【摘要】
介紹了美國Wonderware公司的Factory Suite 2000中的核心組件人機接口界面系統InTouch 7.0的特點，借助羅克韋爾的控制網ControlNet和設備網DeviceNet技術實現二氧化碳膨脹煙絲生產線的遠程監視和控制，故障診斷和數據管理。

【關鍵詞】
網絡；InTouch；過程監控；煙草產業

1、背景
　　寶雞卷煙廠為積極響應國家煙草專賣局“卷煙降焦減害”的號召，同時滿足企業生產“中式卷煙”要求，在企業九五技改中提出一項重點項目----二氧化碳膨脹煙絲生產線項目。這是一條國產新模式的570Kg/h二氧化碳膨脹煙絲生產線，項目實施后可杜絕生產過程中排放的氟里昂物質對臭氧層的破壞，保護了大氣環境。可年產200多噸優質膨脹煙絲，既滿足了企業生產卷煙對膨脹煙絲的需求，也可外賣部分產品。
　　企業考慮到工廠內部局域網和ERP系統的建立，為適應現代企業管理模式，系統解決方案選用羅克韋爾ControlLogix 5550 PLC平臺以及自動化軟件，操作站選用方正臺式機，操作系統選用Windows NT 4.0 Server版，上位機工控組態軟件選用InTouch 7.0。

2、InTouch的特點
　　InTouch是美國Wonderware公司開發的世界上第一個集成的、基于組件的人機接口界面（HMI）系統——Factory Suite 2000中的一個核心組件。它具有世界領先的HMI和面向對象的圖形開發環境，便于高效、快捷地配置用戶的應用程序。目前，有很多工控組態軟件，如InTouch 、iFix、LabView，國產的有“組態王”、“世紀星”等。InTouch和這些軟件相比，主要特點有：

⑴、在性能上，InTouch對核心代碼進行了優化，運行效率比較高。經過了完備的測試和運行考驗。目前世界上有12萬套以上的InTouch系統在運行，該軟件的可靠性和穩定性高。

⑵、系統的開放性。InTouch的運行環境是Win95/98/NT，基本的通訊格式包括“快速DDE”和Suite Link。其中, 快速DDE兼容微軟的DDE，許多Win95/98/NT下運行的軟件都可以與InTouch直接通訊。為了與其他設備通訊，InTouch有600種通訊協議轉換軟件（I/O Server），可以與不同的設備通訊，特別是在與PLC的通訊方面。包括：Siemens、Modicon、Opto 22、square D、ABB、GE等。甚至，可以利用第三方Server。InTouch還提供了一個工具軟件，幫助編寫通訊協議轉換軟件。

⑶、網絡功能。InTouch支持微軟的各種網絡，組網非常簡單。它具有強大的網絡功能，通過傳統的DDE和擴展的NetDDE的方式，可與本機和其它計算機中的應用程序實時交換數據。同時，它支持通過ODBC訪問各種類型的數據庫，便于系統的綜合管理。另外，它支持標準的ActiveX技術，使得用戶可以輕松地為自己的應用程序開發各種網絡多媒體功能。

⑷、數據庫功能。InTouch除了自身帶有數據庫以外，還支持SQL語言，可以方便地與其他數據庫連接。

⑸、容易學習。InTouch的編程方法簡單，多稱為組態，是面向非計算機專業的工程技術人員。一方面縮短了應用開發周期，另一方面方便了終端用戶對應用程序的維護。

⑹、InTouch提供了各種強大功能，通過組態完全可以滿足用戶在操作、顯示、記錄上的各種需求。

⑺、InTouch有多種繪圖工具和豐富的圖形庫，可以做出非常易于操作和漂亮的畫面。它在報警和歷史趨勢方面的功能，極大地方便了對系統的監控。

基于以上原因，我們選擇InTouch作為上位機工控組態軟件的開發工具。

3．控制系統簡介
　　控制系統采用羅克韋爾自動化的ControlLogix PLC平臺，控制網ControlNet和設備網DeviceNet兩層網絡技術。在控制系統中選用ControlLogix 5550，配有1756-CNB控制網接口模塊，用于連接現場6個PLC。選用8個觸摸屏PanelView來進行生產操作和參數調整，這些觸摸屏通過控制網與PLC連接。選用1784-KTCX個人計算機接口卡，使上位機通過控制網與PLC連接，上位機在生產過程中具有在線狀態監視和故障診斷等功能。同時，配有1756-DNB設備網接口模塊，用于連接25個分散在現場的1794 FLEX I/O工作站和33個1336 PLUS II變頻器。系統采用最先進的生產者與消費者通訊模式，系統具有良好的擴展性，在各層都可自由擴展，是一個典型的集散控制系統。控制系統自動化與控制層ControlNet[2]網絡結構見圖1，設備層網絡結構見圖2、3、4。

圖1：自動化與控制層網絡結構圖

圖2：進料1段設備層網絡結構圖

圖3：進料2段設備層網絡結構圖

圖4：出料段設備層網絡結構圖

4．軟件設計
4．1畫面組態和系統監控
　　畫面組態時先要進行標記名的字典定義。在InTouch中，數據類型主要分為內存型和I/O型。其中，內存型數據為InTouch程序內部定義的變量（如年，月，日），I/O型數據的來源一般為其它計算機節點或本機運行的其它程序（如I/O Server），生產現場的所有數據就是I/O型，若要在操作站的動態畫面上顯示，就必須在標記名的字典中定義，并且要與控制站PLC的內部地址一一對應。

圖5：二氧化碳膨脹煙絲生產線監控界面
　　按照控制方便、易于操作和美觀使用的原則，本監控系統分成九個主畫面和若干個分畫面，其中九個主畫面分別是‘切片回潮’、‘儲葉柜’、‘儲絲柜’、‘浸漬器’、‘冷端’、‘熱端’、‘燃燒爐’、‘回潮出料’和‘成品絲柜’，這九個畫面是根據工藝流程和功能劃分的。每個主畫面所監控的設備都在一個功能相對集中的工藝段內，操作人員可以在同一畫面內監控到該崗位的所有設備，所有的工藝操作可用鼠標在相應的畫面上“點擊”進行，操作方便，界面友好。各設備的開關狀態在畫面上采用不同的顏色進行區分，即“綠色運行、紅色停止”。報警畫面與主畫面一一對應，即每一個報警畫面顯示的都是其對應的主畫面的報警，這樣便于管理，易于操作。在底部主翻屏畫面上設有‘歷史趨勢’和‘報表設置’兩個鍵，分別可進入歷史趨勢和報表設置。在畫面上設置了趨勢圖，通過調用趨勢圖進行參數整定及查看各參數的歷史趨勢圖。

4．2數據通訊
　　在InTouch中，內存型數據為InTouch程序內部定義的變量，不需要通過I/O Server即可進行訪問；I/O型數據的來源一般為其它計算機站點或本機運行的其它程序，這類數據由InTouch通過NetDDE或DDE的方式獲得。
　　在本系統的監控上位機采集控制站ControlLogix PLC中來自生產現場的I/O數據，經過處理，將控制命令傳給控制站，以此監控生產過程。但是，一般操作站無法直接從控制站中取得數據，這時需要一個通訊接口——I/O Server，本系統的電氣控制系統使用美國羅克韋爾自動化公司ControlLogix PLC ,InTouch提供了廣泛的通訊協議轉換接口——I/O Server，能方便地連接到羅克韋爾的PLC上。

4．3數據庫訪問
　　數據庫是系統管理的工具，也是工作報表的數據來源。目前，在大、中型集散控制系統中被廣泛采用的數據庫管理軟件有Oracle、SQL Server、Informix或報表制作工具等。本系統采用了Microsoft Excel 2000報表制作工具，如圖6所示。

圖6：數據管理界面

4．4系統安全
　　系統安全問題是每一個操作站軟件設計人員必須考慮的，本系統操作軟件為Windows NT Server，操作系統本身穩定可靠，具有很高的安全性，InTouch可以通過帳號管理機制，限制不同人員的訪問權限，來實現系統安全。
　　在本系統中共設置了2個級別的訪問權限，分為工程師級、操作工級。工程師級的權限最高,可以修改系統參數，畫面組態；實時監控。操作工級的權限較低，只能實時監控。

5．方案總結
　　二氧化碳膨脹煙絲生產線采用該監控系統后，經過3年多時間的運行，維修人員可以直接從上位機的報警信息中迅速進行故障診斷，查找出故障點，指導了維修人員的工作，縮短了設備維修時間，提高了設備的有效作業率。同時，利用InTouch開發的上位機監控程序功能完善，綜合性強，人機界面美觀友好，操作方便。

作者簡介：孫青，男，1972出生。1994年畢業于西北工業大學計算機應用專業，主要從事工業自動化控制系統的維護工作。
參考文獻
⒈ 控制網系統概貌 V1.5 羅克韋爾自動化
⒉ 設備網產品概貌 羅克韋爾自動化
⒊ ControlLogix系統用戶手冊 羅克韋爾自動化
⒋ InTouch 7.0 Basic ,Training Manual,Wonderware Corporation,Revision A,Part Number 05-3004,February,1998
⒌ InTouch 7.0 Advanced ,Training Manual,Wonderware Corporation,Revision C,Part Number 05-3005,September㈦,1998