基于組態(tài)軟件的論文：組態(tài)軟件在2-氯-5-氯甲基吡啶生產(chǎn)中的應(yīng)用new

1、 基于組態(tài)軟件的論文：組態(tài)軟件在2-氯-5-氯甲基吡啶生產(chǎn)中的應(yīng)用【摘要】2-氯-5-氯甲基吡啶是一種重要的農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體,它的合成研制對農(nóng)藥的發(fā)展和創(chuàng)制具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。用組態(tài)軟件制作的監(jiān)控管理系統(tǒng)不僅在設(shè)計(jì)上非常簡單,而且功能強(qiáng)大,維護(hù)和升級(jí)也非常方便,同時(shí)具有較高的性能和穩(wěn)定性。本文較詳細(xì)地介紹了組態(tài)軟件在2-氯-5-氯甲基吡啶生產(chǎn)中的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】組態(tài)軟件;2-氯-5-氯甲基吡啶;組態(tài)王;PLC;合成1前言2-氯-5-氯甲基吡啶是一種重要的農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體,英文名稱為2-Chlor-5-Chlormeth-ylpyridine,簡稱CCMP, CASNo. 70258-18-3。

2、是合成以吡蟲啉(Imidacloprid)(化學(xué)名: 1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基亞咪唑烷-2-基胺)、吡蟲清(啶蟲脒Acetamiprid)(化學(xué)名:N-(6-氯-3-吡啶)甲基-N-氰基-N-甲基乙脒)、吡蟲胺(Nitenpyram TI-304)為代表的吡啶雜環(huán)類化合物的關(guān)鍵中間體之一,也是這一類農(nóng)藥分子中最具殺蟲活性的結(jié)構(gòu)部分。因此, 2-氯-5-氯甲基吡啶的合成研制對于新型、高效、低用量、安全的新農(nóng)藥的發(fā)展和創(chuàng)制具有重大的現(xiàn)實(shí)意義1。我公司CCMP的生產(chǎn)采用國內(nèi)大多采用的環(huán)戊二烯路線,化學(xué)合成CCMP的方法在文獻(xiàn)2-4等文章中均有詳細(xì)介紹,在此就不贅述。由于CCMP的工藝

3、路線長、加工工藝復(fù)雜、要求條件苛刻、三廢多等條件的限制,本公司應(yīng)用新技術(shù)和先進(jìn)工藝,特別是建立了先進(jìn)的基于組態(tài)軟件的自動(dòng)化控制系統(tǒng),使該產(chǎn)品的質(zhì)量和收率達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。2組態(tài)軟件組態(tài)(Configuration)是指用軟件工具對計(jì)算機(jī)及其軟件資源配置的過程5。組態(tài)軟件即指用于組態(tài)的專用軟件,它們是自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境。常用的國外組態(tài)軟件有:InTouch、iFIX、WINCC等,國產(chǎn)組態(tài)軟件有:組態(tài)王(Kingview)、力控、MCGS等。組態(tài)軟件能提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法,以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法,其預(yù)

4、設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能;因此具有比VB、VC等編程方式更靈活多樣的組態(tài)方式,可以非常容易的實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能。同時(shí)組態(tài)軟件一般支持大多數(shù)硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備,與現(xiàn)在高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合,可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,進(jìn)行系統(tǒng)集成。在生產(chǎn)監(jiān)控過程中,由于許多情況要求將數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在地理上分布在不同位置的不同計(jì)算機(jī)上,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理,分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以方便地構(gòu)成這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),同時(shí)由于數(shù)據(jù)庫是一個(gè)開放性的結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第三方軟件也可以對組態(tài)軟件進(jìn)行訪問,如通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的DbCom控件訪問數(shù)據(jù)

5、庫的應(yīng)用程序等。但在用戶操作時(shí)感覺不到數(shù)據(jù)的分布。用戶看到的似乎不是一個(gè)分散的數(shù)據(jù)庫,而是一個(gè)數(shù)據(jù)模式為全局?jǐn)?shù)據(jù)模式的集中式數(shù)據(jù)庫。一般組態(tài)軟件還具有實(shí)用的事件管理、配方管理、雙機(jī)冗余及熱備、與第三方軟件通訊等功能。3控制系統(tǒng)簡介系統(tǒng)構(gòu)成分為三個(gè)層:上面一層是系統(tǒng)管理操作層,由兩個(gè)操作站和調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成,在操作站和調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有組態(tài)開發(fā)和運(yùn)行軟件,可以對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效地控制和管理;中間一層的PLC控制層由SIEMENS SIMATIC S7-300 CPU、通訊模塊及I/O模塊等組成;下面一層為現(xiàn)場設(shè)備層,包括各種智能儀表、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、常規(guī)儀表等等。系統(tǒng)采用ProfiBUS-DP總

6、線技術(shù)組成網(wǎng)絡(luò),具有優(yōu)良的擴(kuò)展性,在各個(gè)層次上用戶可以自由擴(kuò)展:一方面最上層可以通過冗余的10M/100Mbps光纖環(huán)網(wǎng)(工業(yè)以太網(wǎng))與公司企業(yè)管理層的EPR系統(tǒng)連接,成為公司信息化管理中的一環(huán);同時(shí)上、中、下各層都還可隨意增加節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)改造,以便系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。4組態(tài)設(shè)計(jì)4.1結(jié)構(gòu)概述我公司在2-氯-5-氯甲基吡啶生產(chǎn)控制系統(tǒng)采用組態(tài)王(Kingview)作為組態(tài)軟件,組態(tài)王是運(yùn)行在W indow98/NT/2000上的一種組態(tài)軟件,軟件包由工程管理器(ProMj anager)、工程瀏覽器(Touch Explorer)、畫面運(yùn)行系統(tǒng)(Touch Vew)三部分組成。其中,工程管理器

7、用于新建工程、工程管理等。工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng),即組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。工程瀏覽器(Touch Explorer)和畫面運(yùn)行系統(tǒng)(TouchVew)是各自獨(dú)立的W indows應(yīng)用程序,均可單獨(dú)使用;兩者又相互依存,在工程瀏覽器的畫面開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開發(fā)的畫面應(yīng)用程序必須在畫面運(yùn)行系統(tǒng)(TouchVew)運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。工程瀏覽器是軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng),它的功能是建立動(dòng)畫顯示窗口。通過它提供的工具箱可方便建立實(shí)時(shí)曲線圖、歷史趨勢圖和報(bào)警記錄顯示。畫面運(yùn)行系統(tǒng)是顯示建立的圖形窗口的運(yùn)行環(huán)境。圖1是組態(tài)王與下位機(jī)的通訊圖,能夠反映出監(jiān)控軟件的結(jié)構(gòu)。KingView I/O驅(qū)動(dòng)程序以Pro

8、fiBUS-DP方式與PLC進(jìn)行通信,用串口與ADAN模塊進(jìn)行通信,分別訪問相應(yīng)的寄存器,以獲取現(xiàn)場各工藝參數(shù)的實(shí)際值或?qū)ΜF(xiàn)場的開關(guān)量和模擬量如各控制閥門的開度進(jìn)行控制。本系統(tǒng)中將PLC的OUB#.#數(shù)據(jù)設(shè)置為可讀寫區(qū),即上位機(jī)可對下位機(jī)該區(qū)域進(jìn)行讀寫操作; INB#.#數(shù)據(jù)設(shè)置為只讀區(qū),即上位機(jī)只能讀出下位機(jī)該區(qū)域的值而不能改變。4.2設(shè)計(jì)步驟下面著重說明監(jiān)控軟件的制作。應(yīng)用北京亞控公司的Kingview 6. 02組態(tài)王軟件,利用此軟件設(shè)計(jì)2-氯-5-氯甲基吡啶生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括:進(jìn)行設(shè)備配置、設(shè)計(jì)圖形界面、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、建立動(dòng)態(tài)連接、運(yùn)行調(diào)試等幾方面。4.2.1設(shè)計(jì)圖形界面圖形用戶希望怎

9、樣的圖形畫面?首先要為應(yīng)用程序指定工作目錄(或稱“工程路徑”)。確定工程路徑后,就可以為每個(gè)應(yīng)用程序建立數(shù)目不限的畫面,在每個(gè)畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對象。這些畫面都是由“組態(tài)王”提供的類型豐富的圖形對象組成的。構(gòu)圖時(shí)可以像搭積木那樣利用系統(tǒng)提供的圖形對象完成畫面的生成。同時(shí)支持畫面間圖形對象拷貝,可重復(fù)使用以前的開發(fā)結(jié)果。4.2.2構(gòu)造數(shù)據(jù)庫及設(shè)備配置數(shù)據(jù)怎樣用數(shù)據(jù)來描述工控對象的各種屬性?也就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫,此數(shù)據(jù)庫中的變量反映了工控對象的各種屬性,比如溫度、壓力等。在Kingview中,數(shù)據(jù)被Kingview程序稱為變量,分為二種:內(nèi)存變量、I/O變量。內(nèi)存變量是指那些

10、不需要和其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機(jī)得到數(shù)據(jù)、只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量,比如計(jì)算過程的中間變量,就可以設(shè)置成“內(nèi)存變量”。I/O變量指可與外部數(shù)據(jù)采集程序直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的變量,如下位機(jī)數(shù)據(jù)采集設(shè)備(如PLC、儀表等)或其它應(yīng)用程序(如DDE、OPC服務(wù)器等)。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動(dòng)態(tài)的,就是說:在“組態(tài)王”系統(tǒng)運(yùn)行過程中,每當(dāng)I/O變量的值改變時(shí),該值就會(huì)自動(dòng)寫入下位機(jī)或其它應(yīng)用程序;每當(dāng)下位機(jī)或應(yīng)用程序中的值改變時(shí),“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會(huì)自動(dòng)更新。所以,那些從下位機(jī)采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的指令,比如“反應(yīng)罐液位”、“電源開關(guān)”等變量,都需要設(shè)置成“I/O變量”。若要

11、在操作站的動(dòng)態(tài)畫面上顯示,就必須在標(biāo)記名字典中定義,且與控制站(PLC)的內(nèi)部地址一一對應(yīng)。4.2.3建立動(dòng)畫連接連接數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關(guān)系是什么?也就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行,以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。定義動(dòng)畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系,當(dāng)變量的值改變時(shí),在畫面上以圖形對象的動(dòng)畫效果表示出來;或者由軟件使用者通過圖形對象改變數(shù)據(jù)變量的值?！敖M態(tài)王”提供了21種動(dòng)畫連接方式:屬性變化、線屬性變化、填充屬性變化、文本色變化位置與大小變化填充、縮放、旋轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)。在本系統(tǒng)中動(dòng)畫連接是比較多的,如:液位、溫度、壓力

12、等都要進(jìn)行動(dòng)畫連接。例如:if (bit(split_kettle_R101 automatism, 1)=0)bitset(split_kettle_R101 automatism, 1, 1);elsebitset(split_kettle_R101 automatism, 1, 0);上面的這個(gè)例子是說當(dāng)I/O整型變量split_ket-tle_R101 automatism的第1位等于0時(shí),將I/O整型變量split_kettle_R101 automatism的第1位置為1。又如對一按鈕有下面的動(dòng)畫連接:if (start1 =1)if (debug_c =1&debug_c 6000)操作,則可在按鈕動(dòng)畫鏈接的Miscellaneous/Disable(On)屬性的條件表達(dá)式中寫上$AccessLev-el6000。這樣,沒有登錄或訪問級(jí)別不夠的人就無法觸發(fā)此按鈕了。5方案總結(jié)我公司的組態(tài)軟件應(yīng)用于2000年12月21日完工,交付生產(chǎn)分廠使用。后經(jīng)過多次升級(jí)改造,逐步完善,使用至今,從整體布局,系統(tǒng)配置,操作性能,操作人員均反映非常好,系統(tǒng)運(yùn)行也很正常,應(yīng)用取得圓滿成功。參考文獻(xiàn):1李峰.我國2-氯-5-氯甲基吡啶的生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場前景J.精細(xì)與專用化學(xué)品,2004,12(10):29-