智能人機接口軟件in-ouch的開發(fā)

智能人機接口軟件in-ouch的開發(fā)

在制定工業(yè)控制和軟件時，人們通常會發(fā)現(xiàn)軟件開發(fā)周期長。因為工業(yè)控制對象的變化需要修改控制系統(tǒng)的源程序。由于每個控制單元的不同，軟件缺陷的重復(fù)利用率非常低，工業(yè)控制軟件的價格也很高。工業(yè)設(shè)計委員會（以下簡稱工業(yè)程序性軟件）的設(shè)計目的是解決上述實際工程問題。使用時，輸入控制參數(shù)的模擬量（使用4.20ma），然后使用windows圖形功能直觀地繪制控制對象（如反應(yīng)罐、鍋爐等）。通用微型計算機可以創(chuàng)建整個控制對象。當(dāng)使用該軟件時，當(dāng)控制對象發(fā)生變化時，相應(yīng)的控制程序由inu自動更改，以適應(yīng)改變后的控制對象。1過程控制.智能型人機接口軟件———INTOUCH是美國Wonderware公司近年來推出的優(yōu)秀軟件包,它主要用于工業(yè)自動化及過程控制.作為一個實時的人機界面實用程序的程序生產(chǎn)器,可以產(chǎn)生在管理級別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集程序.它主要由兩大部分組成:1)WindowMaker:一個應(yīng)用開發(fā)環(huán)境,用以建立窗口的圖形顯示,并定義為工業(yè)控制器、I/O系統(tǒng)和其它窗口應(yīng)用程序的連接:2)WindowViewer:一個實時運行環(huán)境,用以顯示由WindowMaker建立的圖形窗口.1.1生產(chǎn)“人機界面應(yīng)用程序”之目INTOUCH具有Windows所具有的特點:即操作方法的一貫性、機種間應(yīng)用程序的兼容性和應(yīng)用程序間的聯(lián)合性.用戶只要采用圖標(biāo)、菜單或射頻按鈕與計算機對話,就可實現(xiàn)生產(chǎn)“人機界面應(yīng)用程序”之目的.具體表現(xiàn)為:1)作圖功能完善,具有很強的報警和趨勢判斷功能;且建立的實時趨勢圖和歷史趨勢圖都可由用戶設(shè)置趨勢的時間變化范圍、數(shù)值變化范圍、坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的分辯率、時間段段數(shù)和顏色屬性等,這兩個功能對于連續(xù)過程控制的在線指導(dǎo)具有很大意義;2)具有11種數(shù)據(jù)類型及其數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換功能;3)具有四條實時曲線圖、四條歷史趨勢曲線和報警畫面,作為操作人員的在線指導(dǎo);4)多種用戶數(shù)據(jù)輸入方式;5)組態(tài)方式靈活,因而INTOUCH軟件也倍受控制臺操作員的歡迎.1.2基于其它應(yīng)用程序的功能動態(tài)數(shù)據(jù)交換是Windows實現(xiàn)其應(yīng)用程序彼此之間通信的一種手段,已有的I/O服務(wù)程序可支持許多公司生產(chǎn)的可編程控制器(PLC)與IN-TOUCH通信.同時INTOUCH還具有遠程控制其它應(yīng)用程序的能力,通過StarApp、ActivateApp和Sendkeys三個函數(shù)可以激活其它的強有力的應(yīng)用程序,從而大大增強了INTOUCH本身的功能.總之,由于上述優(yōu)點,使INTOUCH成為當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中的簡便易用的“快速應(yīng)用程序生成器”,可以大大發(fā)減少編制工控軟件的工時,降低工控軟件人員的勞動強度.2控制流程及控制程序監(jiān)測與生產(chǎn)管理系統(tǒng)有多種方案,可選用不同的DCS或PLC產(chǎn)品.現(xiàn)用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)元可編程控制器(NIPC)為基礎(chǔ),在煤氣廠設(shè)計了一套監(jiān)測與生產(chǎn)管理系統(tǒng).煤氣廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.生產(chǎn)流程中的5個狀態(tài)信息和13個閥位信息由JCK系列造氣自動機(日本立石公司生產(chǎn)的OMRONCH60H可編程控制器PLC)通過通信程序送入INTOUCH.在該系統(tǒng)中,水煤氣工段和油煤氣工段的工作相對獨立.在水煤氣工段中四個NIPC以并聯(lián)的方式通過屏蔽雙絞線與水煤氣工段的PC機相連.四臺JCK通過A640智能8用戶與水煤氣工段的PC機進行通訊.A640帶有一塊286CPU,因此它能獨立工作而不受外部干擾.NIPC把從現(xiàn)場采集來的各類數(shù)據(jù)信號傳送給PC機;JCK在完成對現(xiàn)場中的工藝流程進行控制的同時把整個工藝生產(chǎn)過程中的狀態(tài)信息和閥位信息及時送給PC機.PC機中以INTOUCH為平臺編制的應(yīng)用程序則對這些數(shù)據(jù)及狀態(tài)進行處理,依照用戶提出的要求組態(tài).工段中的操作工可依據(jù)PC機顯示的信息及發(fā)出的報警及時對現(xiàn)場的工藝進行處理.值得一提的是,應(yīng)用程序中把現(xiàn)場送來的數(shù)據(jù)直觀地顯示在流程中,而且為了使操作工更加方便地了解當(dāng)前機器的生產(chǎn)狀況,還把閥位的狀態(tài)及工藝流程的走向以動畫的方式顯示出來,使得整套系統(tǒng)更加形象而易于操作.作為更高一級的車間調(diào)度室,PC機通過雙絞線與水煤氣的四個NIPC和油煤氣的7個NIPC進行通訊.同時,它還通過同一線路從水煤氣的四臺JCK和油煤氣的五臺JCK中獲取信息.為了分析生產(chǎn)過程,設(shè)置了打印的功能,可打印流程圖、報警值、歷史曲線、實時曲線、平均曲線.真正做到全面、隨機地查看每臺爐子的生產(chǎn)情況,及時消除隱患,做到安全、高效生產(chǎn).由于PC與NIPC以1.2M速率通訊時距離不能超過400米,我們在二者之間增加了一個中繼器,使其以78K的速率進行通訊,從而使通訊距離增大到2000米.至于總線兩端的終端器則是為了消除通訊時的映射干擾而設(shè)置的,它能保證通訊正常、穩(wěn)定地進行下去.為達到數(shù)據(jù)采集的目的,作者在DOS環(huán)境下用TurboC以中斷形式編寫了一常駐內(nèi)存的通信程序YP.EXE(駐留中斷號為0XF2),其主要功能是按收J(rèn)CK發(fā)送的數(shù)據(jù).實時(每2秒為一周期)將JCK送來的開關(guān)信號存入8用戶智能卡緩沖區(qū)的某一指定位置,且在WINDOW環(huán)境下用中斷服務(wù)程序UDBOARD每0.2秒訪問一次內(nèi)存、調(diào)用一次中斷,將JCK的開關(guān)信號與INTOUCH進行數(shù)據(jù)交換,從而在流程圖中實現(xiàn)管理和檢測.煤氣廠的現(xiàn)場管理和調(diào)度系統(tǒng)的通信軟件框圖如圖2所示,用戶可以直接調(diào)用廠方提供的庫函數(shù)來編程序.其中YP.EXE是在DOS環(huán)境下開發(fā)的程序,而INTOUCH軟件是在Windows環(huán)境下運行的.這就存在一個問題,怎樣把YP.EXE接收到的數(shù)據(jù)傳送給INTOUCH.在實現(xiàn)中得到了INTOUCH軟件銷售商的大力支持,由他們負責(zé)編寫UD-BOARD.EXE程序.該程序每0.22秒產(chǎn)生一次軟中斷,調(diào)用中斷0XF2,這時程序YP.EXE開始工作,向JCK發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令并接收J(rèn)CK的回答數(shù)據(jù),把收到的數(shù)據(jù)放在數(shù)組TxBuffer中,在中斷返回時,把TxBuffer的段地址和偏移量分別放在寄存器DX和SX中,UDBOARD.EXE根據(jù)DX和SX來形成指針,從而尋找到TxBuffer并讀取數(shù)據(jù),再通過DDE的形式把數(shù)據(jù)傳送給INTOUCH.通信程序主流程如圖3所示,中斷服務(wù)子程序流程如圖4所示.通過上述通信程序、INTOUCH中的WONDERWAR正本編輯程序和ICHDDESEVER軟件以及生產(chǎn)流程圖、實時曲線圖、報警記錄、報表打印、WINDOWS下的UDBOARD等,我們在煤氣廠的水、油煤氣車間運用美國ICC公司的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及產(chǎn)品神經(jīng)元可編程控制器成功的設(shè)計了一套生產(chǎn)管理和檢測系統(tǒng),取得了良好的效果.它以通信網(wǎng)為工具,把整個生產(chǎn)系統(tǒng)的信息管理和控制集合起來,不但在低層實現(xiàn)了直接控制,使過程自動化,還可以在最高層實現(xiàn)最優(yōu)化調(diào)度和決策,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的總體優(yōu)化.3實時的動態(tài)化顯示實時參數(shù)的轉(zhuǎn)變在該項目中選用美國Wonderware公司的智能型人機接口軟件———INTOUCH,該軟件為用于工業(yè)自動化及過程控制的優(yōu)秀軟件包.利用Windows的圖形功能把工藝流程形象的畫出,并把不同時間的實時工藝過程以動態(tài)的形式描繪出來,在屏幕上顯示猶如一幅幅動畫.以先進的形式取代了過去陳舊的模擬屏顯示的方式.用戶還可根據(jù)需要顯示實時參數(shù)、狀態(tài)及上下