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1 引言
隨著自動化加工技術的廣泛應用，傳統的產品質量監測手段已經不能滿足高速采集、實時跟蹤顯示的要求，產品質量監測系統的自動化要求越來越高。
組態軟件作為一種通用監控軟件平臺具有縮短自動化軟件開發周期、增強軟件產品穩健性和顯著提高經濟效益等一系列優勢，但是組態軟件的連續慢變過程監控的特點使它很難滿足高速產品質量監測系統的要求。高速數據采集和實時數據處理是亟需解決的兩大關鍵技術問題。
本文基于開物2000組態軟件，介紹了一種實現高速產品質量監測的新思路，既體現了組態軟件方便易用的優勢，又很好的滿足了監測系統中運動控制、實時高速數據采集和顯示、報表統計、歷史查詢和權限管理等各項應用要求。
2 總體方案設計
產品質量監測系統由硬件系統和上位機軟件系統兩部分組成，需要處理運動控制、高速數據采集、實時數據顯示、歷史數據查詢等問題，其中硬件系統由上位機和下位機組成。下位機由工作臺、PLC、變頻器、電機、旋轉編碼器和產品質量傳感器等組成，其中以PLC為監控中心，負責接受上位機指令完成運動控制、實時采集數據等功能，其組成框圖如圖1所示。
圖1 硬件系統框圖
上位機由工控機和觸摸屏組成，負責處理控制策略、數據通訊、實時顯示、報表統計和歷史查詢等功能；上位機軟件系統由開物2000組態軟件和數據處理模塊組成，其中以開物2000組態軟件為核心，模塊間使用消息和DDE進行通訊。開物2000組態軟件由開發環境、運行環境和通訊驅動程序等組成，分別負責完成工程開發、運行時數據交互和實時數據通訊功能；數據處理模塊完成數據直方圖實時顯示、報表統計、數據查詢等功能，其組成框圖如圖2所示。
圖2 上位機軟件系統框圖
3 高速數據采集
高速數據采集包括PLC高速采集產品質量傳感器信號和將采集到的數據高速傳遞到上位機。為了保證PLC數據采集的高速、穩定和均勻，將產品質量傳感器信號通過PLC中斷程序進行采集，采集周期設定為10mS，并將同一采集區間中數據進行濾波和均值處理，可以滿足采樣速度和采樣精度的要求，為后繼數據處理建立了良好的基礎。
為了提高通訊速度，將需要和上位機通訊的數據集中放在PLC的一個數據寄存器區間段中，使得在進行通訊時使用一條通訊指令即可獲得全部關鍵數據。實驗證明，在19200BPS情況下，完成一次通訊在100mS左右。一般的，產品質量監測時一個區間運行時間為300-5000mS左右，所以可以保證不會丟失現場數據，同時為了滿足可靠性和擴充性的要求，在PLC程序中采用了數據緩沖技術，可以保證即使是產品質量監測時最小區間運行時間為25mS也不會出現數據丟失現象，很好的滿足了通訊速度的要求。
4實時數據處理
數據采集在開物2000組態軟件中的通訊驅動程序部分完成，而實時數據顯示是在數據處理模塊中完成的，這就需要將開物2000模塊通訊驅動程序中采集到的數據及時傳遞到數據處理模塊中。綜合目前模塊間通訊常用的技術，考慮到穩定可靠性的要求，采用了WINDOWS系統廣泛采用的消息通訊方式，其傳遞過程由WINDOWS系統負責，具有及時、穩定可靠等優點。在開物2000模塊和數據處理模塊中定義了共用的數據結構，當開物2000模塊得到了最新的產品質量傳感器信號，則將下位機當前的狀態信息等有關數據通過消息傳遞給數據處理模塊，供其完成實時數據直方圖顯示及存儲查詢等后續功能。實驗證明，數據直方圖及時跟蹤了產品質量傳感器的采樣信號，滿足了數據處理的一系列要求。
5 結束語
基于上面提到的技術方案，在高速產品質量監測系統中取得了很好的效果。驗證了本文提出的高速產品質量監測方案的正確性。
本文以開物2000組態軟件為核心工具，綜合考慮高速產品質量監測系統的要求，解決了高速實時數據采集、高速實時數據傳遞和高速實時數據顯示的技術難題，很好的滿足了高速產品質量監測的要求，擴展了開物2000組態軟件的應用范圍，對于需要進行運動控制和高速數據采集的自動化監測系統開發具有一定的指導意義。
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