只需花费很少的经费，就可以达到上述新系统的改造集成的目的。
（3） 人机对话的兼容性
所选定的系统，需具备图象界面组态能力，同时应具有与上位管理计算机数据传输的能力，可以把不同的画面，同时分别由多单元以并行的方式实时的显示。
（4） 最高的可靠性
所选定的系统的硬件与软件应提供充分的可靠性，保证能避免因其中一个组件的失效令系统死机，而影响整个系统的正常操作。
（5） 先进的控制功能
所选取的系统，一定要具有先进的控制功能，能够胜任比较复杂的系统要求，同时在应用过程中可以解决客户的需求及生产工序上所产生的各种难题。
（6） 使用成本要低廉
所选取的整个系统，无论在现场安装，使用和维护上，都要费用低廉，性价比高。因为在项目评估上，合理的成本，会作为首要考虑的目标。
3 我公司设计的垃圾焚烧处理生产线监控系统的性能特点
纵观plc及dcs等系统，plc的梯形逻辑程序，在执行上受原来顺控及梯形编程的限制，在已编好的程序中，不能随时插入或修改。而dcs系统大多数是由生产厂商预先集成，预编程并组态好的，到系统需扩充或提升时，相当麻烦，一般用户无法自己办得到。
如在开发垃圾焚烧处理生产线的监控系统时充分考虑了以上的问题及电气控制系统的发展趋势，经过多次筛选和研究，确定以北京昆仑通态软件公司的mcgs工控组态软件和西门子公司的s7-200系列的微型plc相结合，组成垃圾焚烧处理生产线的监控系统，以1台上位计算机和多台plc通过rs485总线网络组成监控系统，plc执行实时控制功能，计算机运行人机界面、采集数据、和管理计算机交换数据，系统监控界面如图1所示。
3.1 西门子plc的特点
s7-200 plc是德国西门子公司制造的微型plc，s7-200 plc在集散自动化系统中已得到充分的应用，覆盖了所有的与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，具有极高的可靠性;丰富的指令集;编程软件便于掌握，操作方便;强劲的通讯能力（ppi通讯、mpi通讯、profibus通讯、以太网通讯）。
3.2 组态软件的特点
mcgs工控组态软件是北京昆仑通态软件公司开发的用于工业控制的软件，其功能和特点可归纳如下：
（1） 概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成多数简单工程项目的监控程序设计和运行操作。
（2）功能齐全，便于方案设计。mcgs为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从设备驱动（数据采集）到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各个环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用。
（3）设立“设备工具箱”，针对外部设备的特征，用户从中选择某种“构件”，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制，mcgs界面如图2、3所示。
（4）“面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得mcgs的组态工作既简单直观，又灵活多变。
（5）引入“运行策略”的概念。复杂的工程作业，运行流程都是多分支的。用传统的编程方法实现，既繁琐又容易出错。mcgs开辟了“策略窗口”，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换。
（6） 提供对网络的支持。mcgs充分运用现今发展的dccw（distributed computer cooperator work）技术，即分布式计算机协同工作方式，来使分散在不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作。
3.3 垃圾焚烧处理生产线监控系统具有的优点
（1） 系统结构如图4所示。
（2） 系统组态和配置比较简单
（3） 系统开放性好 硬件和软件目前在国内应用都比较广泛，系统以后的功能扩展和升级非常方便。
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