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摘要：随着自动化技术的日益发展，其在工业生产和科学发展中的关键作用也越来越凸现。本文首先对组态软件的背景、发展现状和组态软件的基本组成、特点及组态软件基本功能进行了较全面的阐述。通过分析，肯定了组态软件作为配方管理控制系统编程工具的意义。其次介绍了本文采用的组态软件——“组态王”与数据库的连接、配方数据库的设计实现以及组态王对数据库的操作、自动控制的要求等内容。最后，本文简要介绍了“组态王”在玻璃纤维浸润剂的配制过程监控中的应用，同时就组态软件在生产过程控制中的应用给出了设想和展望。
关键词：配方管理 组态软件 数据库
1、引言
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为生产企业的配方管理提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。其功能完备的人机对话界面更便于快捷地把整个生产过程构成监控画面，以动画形式显示各个设备的状态。其强大的通讯能力、丰富的设备驱动程序以及良好的安全、报警性能得到了工业过程控制的一致好评[1]。
本题主要研究利用组态软件“组态王”与Microsoft Access数据库管理软件，完成玻璃纤维浸润剂的计算机配方管理和生产设置。并结合下位机PLC的控制功能，实现配制过程的自动监控。本课题的研究对于工业自动化生产过程控制，尤其是生产配方在数据库中的存储、修改、调用、查看等功能的实现和配方制备信息的下载、管理以及操作人员、生产调度人员对生产过程的实时监控具有一定的现实意义，能够为生产企业在配方管理上提供可靠的实验依据。
2、组态王及其与数据库的连接
2.1组态王的概述
组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融合过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系统，用户在企业网络所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息[2]。
2.2组态王软件的组成
组态王软件包由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统三大部分组成。其中，工程管理器用于新建工程、工程管理等。工程浏览器内嵌画面开发系统，即组态王开发系统[3]。工程浏览器和画面运行系统是各自独立的Windows应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行（TouchView）运行环境中才能运行。
3、配方下载与配制管理
3.1组态王与PLC的通讯
组态王设备管理中的逻辑设备分为DDE设备、板卡类设备（即总线型设备）、串口类设备、人机界面卡、网络模块，工程人员根据自己的实际情况通过组态王的设备管理功能来配置定义组态王与PLC的连接[4]。
3.2生产任务管理
在进行这项工作之前，首先需要对控制对象和控制任务进行统计和分析。本系统需要配置如下的不同性质的I/O点：模拟量输入、开关量输入、开关量的输出。根据对上述控制任务的分析，本项目选择了Siemens的模块化中小型PLC系统S7-300，它能满足中等性能要求的应用，应用领域相当广泛[5]。
组态王与PLC间的数据交换：为了建立组态王与PLC的连接，需要在“组态王”的数据词典里新建I/O变量，并且登记服务器程序的三个标识名[6]。当PLC作为“顾客”向“组态王”请求数据时，要在PLC单元中输入远程引用公式： =VIEW|TAGNAME！设备名.寄存器名。此设备名.寄存器名指的是“组态王”数据词典里I/O变量的设备名和该变量的寄存器名。
4、配制过程监控
工控组态软件是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术支撑系统，它提供了适用于工业控制的多种功能模板。组态王提供的开放界面用于为用户解决方案，从而使得将组态王集成复杂广泛的自动控制解决方案成为可能[7]。可以集成通过OBDC和SQL方式的归档数据访问。
在该项目中，根据现场情况和实际需要设计了以下几个界面：生产流程监控界面、原料状态监控界面、配制罐监控界面。
4.1生产流程监控
在该监控界面中需要称重的量有22个。其中1#-18#罐为原料称重，19#、20#、21#、22#罐为配制罐称重。
在画面中同时还应设置七个不同的按钮，它们分别是：“配方管理”按钮、“生产任务管理”按钮、“配制罐监控”按钮、“原料状态监控”按钮、“登陆”、“退出登陆”按钮和“退出”按钮。它们各自完成相应的功能。
4.2原料状态监控
在该监控界面中共有18个原料罐的信息框。每个信息框中包含原料桶的位置号、所放置的原料名称、原料重量和一个原料状态设置下拉组合框控件。
当获取生产任务信息时，18个原料罐会显示实时的原料名称和原料重量，操作人员可以通过下拉框进行各项设置。例如，原料罐1的原料1重量不能满足配方要求，则需要选择继续添加原料；当原料1的重量能够满足配制要求，则可以选择不做任何操作；当需要清除原谅罐1的原料1并添加新的原料2或改变原料1的某些性质时，则需要选择清除并添加新原料；当整个配制过程不需要加入原料罐1中的原料1时，则需要选择不参与配制。
在所有原料桶的状态均设置完成后，可以通过“确定”按钮将信息显示在暂存表当值中，或单击“出上料单”按钮，将设置好的原料信息传递给PLC，从而打印出可供现场操作人员使用的配方上料单。此外还可以单击“重量修改”按钮对设置完的原料信息进行修改。
同时在原料监控界面上也设置了“配制流程监控”按钮、“配方管理”按钮、“生产任务管理”按钮和“配制罐监控”按钮。
5、总结
本文以玻璃纤维浸润剂的生产配方为例详细介绍了生产配方管理自动控制过程，分析了配方的管理、传输以及生产过程的实时监控。
针对工程实际应用，并结合玻璃纤维浸润剂具体配方与原料，本文采用了组态王设计配方管理的画面组态，可以实现生产配方的输入、存储、修改、查看、调用等功能。
同时使用Microsoft Access数据库，并结合玻璃纤维浸润剂配制自动控制系统的实际情况，利用组态软件与数据库管理软件进行通讯，以完成配方向下位机传递、存储的功能实现。结合生产流程控制，实现配方管理系统对生产日期、配方编号、配制量、配制罐号等多个数据的记录，并能采用灵活的方式进行配方设置查询，生成相应的报表。
最后利用生产流程的实时监控，动态的获取生产过程的全部信息，包括原料罐的实时重量、生产选取的原料罐号等，实现了灵活的组态监控，取得了较好的实际工程效果。
参考文献
[1] 吴清亮，组态软件在生产过程控制中的应用及研究：[硕士学位论文]，南京；河海大学，2003
[2]《组态王环境下数据库访问技术及其应用》 微计算机信息 2004
[3] 李雁飞 陈国钧，《组态王环境下数据库访问技术及其应用》 ，微计算机信息 ，2004，12期，15-14
[4] Curtis D.Johnson，《Process Control Instrumentation Technology》，www.sciencep.com
[5] 张琳，PLC和组态软件在高炉槽下配料控制系统中的应用研究：[硕士学位论文]，合肥；合肥工业大学，2002
[6]《SIMATIC S7-300 Getting Started for First Time Users》http：//support.automation.siemens.com
[7] 赵贵玉， 李波， 《DCS控制技术在生产过程控制领域中的应用》，黑龙江水利科技， 2007，2期，5-6
关键词：配方管理 组态软件 数据库
1、引言
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为生产企业的配方管理提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。其功能完备的人机对话界面更便于快捷地把整个生产过程构成监控画面，以动画形式显示各个设备的状态。其强大的通讯能力、丰富的设备驱动程序以及良好的安全、报警性能得到了工业过程控制的一致好评[1]。
本题主要研究利用组态软件“组态王”与Microsoft Access数据库管理软件，完成玻璃纤维浸润剂的计算机配方管理和生产设置。并结合下位机PLC的控制功能，实现配制过程的自动监控。本课题的研究对于工业自动化生产过程控制，尤其是生产配方在数据库中的存储、修改、调用、查看等功能的实现和配方制备信息的下载、管理以及操作人员、生产调度人员对生产过程的实时监控具有一定的现实意义，能够为生产企业在配方管理上提供可靠的实验依据。
2、组态王及其与数据库的连接
2.1组态王的概述
组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融合过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系统，用户在企业网络所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息[2]。
2.2组态王软件的组成
组态王软件包由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统三大部分组成。其中，工程管理器用于新建工程、工程管理等。工程浏览器内嵌画面开发系统，即组态王开发系统[3]。工程浏览器和画面运行系统是各自独立的Windows应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行（TouchView）运行环境中才能运行。
3、配方下载与配制管理
3.1组态王与PLC的通讯
组态王设备管理中的逻辑设备分为DDE设备、板卡类设备（即总线型设备）、串口类设备、人机界面卡、网络模块，工程人员根据自己的实际情况通过组态王的设备管理功能来配置定义组态王与PLC的连接[4]。
3.2生产任务管理
在进行这项工作之前，首先需要对控制对象和控制任务进行统计和分析。本系统需要配置如下的不同性质的I/O点：模拟量输入、开关量输入、开关量的输出。根据对上述控制任务的分析，本项目选择了Siemens的模块化中小型PLC系统S7-300，它能满足中等性能要求的应用，应用领域相当广泛[5]。
组态王与PLC间的数据交换：为了建立组态王与PLC的连接，需要在“组态王”的数据词典里新建I/O变量，并且登记服务器程序的三个标识名[6]。当PLC作为“顾客”向“组态王”请求数据时，要在PLC单元中输入远程引用公式： =VIEW|TAGNAME！设备名.寄存器名。此设备名.寄存器名指的是“组态王”数据词典里I/O变量的设备名和该变量的寄存器名。
4、配制过程监控
工控组态软件是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术支撑系统，它提供了适用于工业控制的多种功能模板。组态王提供的开放界面用于为用户解决方案，从而使得将组态王集成复杂广泛的自动控制解决方案成为可能[7]。可以集成通过OBDC和SQL方式的归档数据访问。
在该项目中，根据现场情况和实际需要设计了以下几个界面：生产流程监控界面、原料状态监控界面、配制罐监控界面。
4.1生产流程监控
在该监控界面中需要称重的量有22个。其中1#-18#罐为原料称重，19#、20#、21#、22#罐为配制罐称重。
在画面中同时还应设置七个不同的按钮，它们分别是：“配方管理”按钮、“生产任务管理”按钮、“配制罐监控”按钮、“原料状态监控”按钮、“登陆”、“退出登陆”按钮和“退出”按钮。它们各自完成相应的功能。
4.2原料状态监控
在该监控界面中共有18个原料罐的信息框。每个信息框中包含原料桶的位置号、所放置的原料名称、原料重量和一个原料状态设置下拉组合框控件。
当获取生产任务信息时，18个原料罐会显示实时的原料名称和原料重量，操作人员可以通过下拉框进行各项设置。例如，原料罐1的原料1重量不能满足配方要求，则需要选择继续添加原料；当原料1的重量能够满足配制要求，则可以选择不做任何操作；当需要清除原谅罐1的原料1并添加新的原料2或改变原料1的某些性质时，则需要选择清除并添加新原料；当整个配制过程不需要加入原料罐1中的原料1时，则需要选择不参与配制。
在所有原料桶的状态均设置完成后，可以通过“确定”按钮将信息显示在暂存表当值中，或单击“出上料单”按钮，将设置好的原料信息传递给PLC，从而打印出可供现场操作人员使用的配方上料单。此外还可以单击“重量修改”按钮对设置完的原料信息进行修改。
同时在原料监控界面上也设置了“配制流程监控”按钮、“配方管理”按钮、“生产任务管理”按钮和“配制罐监控”按钮。
5、总结
本文以玻璃纤维浸润剂的生产配方为例详细介绍了生产配方管理自动控制过程，分析了配方的管理、传输以及生产过程的实时监控。
针对工程实际应用，并结合玻璃纤维浸润剂具体配方与原料，本文采用了组态王设计配方管理的画面组态，可以实现生产配方的输入、存储、修改、查看、调用等功能。
同时使用Microsoft Access数据库，并结合玻璃纤维浸润剂配制自动控制系统的实际情况，利用组态软件与数据库管理软件进行通讯，以完成配方向下位机传递、存储的功能实现。结合生产流程控制，实现配方管理系统对生产日期、配方编号、配制量、配制罐号等多个数据的记录，并能采用灵活的方式进行配方设置查询，生成相应的报表。
最后利用生产流程的实时监控，动态的获取生产过程的全部信息，包括原料罐的实时重量、生产选取的原料罐号等，实现了灵活的组态监控，取得了较好的实际工程效果。
参考文献
[1] 吴清亮，组态软件在生产过程控制中的应用及研究：[硕士学位论文]，南京；河海大学，2003
[2]《组态王环境下数据库访问技术及其应用》 微计算机信息 2004
[3] 李雁飞 陈国钧，《组态王环境下数据库访问技术及其应用》 ，微计算机信息 ，2004，12期，15-14
[4] Curtis D.Johnson，《Process Control Instrumentation Technology》，www.sciencep.com
[5] 张琳，PLC和组态软件在高炉槽下配料控制系统中的应用研究：[硕士学位论文]，合肥；合肥工业大学，2002
[6]《SIMATIC S7-300 Getting Started for First Time Users》http：//support.automation.siemens.com
[7] 赵贵玉， 李波， 《DCS控制技术在生产过程控制领域中的应用》，黑龙江水利科技， 2007，2期，5-6