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基于臺達PLC的工廠產量監控查詢系統中達電通股份有限公司

Querying System of Factory Output Monitoring Based on Delta PLC<BR> 中達電通上海機電業務處李強<BR> Li Jiang <BR> 摘要：局限于技術條件，目前生產中在統計生產產品產量方面不少還是依靠人工進行統計。在實際操作過程中，往往出現產品嚴重丟失，投入的原料量和產出的成品量嚴重失衡，因此，有必要采用工廠產量監控查詢系統對整個工廠的產品產量進行準確的計量，文章基于臺達PLC與組態軟件技術，成功開發了一個工廠產量監控查詢系統。<BR> 關鍵字：PLC 組態軟件監控查詢系統 <BR> Abstract: Limited to the technical conditions，it makes statistic of production output still to be depended on manual work in factory product output statistic for the production process. It always appears that the product loses graveness and the input of raw material does not balance with product quantity of output in the pratical manipulation process. Therefore it is necessary to use Querying System of Factory Output Monitoring for accuracy measure of product output in whole factory. The paper discussed that it is made good winning to querying system of factory output monitoring based on Delta PLC. <BR> Key words: Programable logical controller Configuration software Output querying system <BR> [中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] B 文章編號</P><P> 1 引言<BR> 上海佳泰塑膠有限公司是生產手術專用手套、醫用手套、科研手套及各種PVC手套的專業公司，年產值在0.5到1億元人民幣，產品基本上都是出口外銷。全廠有兩個生產車間共26條生產線，整個工廠的所有生產線由工廠產量監控查詢系統實施實時監控，對每一條生產線的產量數據進行實時存儲，將PLC中掉電保持區的數據讀到監控系統自定義的相應變量當中去，每分鐘通過標準的SQL語言對數據進行存儲（每分鐘向SQLSERVER數據庫中存儲26條生產線的產量數據，即26條生產線的當前產量），用戶可以通過日期、時間、時間段、車間、生產線等查詢任何車間、任意一條生產線的產量，能對車間、生產線的月產量進行統計，并在查詢出滿足條件的記錄后，將結果通過報表顯示，按規定報表格式將結果進行存儲和打印。以下是對相關技術問題的簡略討論。<BR> 2 系統結構與功能<BR> 工廠產量監控查詢系統的結構示意圖如圖1所示。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20067171954343311.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20067171954343311.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 該系統要實現的功能是可以任意查詢一車間、二車間任何生產線（共26條生產線）在任何時段的產量。具體要求如下：1）每條生產線產量的數據至少能夠保存4個月的儲存期，以便對歷史數據進行查詢；2）能查詢每條生產線任意月、天、小時、分鐘的產量；3）能對任意一條生產線在任意時段的產量進行查詢；4）查詢結果能以特定的格式在報表中顯示，同時將結果打印出來；5）各條生產線任意月、日、小時、分鐘的產量可在電腦上以柱狀圖、實時趨勢曲線的形式顯示。 <BR> 查詢系統的查詢方式可以實現：1）按照日期進行查詢；2）按照時間進行查詢；3）按照生產線進行查詢；4）按照任意時間段進行查詢；5）按照班次進行查詢（早、中、晚班）；6）查詢任意月的任意車間、任意生產線的產量；7）可以運用第1）到第5）種不同的排列組合進行復雜的查詢。<BR> 3 系統設計 <BR> 該系統的設計是比較簡單的，軟、硬件選型配置如表1所示。<BR> 表1 系統軟、硬件配置<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20067171972169588.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20067171972169588.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 工廠產量監控查詢系統的設計主要在于軟件系統的設計，以下問題是考慮的重點。 <BR> 1）兩個車間共26條生產線，每分鐘要有26條記錄生成，每分鐘向數據庫插入26條記錄。該系統全天24小時工作，不允許停，所以一天的數據量為37440條記錄。每月的數據量為1160640條記錄。如果要存儲4個月，則數據量為4642260條記錄。數據量是相當龐大的，硬盤的數據存儲接近2-3G，不僅會造成在查詢時，系統資源嚴重被占用，同時普通的數據庫如ACCESS的表格沒有能力管理如此龐大的數據系統。ACCESS在管理如此龐大的數據時，不僅系統會造成不穩定，同時會出現不可預料的情形。所以只能尋找能夠管理大型數據系統的數據庫，因此可以選擇SQLSERVER或Oracle。<BR> 2）組態軟件（組態王）支持對標準的數據庫進行數據的插入、選擇、刪除等基本的操作，同時支持標準的SQL語言。靈活的運用該組態軟件提供的SQL函數使監控系統通過ODBC（開放性的數據源）配合標準的SQL語言對數據庫進行各種簡單和復雜的操作。<BR> 3）即使使用大型的數據庫，SQL Server或Oracle，由于每天的數據量多達37440條記錄，如果將1個月，甚至是4個月的記錄全部寫入同一個數據庫的同一個表格，則所有的數據量大的將使表格崩潰，即使數據庫能夠管理，查詢的速度也是可想而知的，將會非常的慢。解決問題的思路是以系統的日期作為當天的表格名稱。當系統時間為00：00：00時刻時，新建一個表格，通過SQLCreateTable( DeviceID, "TableName", "TemplateName" )函數建立不同的表格，因為組態軟件支持字符串函數。<BR> 4）查詢條件比較復雜。為了完成如此復雜的查詢，使用了Active控件，因為組態軟件支持第三方控件，將所有的條件羅列出來進行排列組合，將每一種情況都考慮在內。然后通過程序來實現選擇條件轉換成SQLSELECT（）函數工作的條件。因為工藝要求能夠任意查詢任意生產線在任意時段的產量，為了能夠實現該功能，可以新建站點及站點變量（\\本站點\CX_Hour，\\本站點\CX_Minute，\\本站點\CX_Hour1，\\本站點\CX_Minute1）。在以時間段進行查詢時，先將以前兩個變量輸入的時間做為條件進行查詢，將查詢出記錄的數據賦給在過程中自定義的中間變量。然后再以后兩個變量輸入的時間作為條件進行查詢，將查詢出的結果同樣賦給自定義的中間變量。將兩次查詢的結果求差，然后將日期、時間、車間生產線產量通過報表的組態添到表格當中。<BR> 5）對于月產量的查詢。需要判斷輸入的月份有幾天，然后從該月的第一天開始到最后一天進行查詢，查詢的時刻為每一天的23:59分時各生產線的產量。然后對查詢出的數據進行累加，直到該月的最后一天。具體程序實現是按照特定的格式將數據填寫到報表當中。<BR> 6）當查詢的條件比較復雜時，有些條件不可能同時成立，因此，在選擇條件時，要互相限制，以避免出現混亂現象。<BR> 7）工藝要求能夠查詢任意生產線每分鐘的產量，可以通過事件發生命令實現，即每當系統時間的秒等于59時，觸發執行相應程序。<BR> 8）在系統時間等于00：00：00時刻時，用事件命令建立相應程序，以得到需要新建表格的名稱，并同時將PLC中累計產量的寄存器清零，重新開始對該日的產量進行累計。<BR> 4 系統調試考慮<BR> 針對本文討論的特定工廠產量監控查詢系統，在系統安裝調試過程中有些問題是不能被忽略的。<BR> 1）因為兩個車間之間的距離在300m左右，而從第一個車間到監控室的距離有500m左右，距離比較遠，為了遏制信號的衰減，將信號線用網線代替，同時加中繼器將信號放大。保證數據傳輸的安全性。<BR> 2）要求現場布線時嚴格按照電氣規范施工，保證安裝的合格。<BR> 3）正確的設置操作系統中數據源ODBC的選項，以保證監控系統能通過ODBC與數據庫SQL Server連接。在運行監控系統執行任何操作時，觀察運行反饋信息，以得到相關的錯誤信息，可根據提示的錯誤信息檢查程序。<BR> 4）報表組態非常靈活，可以通過While{}循環語句，將查詢結果按照順序填寫到報表中。靈活的運用While{}語句可將程序簡化，減少監控系統后臺運行程序的時間。<BR> 5）靈活運用應用程序命令、數據改變命令、事件命令、熱鍵命令、按鈕的彈起、按住、按下命令進行編程。<BR> 6）在程序量大的項目中應養成良好的編程習慣，定義變量時最好使用英文對程序進行標注，以增加程序的可讀性。<BR> 系統經調試正常后，投入生產運行的產品產量柱狀圖如圖2所示，產量的趨勢圖如圖2所示。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20067171991715702.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20067171991715702.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 5 結束語<BR> 盡管臺達PLC屬于小型PLC，但其性能可靠、支持485通訊等特點，足以完成集中控制的功能，配合組態軟件實現復雜的工廠監控、數據查詢、打印、報表等DCS系統的功能。<BR> 參考文獻[略]<BR> 作者簡介<BR> 李強（1978-），男，工程師，主要從事工業自動化系統工程開發和技術支持工作。<BR>