如何設計一套完善的自動化監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言
目前市場上被廣泛應用的自動化控制系統(tǒng),總離不開傳統(tǒng)的PLC、DCS、CCS等模式。在參觀一些大型的建設項目及生產廠房時，發(fā)現大多數的自動化系統(tǒng)都是封閉式的原廠設備，這些控制系統(tǒng)在安裝上往往比較復雜，使用和維修上都要依賴生產商，如系統(tǒng)發(fā)生故障，必須等待生產商的技術人員到現場檢修，耽誤了生產的進度，而且在程序上需要作出更改時，也需要生產商的提供，故而在使用上顯出不夠靈活。
2 設計生產線的自動控制系統(tǒng)，必須要考慮的問題
(1) 系統(tǒng)的簡單性
所選中使用的系統(tǒng)，在配置與組態(tài)上，要能最低限度的簡化控制性能，操作人員在生產過程中很容易操作;同時也可以讓工廠的維護人員，稍經培訓，便可對系統(tǒng)進行正常的維護。
(2) 系統(tǒng)的開放式性
所選定的系統(tǒng)無論其組成的硬件或軟件如何，都可隨時地用合理的價格，從市場或第三方的供應商處，采購所得到的零配件;同時對外連接時，兼容性要好，其內容易被操作人員熟識使用;屬現時相當開放流行和先進的硬件和軟件;將來若要把系統(tǒng)提升或作出擴充時只需花費很少的經費，就可以達到上述新系統(tǒng)的改造集成的目的。
(3) 人機對話的兼容性
所選定的系統(tǒng),需具備圖象界面組態(tài)能力,同時應具有與上位管理計算機數據傳輸的能力，可以把不同的畫面,同時分別由多單元以并行的方式實時的顯示。
(4) 最高的可靠性
所選定的系統(tǒng)的硬件與軟件應提供充分的可靠性，保證能避免因其中一個組件的失效令系統(tǒng)死機，而影響整個系統(tǒng)的正常操作。
(5) 先進的控制功能
所選取的系統(tǒng)，一定要具有先進的控制功能，能夠勝任比較復雜的系統(tǒng)要求，同時在應用過程中可以解決客戶的需求及生產工序上所產生的各種難題。
(6) 使用成本要低廉
所選取的整個系統(tǒng)，無論在現場安裝，使用和維護上，都要費用低廉，性價比高。因為在項目評估上，合理的成本，會作為首要考慮的目標。
3 我公司設計的垃圾焚燒處理生產線監(jiān)控系統(tǒng)的性能特點
縱觀PLC及DCS等系統(tǒng)， PLC的梯形邏輯程序，在執(zhí)行上受原來順控及梯形編程的限制，在已編好的程序中，不能隨時插入或修改。而DCS系統(tǒng)大多數是由生產廠商預先集成，預編程并組態(tài)好的，到系統(tǒng)需擴充或提升時，相當麻煩，一般用戶無法自己辦得到。
我公司在開發(fā)垃圾焚燒處理生產線的監(jiān)控系統(tǒng)時充分考慮了以上的問題及電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，經過多次篩選和研究，確定以北京昆侖通態(tài)軟件公司的MCGS工控組態(tài)軟件和西門子公司的S7-200系列的微型PLC相結合，組成我公司的垃圾焚燒處理生產線的監(jiān)控系統(tǒng),以1臺上位計算機和多臺PLC通過RS485總線網絡組成監(jiān)控系統(tǒng)，PLC執(zhí)行實時控制功能，計算機運行人機界面、采集數據、和管理計算機交換數據, 系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖1所示。

3.1 西門子PLC的特點
S7-200 PLC是德國西門子公司制造的微型PLC，S7-200 PLC在集散自動化系統(tǒng)中已得到充分的應用,覆蓋了所有的與自動檢測,自動化控制有關的工業(yè)及民用領域,具有極高的可靠性;豐富的指令集;編程軟件便于掌握，操作方便;強勁的通訊能力(PPI通訊、MPI通訊、Profibus通訊、以太網通訊)。
3.2 組態(tài)軟件的特點
MCGS工控組態(tài)軟件是北京昆侖通態(tài)軟件公司開發(fā)的用于工業(yè)控制的軟件，其功能和特點可歸納如下:
(1) 概念簡單，易于理解和使用。普通工程人員經過短時間的培訓就能正確掌握、快速完成多數簡單工程項目的監(jiān)控程序設計和運行操作。
(2) 功能齊全，便于方案設計。MCGS為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段，從設備驅動(數據采集)到數據處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等各個環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用。
(3) 設立“設備工具箱”，針對外部設備的特征，用戶從中選擇某種“構件”，設置于設備窗口內，賦予相關的屬性，建立系統(tǒng)與外部設備的連接關系，即可實現對該種設備的驅動和控制，MCGS界面如圖2、3所示。

(4)“面向窗口”的設計方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。
(5) 引入“運行策略”的概念。復雜的工程作業(yè)，運行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實現，既繁瑣又容易出錯。MCGS開辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構件”，用圖形化的方法構造多分支的應用程序，實現自由、精確地控制運行流程，按照設定的條件和順序，操作外部設備，控制窗口的打開或關閉，與實時數據庫進行數據交換。
(6) 提供對網絡的支持。MCGS充分運用現今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技術，即分布式計算機協同工作方式，來使分散在不同現場之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協同工作。
3.3 垃圾焚燒處理生產線監(jiān)控系統(tǒng)具有的優(yōu)點
(1) 系統(tǒng)結構如圖4所示。
(2) 系統(tǒng)組態(tài)和配置比較簡單
(3) 系統(tǒng)開放性好 硬件和軟件目前在國內應用都比較廣泛，系統(tǒng)以后的功能擴展和升級非常方便。
(4) 人機界面開發(fā)簡單方便 客戶很容易自己在原來的人機界面基礎上增加新的功能，具有多種數據傳輸功能，便于組建全廠信息管理系統(tǒng)。
(5) 系統(tǒng)運行的可靠性高，PLC是德國西門子公司產品，其性能得到用戶廣泛好評。
(6) 控制系統(tǒng)的采購成本較低，性價比高。
(7) 系統(tǒng)的開發(fā)周期短?？刂葡到y(tǒng)整個開發(fā)周期為3個月(其中人機界面的編制與PLC程序的編寫需時1個月)
4 結束語
因此在選用合適的自動化監(jiān)控系統(tǒng)時，既要顧及現有的系統(tǒng)與新系統(tǒng)的兼容性，又要考慮到電氣自動化控制的發(fā)展趨勢，更要具有簡易的編程軟件，方便工作人員及時作出技術支援。其實一套完善可靠的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，不單可以提高生產力，方便工作人員操控，加強管理層的監(jiān)察，更可對企業(yè)的資產增值，并保障其不受損害。