1 引言 　　工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展階段。對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的操作最早完全依靠人在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作每臺(tái)設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)狀況的了解也只能靠操作者直接觀察現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，逐漸將生產(chǎn)的操作和監(jiān)視集中到一個(gè)控制室內(nèi)，利用儀器儀表和繼電器，將現(xiàn)場(chǎng)的狀況以電信號(hào)的形式傳入控制室，通過指示燈、鈴聲、光字牌、顯示儀表反映到儀表盤上。操作以按鈕和開關(guān)的切換的方式，能進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和工業(yè)軟、硬件的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了以上位機(jī)和下位機(jī)組成的監(jiān)控系統(tǒng)，它能更生動(dòng)、全面地反映現(xiàn)場(chǎng)信息，操作維護(hù)方便。其中，上位機(jī)有小型HMI、專用工控機(jī)、和工業(yè)PC機(jī)等種類。傳統(tǒng)的由按鈕、開關(guān)、模擬屏來操作的監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)落后、操作不便等原因面臨升級(jí)改造；以通用組態(tài)軟件為開發(fā)平臺(tái)，利用工業(yè)PC作為人機(jī)交互界面構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)是方案之一。本文將以韶冶熱風(fēng)爐自動(dòng)切換系統(tǒng)改造項(xiàng)目來對(duì)此作一個(gè)介紹。 　　2 熱風(fēng)爐工藝簡(jiǎn)介 　　熱風(fēng)爐是高爐系統(tǒng)的一部分，它是向冶煉過程中連續(xù)不間斷提供一定溫度熱風(fēng)的生產(chǎn)設(shè)備。熱風(fēng)爐的運(yùn)行分燃燒、燜爐、送風(fēng)三個(gè)狀態(tài)； 韶關(guān)冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱韶冶）共有三座熱風(fēng)爐，其生產(chǎn)狀態(tài)輪流切換，采用兩燒一送，保證不間斷地向鼓風(fēng)爐提供熱風(fēng)。燃燒過程通過空氣與煤氣以一定比例混合后在熱風(fēng)爐中燃燒，將熱風(fēng)爐中的蓄熱材料（通常為耐熱格子磚）加熱，當(dāng)熱風(fēng)爐達(dá)到一定溫度時(shí)，結(jié)束燃燒；冷風(fēng)進(jìn)入熱風(fēng)爐，被加熱成為熱風(fēng)后，向鼓風(fēng)爐送風(fēng)。 　　在每座熱風(fēng)爐的狀態(tài)切換過程中，參與切換的有十個(gè)電氣閥門和三個(gè)調(diào)節(jié)蝶閥，閥門的開啟、關(guān)閉、開度都要按生產(chǎn)工藝要求順序動(dòng)作；同時(shí)還要對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄歷史數(shù)據(jù)，故障發(fā)生時(shí)要求有報(bào)警提示。 　　3 上位機(jī)系統(tǒng)配置 　　此次韶冶熱風(fēng)爐自動(dòng)切換系統(tǒng)的上位機(jī)部分配置如下： 　　Pentium Ⅲ 戴爾工控機(jī)三臺(tái)。 　　網(wǎng)絡(luò)采用MODBUS PLUS現(xiàn)場(chǎng)通訊總線。 　　上位機(jī)通用組態(tài)軟件IFIX3.0運(yùn)行版三套。 　　其它網(wǎng)絡(luò)組件：MB+線、屏蔽雙絞線、光纖通訊線、光纖中繼器、MODBUS PLUS網(wǎng)卡及驅(qū)動(dòng)程序。 　　4 系統(tǒng)原理及功能說明 　　4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　根據(jù)運(yùn)行要求，在系統(tǒng)中配置了3臺(tái)上位機(jī)，其中兩臺(tái)位于熱風(fēng)爐集中控制室，具有相同功能，互為冗余，可同時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障后，另一臺(tái)可繼續(xù)監(jiān)控，使生產(chǎn)過程不間斷；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖?？刂剖业膬膳_(tái)上位機(jī)同時(shí)具有工程師站和操作員站的功能，通過不同的帳戶名登錄系統(tǒng)，享有不同的操作權(quán)限。以工程師帳戶名登錄享有最高權(quán)限，可以進(jìn)行生產(chǎn)操作、修改程序和參數(shù)、設(shè)置安全權(quán)限等一切操作；而操作員只能對(duì)進(jìn)行基本的生產(chǎn)操作，不能任意退出監(jiān)控畫面和其它修改、設(shè)置等操作。 　　另一臺(tái)上位機(jī)作為遠(yuǎn)程監(jiān)控站，位于全廠總控制室，將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、曲線、狀態(tài)反映到總控制室。該站只限于數(shù)據(jù)的讀取監(jiān)視，不能進(jìn)行任何對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制操作。 　　每臺(tái)上位機(jī)要求安裝有專用的MODBUS PLUS網(wǎng)卡，才能與總線交換數(shù)據(jù)。上位機(jī)各站間采用MODBUS PLUS通訊協(xié)議，通訊介質(zhì)為屏蔽雙絞線；上位機(jī)與MODBUS PLUS總線的連接為MB+線。遠(yuǎn)程上位機(jī)站與熱風(fēng)爐控制室距離較遠(yuǎn)，采用光纖為傳輸介質(zhì)，所以在光纖兩端還要加中繼器。控制室的上位機(jī)站與PLC構(gòu)成的下位機(jī)通過屏蔽雙絞線進(jìn)行通訊，與現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。 　　4.2功能說明 　　上位機(jī)組態(tài)軟件采用IFIX3.0運(yùn)行版，該通用組態(tài)軟件具有豐富的功能，在該平臺(tái)上經(jīng)過二次開發(fā)可實(shí)現(xiàn)操作命令接收與處理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)、報(bào)警處理、畫面顯示、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新、網(wǎng)絡(luò)通信、操作權(quán)限管理、操作記錄、報(bào)表生成等 　　在上位機(jī)上根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的位置和工藝流程，制作了熱風(fēng)爐系統(tǒng)的主要監(jiān)控畫面。在主監(jiān)控畫面上，可以顯示需要的過程參數(shù)、熱風(fēng)爐的當(dāng)前狀態(tài)和各閥門的運(yùn)行情況。另外還設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)曲線畫面、歷史曲線畫面、報(bào)警畫面、閥門信號(hào)一覽畫面，各畫面間可自由切換，方便瀏覽。在操作上，設(shè)計(jì)了手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種運(yùn)行模式。點(diǎn)擊畫面上的閥門圖標(biāo)彈出操作對(duì)話框，可以進(jìn)行單個(gè)閥門操作。 　　韶冶熱風(fēng)爐自動(dòng)切換系統(tǒng)的上位機(jī)中對(duì)溫度、流量、壓力、閥門開度等重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，并且有趨勢(shì)曲線顯示，對(duì)生產(chǎn)的情況了解更全面。相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)可被保留300天，300天以內(nèi)的數(shù)據(jù)可隨時(shí)可以被調(diào)出、查看；同時(shí)還對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表，并可打印，替代手工抄表?；谑录膱?bào)警機(jī)制，當(dāng)觸發(fā)報(bào)警事件后，報(bào)警一覽表中顯示報(bào)警有關(guān)信息；重要故障還有提示窗口彈出，同時(shí)有報(bào)警鈴聲。 　　為了保證運(yùn)行安全，系統(tǒng)設(shè)有不同登錄權(quán)限，未經(jīng)＊＊的操作將被禁止。系統(tǒng)還有打包備份功能，將開發(fā)定型后的程序用打包備份的方式存放在安全的地方，一旦系統(tǒng)因意外造成系統(tǒng)文件受損，可以恢復(fù)備份，修復(fù)系統(tǒng)。 　　5 結(jié)束語 　　本文詳細(xì)闡述了由專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、MODBUS PLUS現(xiàn)場(chǎng)總線及通用組態(tài)軟件IFIX 3.0組成的熱風(fēng)爐自動(dòng)切換系統(tǒng)。系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，集成度高，操作直觀、方便，改善了運(yùn)行人員的勞動(dòng)環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率，并能實(shí)現(xiàn)工廠網(wǎng)絡(luò)化、信息化，生產(chǎn)自動(dòng)化水平大為提高。該系統(tǒng)現(xiàn)已成功通過調(diào)試交付使用，運(yùn)行情況良好。本系統(tǒng)組建簡(jiǎn)單方便、功能強(qiáng)大，不僅適合于熱風(fēng)爐切換系統(tǒng)，亦可用于其它涉及順序控制、過程控制的系統(tǒng)，具有較好的推廣應(yīng)用前景。