摘 要: 本文介紹了Wonderware公司的產品InTouch7.0在水處理系統中的應用。
關鍵詞: PLC，InTouch，水處理
1．前言
根據巴陵股份技字（2000）22號文，于2000年9月成立改造組對尿素產品部水處理PLC控制系統進行改造。通過去兄弟單位學習和調研，考慮到公司內部局域網和ERP系統的建立，適應現代網絡控制，決定控制站選用美國通用電氣公司GM FANUC的90-30PLC及其軟件LOGICMASTER，操作站選用DELL工控機，軟件方面選用WINDOWS NT 和INTOUCH7.0。在此我只針對INTOUCH7.0的特點及其在水處理中的應用開發進行介紹。
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MMI系統——FactorySuite 2000中的一個核心組件。它具有世界領先的HMI（人機接口界面）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，主要特點是：
1、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，因而該軟件的可靠性和穩定性是非常高的。
2、最大限度的開放性。InTouch的運行環境是Win98/95/NT，基本的通訊格式包括“快速DDE”和SuiteLink。其中, 快速DDE兼容微軟的DDE，因此許多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，也可以利用第三方Server。InTouch還提供了一個工具軟件，幫助編寫通訊協議轉換軟件。
3、 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。
4、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。
5、 易使用和掌握。InTouch的編程因為方法非常簡單，所以多稱為組態，是面向非計算機專業的工程人員，任何專業的工程技術人員和維修人員都可以掌握。一方面縮短了應用開發周期，另一方面方便了用戶修改和開放上位軟件。
6、 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、記錄上的各種特殊要求。
7、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作為操作站軟件的開發工具。
3．系統簡介
系統配置如圖1所示。系統構成分為三個層結構：上級管理操作層由兩個操作站和調度系統構成；下層的PLC控制層由CPU，通訊模塊機I/O模塊組成；采用最通用的以太網，整個系統具有優良的擴展性，在各個層次上用戶可以自由擴展，上層可隨意增加操作站，數據庫節點和管網通訊結點等；下層可以繼續加中間為通訊層，是一個典型的集散控制系統。
4．軟件設計
4．1畫面組態
首先進行標記名字典定義。在InTouch中，數據主要分為內存型和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結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，就必須在標記名字典中定義，且與控制站（PLC）的內部地址一一對應。
接著共設計了20余幅操作畫面，包括流程體畫面、報警畫面、流量和液位趨勢圖畫面、PID調節畫面、退出和登錄畫面、硅量和監控數據顯示畫面等。工藝人員能構造操作畫面上直觀地看到工藝流程，能及時發現異常現象。對重要閥門設置了手動開關按鈕，能夠在控制室內手動開關重要閥門，保證系統的安全運行。所有的工藝操作度可用鼠標在相應的畫面上進行，操作方便，界面友好。各閥們的開關狀態在畫面上用不同的顏色區分，即綠開紅關。
四套PID調節系統原采用KMS調節，現改造為利用PLC中的PID模塊控制，在InTouch中設置調節畫面，畫面上除保留KMS面板上的各項功能外還設置了趨勢畫面，通過調用趨勢圖可進行參數整定及查看各參數的歷史。在畫面上可直接修改調節器PID參數及正反作用。
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結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。
在本系統中，操作站采集控制站(PLC)中來自現場的數據，經過處理，將控制命令傳給控制站，以此監控生產過程。然而，通常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。由于，本系統操作站與控制站之間通過以太網進行連接，并且控制站為GE 的PLC，因此應該選用GE型號的I/O Server。假設控制站（PLC）和運行I/O Server的計算機的IP地址分別為202.202.202.1、202.202.202.10、202.202.202.20，則I/O Server中Topic Definition的設置為：
Topic Name——Series90（任意定義）；
IP Adrress——202.202.202.1（PLC的地址）。
Program Name－－-PROJECT
這樣，I/O Server就可以從下位機取得數據了。而要讓InTouch從I/O Server中取到正確的數據，還必須為每個I/O變量定義Access Name：
其中，Access Name可任取，如PLC，其余參數分別為：
Node Name——202.202.202.20（I/O Server所在結點的IP地址）；
Application Name——GEHCS（GE Ethernet的程序名）；
Topic Name——Series90(I/O Server中定義的Topic Name）。
4．3系統監控
系統發生報警時工控機發出報警聲，點擊操作畫面上的報警燈進入報警畫面可看到具體報警內容。并且所有發生的報警均有48小時的歷史記錄。InTouch可以為每個數據定義它的報警信息，模擬量還可定義高、低、高高、低低報警值，并且可以通過條件腳本或、數據值改變腳本和用戶編制的快速腳本處理各種報警信息，如彈出報警窗口或聲音提示。例如，要監控陰床硅量過高的情況，就可以定義一個motor1.HiStatus的條件腳本，并在On True腳本框中寫上：
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，Windows NT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,我們共設置了三個級別的訪問權限，分為工程師級、儀表工級、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；退出InTouch；實時監控。儀表工級可以修改參數；實時監控。操作工級的權限最低，只能實時監控。登錄之后的操作員擁有自己的訪問級別（$AccessLevel），決定了他對操作站軟件的操作權限。比如，某些重要參數（如PID參數）的修改只能讓儀表工級以上級別的人（$AccessLevel>6000）操作，則可在按鈕動畫鏈接的Miscellaneous\Disable（on）屬性的條件表達式中寫上$AccessLevel<6000。這樣，沒有登錄或訪問級別不夠的人就無法觸發此按鈕了。
5．方案總結
以上是本系統操作站軟件設計的基本框架，可以看出，通過與InTouch相結合，軟件不僅在設計和實現上非常簡單，而且在功能上也十分強大，同時又具有較高的性能和穩定性。并且，對軟件的維護和升級也比較方便。改造于2000年12月21日完工，交付工藝使用，使用至今，從整體布局，系統配置，操作性能，操作人員均反映非常好，系統運行也很正常，改造取得圓滿成功。
參考文獻
1、中國石油化工總公司DCS應用資料匯編 1991年10月 中國石油化工總公司自動化科技情報站
2、袁鵬飛，SQL Server7.0數據庫系統管理與應用開發，北京：人民郵電出版社，1999年5月
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4、中石化動庭氮肥廠水汽脫鹽自控系統技術文檔 深圳市海正實業有限公司 2000年12月
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