触摸屏数据监控系统建设与应用

【摘要】集气站现有监控系统由于监控软件要求的操作系统平台已远远不能适应站控机的硬件发展，给系统运行和维护带来很大困难，而触摸屏监控一体机的出现解决了此项问题，很大程度上降低原有系统的升级费用，另外，触摸式生产数据监控系统能进一步防范病毒入侵，降低了监控系统的维护工作量。

【关键词】触摸式 PV8150X 监控系统

1 集气站监控系统现状

我厂的集气站数字化监控系统主要采用的是Honeywell Plantscape R500组态监控软件，其配套的操作系统是windows 2000，但是随着计算机硬件技术的发展、操作系统的不断升级，可以安装windows 2000系统的计算机已基本停产，导致组态软件无法安装运行，给维护带来很大挑战。如果采用组态软件升级的方法解决问题，则需要更新每个集气站组态软件，其成本相对较大，而且以后还会继续出现升级更新问题，将产生更大的财力、物力和人力消耗。

为了解决这个问题，选择采用触摸式工业监控一体机，其在生产运用和降低成本上都更为便捷、可观。

2 触摸式数据监控系统的概述

2.1 系统概述

本次选用瑞强公司的PV8150X触摸式工业监控一体机，该机提供了一个先进、应用灵活、性价比高的触摸屏人机界面解决方案。能最大程度上提高一般控制系统或PLC工作站应用，数据采集，监测系统，或是任何本地操作界面的综合能力。

触摸式工业监控一体机提供以太网和串行通信端口，基于Linux的嵌入式系统更便于使用，开发环境简单，客户仅需在普通PC上即可开发和仿真其应用程序，并可当地或远程下载到HMI人机界面里进行仿真和测试。

2.2 系统特点

2.2.1 硬件坚固和可靠

操作员面板适合于大多数工业场合，具有明亮清楚的图形和多显示屏窗口，能够满足集气站复杂流程绘制的要求。封装的通讯协议能够与我厂集气站目前所使用的PLC实现无缝信息交互。

2.2.2 智能的配置软件ViewBuilder

该软件具有简洁的软件组态环境，在线的模拟测试、支持语音报警，批处理和项目管理、实时和历史趋势等功能。

3 触摸式数据监控系统在我厂的应用

触摸式工业监控一体机在天然气处理厂南郊配气站首次进行现场试验，为了满足南郊配气站生产现场和生产监控需求以及和我厂的生产数据监控系统匹配，对该系统进行了反复试验、调试，最终实现了Ethernet的通讯方式和历史数据的完整显示和查询。

3.1 通讯

由于天然气处理厂南郊配气站的监控系统上位机和下位机存在一定的传输距离，而操作员面板一般采用的是RS-232通讯方式，其最大通讯距离为15米，满足不了现场需求，所以采用在我厂广泛应用的MODBUS TCP/IP通讯协议，采用此方式不仅解决了通讯距离的问题，还实现了和原有上位机Honeywell R500读数方式一致，下位机程序不用再做更改的问题，确保稳定可靠的通讯速率。

将操作员面板和控制器进行连接后，进行如下配置。

在组态软件中进行系统通讯设置，其中Location（区域）包含Local（本地模式）和Remote（远程模式）两种模式，需要选择Local（本地模式），其中PLC default station no.为下位机程序中modbus slave的地址。

3.2 报警、历史数据开发

3.2.1 历史数据开发

可以根据生产需要可以实现历史数据的实时查看功能。

（1）数据采集设置。通过数据采集设置窗口，将需要进行历史数据采集的数据点进行设置，然后系统对这些数据进行特定时间段数据采集（南郊配气站设置为1分钟），完成历史数据的采集和存储工作，为监控界面历史数据显示提供数据源。

（2）历史数据显示窗口，通过在触摸屏上点击对应数据显示点，可以打开历史数据窗口进行查看。

（3）历史数据显示串口设置。由于历史数据显示窗口只能显示当天的生产数据，所以为了实现多日的历史数据访问，为历史数据制作了下拉菜单，通过点击下拉菜单上的对应日期可以查看对应日期的历史值。

要实现下拉菜单和数据显示窗口的匹配，需要做以下设置。

（1）历史数据显示窗口和下拉菜单必须组态在一个显示窗口上，否则下拉菜单将无法对历史数据进行控制。

（2）历史数据显示窗口中的history control和下拉菜单中的control address需要选择同样的存储地址，且该地址必须为系统中未使用的。

（3）下拉菜单中的control address设置选项中数据类型必须选择为16位无符号数，因为下拉菜单每个日期的选择对应表示其输出相应的数字，如需要今天的历史值，点击下拉菜单时其会对控制地址输出数字0作为命令进行数据搜索，前一天的数据则输出1作为命令进行数据搜索，以此类推，此类命令均为16位无符号数，故此处选择错误会造成输出命令错误，造成下拉菜单无法控制历史数据按时间进行正确显示。

3.2.2 报警数据开发

通过组态软件进行报警数据开发，完成指定报警参数的高、低报警，当达到报警设定值时，出现声音和文字报警提示，并可通过触摸点击消除报警。

3.3 阀门控制

实现了紧急截断阀、排污阀的开关阀门控制和注醇泵的启停控制，其中控制状态有文字显示，控制反馈有控制灯显示，并在进行控制时设置弹出界面，防止误操作。

开关阀状态文字显示方式设置方式是通过在alarm（event）log中对该控制点的状态进行扫描，当信号值从0到1时，显示开阀，从1到0时显示关阀，每组状态显示由两条命令来完成，且这两条命令在alarm（event）log分类中需单独分为一类，即每个阀门的开关控制反馈显示都需要单独分类；在监控画面中通过alarm display模块实现显示。

开关阀控制通过两个set bit模块实现，实现开阀命令输出，具体设置如下。

4 应用效果评价

2009年在天然气处理厂南郊配气站监控系统的运行情况来看，采用此触摸式监控系统运行稳定，，监控界面简洁、操作方便，报警显示界面人性化，支持中文显示，解决了之前监控系统报警数据英文显示无法分辨的问题，同时历史数据查看方便有效，提高了监控系统的可利用率。

2011年在榆林南区集气站进行全面推广，取得了良好的效果，彻底解决了原来组态软件和系统不兼容问题，为今后数字化建设中出现的问题提供了新的思路。

参考文献

[1] 吕品.PLC和触摸屏组合控制系统的应用[J].自动化仪表，2010（8）

[2] 马红旗.触摸屏在PLC中的应用[J].机电一体化，2003（6）