亚控Kingview6.02组态软件在腈纶2L实验装置实时监控系统中的应用

摘 要：以腈纶2L实验装置计算机监控系统为例，介绍了Kingview6.02自动化组态软件在工业控制系统中的应用，着重介绍了Kingview6.02组态软件的功能、组态过程及腈纶2L监控系统的实现。 关键词 ：腈纶2L；监控系统；Kingview6.02；组态软件 １引言 分布式控制系统（DCS）是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。随着计算机技术的发展，分布式控制系统作为一种比较先进的控制技术，已经广泛应用于电力、制冷、化工、机械制造、交通管理等多种工程领域。在分布式控制系统中，由于大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，监控和数据采集系统越来越受到用户的重视，从而导致组态软件的大量使用。目前市场上组态软件种类繁多，稂莠不齐，我们选用了北京亚控公司推出的组态软件最新版本Kingview6.02，来进行腈纶2L实验装置上位机监控系统的软件组态工作。利用Kingview6.02自动化组态软件和外围控制采集电路来实现实验装置的数据采集、数据处理及实时监控。 ２技术要求 腈纶２Ｌ实验装置是进行聚丙烯腈合成的一套实验装置，聚合反应原料有强还原剂、强氧化剂、丙烯腈及强酸。实验进行时各种原料分别置于电子秤上以监测原料的出料状况，原料经计量泵送往聚合反应釜。聚合釜内搅拌器由釜顶电动机带动。釜内有加热棒进行加热以达到实验所要求的温度，聚合物经釜顶部出料口自动排出。整个实验中各容器中的原料称重、反应釜温度，搅拌机转速、出料ＰＨ值及出料温度都是直接影响实验效果的重要数据，由于实验原料中含有毒性教强的丙烯腈，使的实验环境较为恶劣。所以必须尽量避免实验人员到现场记录数据。建立一套稳定可靠的实时监控系统意义很大。 要建立的计算机监控系统需要能够检测整个实验装置的运行进展情况，系统需要对实验中的重要参数进行定时采集并实现对不符合实验要求的状态进行报警。整个实验中需采集监测的重要信号参数包括： （１）四只容器中原料的重量，由四只DY10K电子秤以0~500mv模拟信号输出； （２）搅拌机转速，由FUJI FVR-E11变频器以0~10V模拟信号输出； （３）聚合釜内温及聚合物温度，由２只Pt100铂电阻的电阻信号转换成0~10V的模拟信号输出； （４）聚合物ＰＨ值，由Mellter-Toledo公司生产的PH计以4~20mA的模拟信号信号输出。 ３监控系统的开发 3.1 Kingview6.02组态软件简介 组态王是运行在Windows98/NT/2000上，用户可以快速构造生成上位机监控系统的组态软件包，他方便地构造适应自己需要的数据采集系统，在任何需要的时候把现场的信息实时地传送到控制室，保证信息在人与现场之间的畅通。使现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高劳动生产效率。Kingview6.02为用户提供了从设备驱动、数据采集到数据处理、流程控制、动画显示、报表输出等组态工作的操作平台。它具有多任务、多线程功能，其系统框架采用VC++编程，提供丰富的设备驱动构件及丰富的图库元件，用户也可以随时根据自己的需求扩充系统的功能。 3.2系统开发过程 3.2.1制作图形画面 根据生产操作求建立了自己需要的画面，在每个画面上生成了互相关联的静态或动态图形对象。画面包括了具备一定功能的按钮及菜单、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警显示等。　　 3.2.2构造数据库 数据库是Kingview6.02组态软件的核心部分，在TOUCHVEW运行时，它含有全部数据变量的当前值。数据变量的集合称为“数据词典”。在数据词典中定义了个数据变量的变量名和变量类型等，Kingview6.02还提供常用的数据函数和算术、逻辑运算模块，运用C语言语法规则编写了命令语言对数据变量进行运算处理，并生成相应的数据报表。 3.2.3 定义动画连接 建立动画连接使的在画面上的图形对象与数据库的数据变量之间建立了一种特定的对应关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；也可以通过图形对象改变数据变量的值。 3.2.4 运行和调试 在开发过程当中，可以不断运用实时运行环境TOUCHVEW，运行和调试在画面制作系统中建立的动画图形画面。 3.3系统功能实现 3.3.1数据采集及数据库建立 通过设备驱动程序与外围I/O数据采集硬件进行数据交换，以采集得到实验中的8个重要参数，数据采样周期为500ms，并将采集得到的数据定时存盘生成数据库，存盘周期为60000ms。 3.3.2动态显示 （1）主画面。显示腈纶2L实验的整个工艺流程，并对8个主要相关参数的测量值实时显示。其中搅拌机叶轮旋转动画可反应搅拌机的工作状态，搅拌机开，叶轮旋转，搅拌机关，叶轮静止。见图1 图1 （2）数据显示界面。实时显示与系统相关的全部参数的测量值。 （3）实时趋势曲线：在腈纶2L实验过程中，通过四只容器中重量的变化情况可以对各原料的流量进行监控，重量的变化情况用趋势曲线图显示直观方便。在设计过程中不仅绘制了四只容器中原料重量的实时曲线曲线，也绘制了其他变量的实时曲线。见图2 图2 （4）历史趋势曲线：历史趋势曲线中绘制了数据变量的历史变化情况，实验人员可以通过界面上的各种查询操作按钮，得到每次实验变量的趋势曲线，还可以任意设定时间段让系统绘制出这段时间内的变量趋势曲线。界面上还设计了帮助按钮，操作人员在查询操作过程中可通过帮助文件获得查询操作帮助。见图3 图3 3.3.3报警功能 腈纶2L实验主要是对酸性腈纶的工艺研究，实验中对聚合温度和聚合物的PH值要求较为苛刻，所以对聚合釜温度和聚合物PH值具备报警功能。并根据实验要求可以任意设定报警上下限。见图4 图4 3.3.4报表系统 建立了数据报表系统，并设计了数据报表操作菜单，报表菜单可以查询指定时间段、指定时间间隔及指定数据变量的数值。并且对报表设计了打印，排版，刷新功能。见图5 图5 4结束语 目前该监控系统已经调试通过，整个系统满足腈纶2L装置的工艺要求。由Kingview6.02进行组态实现的上位机监控系统界面友好，运行稳定，便于操作。今后在工控方面上位机监控系统仍然可以选用Kingview组态软件进行组态。 作者：张清峰（上海石油化工股份有限公司 上海 200540） toper98@263.net 参考文献： [1]潘新民，王燕芳．微型计算机控制技术[M]．北京：高等教育出版社，2001 [2]北京亚控科技发展有限公司．组态王用户手册[Z]．2003 [3]欧金成，欧世乐，林德杰，等．组态软件的现状和发展[J]．工业控制计算机． 2002，15(4)：1~5 [3]金丹，沈昱明．世纪星组态软件在工业控制系统中的应用[J]．制造业自动化．2002，24(9)，49~52 [3]安娜，潘立登．牛学坤，李成岳，陈标华．基于MCGS组态软件的流向变换催化燃烧反应器监控系统设计[J]．化工自动化及仪表．2003，30(1)：41~43