图1  上位监控系统配置

    (1)   KINGVIEW的功能
    ?  多种显示形式：工艺流程的总图或局部图形；开关量状态图；模拟量棒形图；模拟量数字显示；变量的趋势图；报警显示。

    ?  所有图形均为动态显示，能实时、直观的监视控制系统的运行状态。

    ?  所有的菜单、显示的图形及报表均由用户自己定义或编辑，因此可灵活的适应各种应用系统。

    ?  即时打印运行报表，即时打印在线显示的图形。

    (2)   监控系统的构成
    ?  主机：配有VGA卡的386以上兼容机或采用台湾研华工控机。内存：256MB，硬盘：20MB以上。

    ?  系统操作系统：Windows 98/2000。

    ?  KINGVIEW组态软件：监控系统应用软件的开发工具及执行程序。

    ?  PLC编程软件：DIRSOFT用于PLC程序编制。

    (3)    特点
    ?  KINGVIEW组态软件面向广大工业自动化控制系统工程设计人员，使用组态软件，无需编制程序，大大缩短应用系统的开发周期，比用传统编程方法开发效率提高几十倍，同时对应用系统的修改极其容易。PLC的DIRSOFT软件也是针对熟悉继电控制的工程技术人员开发的，若对继电图纸比较熟悉的话，使用DIRSOFT软件应该得心应手。

    ?  这种控制系统可代替模拟盘、二次仪表等作上位显示用。

    ?  系统的可组和性：DIRSOFT软件的程序可根据控制对象的要求随时修改；KINGVIEW软件可根据实际使用系统的规模及功能进行组和；PLC可根据用户控制的对象选用不同的PLC，在这套控制系统中，采用的是KOYO生产的PLC；主机可根据用户要求选用工业控制机（例如IBM386、研华等，或普通配有VGA的IBM兼容机）；显示器可选用普通显示器或大屏幕显示；打印机可选用市场上通用的，如EPSON等。

3  KINGVIEW+PLC在拌和楼（站）生产过程监控中的运用

    (1)   KINGVIEW的数据来源
    KINGVIEW有自己的数据字典，它是KINGVIEW的核心部分，运行时它含有数据库中全部项目的当前值，所有对KINGVIEW所用到的每一个变量指定标记名和类型及某些变量类型的附加信息，才能获得变量的值，并对值进行转换，供内部使用。

    在拌和楼控制系统中，主要是采用PLC对配料、卸料、拌和电机进行控制的，各种信号如传感信号、接近开关信号、按钮、主令开关等全部进入PLC的输入模块，拌和楼的被控对象全部由PLC的输出模块来控制，各控制对象由PLC的程序处理结果来决定。工控机通过特定的通讯协议与串口通讯从而达到与PLC进行数据交换及传输，在KINGVIEW中对这些变量指定标记名并定义为DDE变量，在通讯程序数据定义文件中，把PLC内节点及类型与KINGVIEW内数据名一一对应起来，这样在KINGVIEW中就可以使用DDE变量作为显示和计算用。不论是DDE变量还是内存变量都有离散I/O变量－可对应于开关点等。KINGVIEW＋PLC系统的结构框图如图2所示。

    (2)   各种功能的实现方法
    在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。在对话框中输入工程名称拌和楼；在工程描述中输入拌和楼流程监控。工程路径自动指定为当前目录下以工程名称命名的子目录。如果您需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮。单击“确定”。KINGVIEW将在工程路径下生成初始数据文件。至此，新项目已经可以开始建立了。

    建立新程序的一般过程是：① 设计图形界面；② 构造数据库；③ 建立动画连接；④ 运行和调试。　

图2  KINGVIEW+PLC系统结构框图

    下面以拌和楼流程监控画面为例(如图3所示)，介绍一下各图形的设计方法：

图3 拌和楼流程监控画面

    设计图形界面：
    ①  首先在画面中绘制各图素。绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内，分别用里面的工具绘制各称量斗、拌和机等图形。

    ②  其次定义外部设备，在这里定义外部设备KOYO的PLC，外部设备包括：下位机（PLC、仪表、板卡等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；只有在定义了外部设备之后，才能通过I/O变量和它们交换数据。具体设备配置向导窗口如图4所示。

图4  设备配置向导窗口

    ③  接着是构造数据库,具体为：打开工程浏览器→选择数据字典→在新建数据中输入各个变量名称：水泥、小石、大石、特大、煤灰、砂、水、塑化→在变量名称中选择I/O类型→在连接一览中选择PLC→在寄存器类型中选择对应的变量的定义号和寄存器号，如水泥R2120、小石R2450。

    1#拌和机的运转M024等，2#拌和机的进料M025、2#拌和机的出料Q030等，具体窗口如图5所示。

    ④  以上各种设置完成后，接着就进入动态连接，双击要连接的图形，打开动画连接画面，选择填充，表达式一栏选小石或要定义的变量，填充方向为向上，具体如图6所示。

    其他图形设置类似，依次设置水泥、大石、特大、煤灰、塑化、拌和机等，这样监控画面就建立起来了。

    其他子画面根据现场控制要求设计。

    构造数据库：KINGVIEW 的SQL访问功能实现组态软件和其他外部数据库之间的数据传输，在本工程中采用Ms Access数据库通过SQL访问管理器进行历史数据的存储、统计、查询、打印，SQL访问管理器用来建立数据库列和组态软件变量之间的联系。包括表格模板和记录体两部分。通过表格模板在数据库表中建立表格；通过记录体建立数据库表格和组态软件之间的联系。

    ①  创建表格模板：在工程浏览器中选择“SQL访问管理器”，创建表格模板。

    ②  创建记录体：在工程管理器中选择“SQL访问管理器”下的记录体，在记录体中定义变量日期、时间、小石重量、中石重量、水泥重量等和Access数据库表格中相应字段日期、时间和变量之间的对应连接关系。记录体中的字段名称必须与表格模板中的字段名称保持一致，记录体中的字段对应的数据类型必须和表格模板中相同字段对应的数据类型相同。

    ③  建立Ms  Access数据库：首先建立一个Access文件，然后定义数据源，如数据源名为mine。

    ④  制作历史数据查询：在历史数据查询界面中插入KVDBGrid控件，在控件属性中设置所需记录的字段名称，然后选择数据源如mine，完成后使用按钮的命令语言，利用函数实现查询、打印功能。

    在按钮控件中写入相应的命令语言，以实现日期查询、仓位查询、全部查询功能。

    查询命令语言：

    (3)   PLC编程编制及通讯
    在拌和楼控制中由于上、下位数据交换频率高，为了保障数据和动作状态的实时性，必须采用数据处理快、通讯功能强大的PLC，在这里采用KOYO公司生产的中档PLC SU6B,其参数如下：
    ①  最大程序容量增加为31.5K（程序存储器盒），并内藏7.5KFlashROM程序存储器；
    ②  最大实装I/O点数2 048点；
    ③  数据处理速度最快0.7μs；
    ④  CPU单元本身带2个通讯口，且2个通讯口可同时工作，通用通讯口通讯波特率可达38 400bps。

    因考虑到通讯速率问题在本方案中未采用CPU单元的通讯口，而是采用以太网模块以UDP/IP10Mbps进行数据交换，具体PLC配置见表1。

    硬件配置好后，用WINDOWS环境下DIRSOFT的PLC编程软件进行程序设计，程序分为两大部分：逻辑控制程序和数据处理程序。程序编制完后开始与组态软件联机通讯，用PC机+PLC组成集散控制系统时，PLC承担了现场控制站的工作，PC机承担了操作站和工程师站的工作。在安装有PLC系统软件的PC 机上可以离线（或在线）编辑PLC的控制应用软件（一般称为梯形图），控制应用软件下载到PLC后，PLC独立完成现场数据采集、逻辑控制、模拟控制等。而操作站的各种功能都可以通过“实时监控软件”+