摘要：局限于技術(shù)條件，目前生產(chǎn)中在統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量方面不少還是依靠人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在實(shí)際操作過程中，往往出現(xiàn)產(chǎn)品嚴(yán)重丟失，投入的原料量和產(chǎn)出的成品量嚴(yán)重失衡，因此，有必要采用工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)對(duì)整個(gè)工廠的產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，文章基于臺(tái)達(dá)PLC與組態(tài)軟件技術(shù)，成功開發(fā)了一個(gè)工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)。

關(guān)鍵字：PLC 組態(tài)軟件 監(jiān)控 查詢系統(tǒng)

1、引言

　　　上海佳泰塑膠有限公司是生產(chǎn)手術(shù)專用手套、醫(yī)用手套、科研手套及各種PVC手套的專業(yè)公司，年產(chǎn)值在0.5到1億元人民幣，產(chǎn)品基本上都是出口外銷。全廠有兩個(gè)生產(chǎn)車間共26條生產(chǎn)線，整個(gè)工廠的所有生產(chǎn)線由工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)每一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，將PLC中掉電保持區(qū)的數(shù)據(jù)讀到監(jiān)控系統(tǒng)自定義的相應(yīng)變量當(dāng)中去，每分鐘通過標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)（每分鐘向SQLSERVER數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)26條生產(chǎn)線的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，即26條生產(chǎn)線的當(dāng)前產(chǎn)量），用戶可以通過日期、時(shí)間、時(shí)間段、車間、生產(chǎn)線等查詢?nèi)魏诬囬g、任意一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量，能對(duì)車間、生產(chǎn)線的月產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并在查詢出滿足條件的記錄后，將結(jié)果通過報(bào)表顯示，按規(guī)定報(bào)表格式將結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。以下是對(duì)相關(guān)技術(shù)問題的簡略討論。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

　　　工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能是可以任意查詢一車間、二車間任何生產(chǎn)線（共26條生產(chǎn)線）在任何時(shí)段的產(chǎn)量。具體要求如下：

1）每條生產(chǎn)線產(chǎn)量的數(shù)據(jù)至少能夠保存4個(gè)月的儲(chǔ)存期，以便對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；

2）能查詢每條生產(chǎn)線任意月、天、小時(shí)、分鐘的產(chǎn)量；

3）能對(duì)任意一條生產(chǎn)線在任意時(shí)段的產(chǎn)量進(jìn)行查詢；

4）查詢結(jié)果能以特定的格式在報(bào)表中顯示，同時(shí)將結(jié)果打印出來；

5）各條生產(chǎn)線任意月、日、小時(shí)、分鐘的產(chǎn)量可在電腦上以柱狀圖、實(shí)時(shí)趨勢曲線的形式顯示。查詢系統(tǒng)的查詢方式可以實(shí)現(xiàn)：1）按照日期進(jìn)行查詢；2）按照時(shí)間進(jìn)行查詢；3）按照生產(chǎn)線進(jìn)行查詢；4）按照任意時(shí)間段進(jìn)行查詢；5）按照班次進(jìn)行查詢（早、中、晚班）；6）查詢?nèi)我庠碌娜我廛囬g、任意生產(chǎn)線的產(chǎn)量；7）可以運(yùn)用第1）到第5）種不同的排列組合進(jìn)行復(fù)雜的查詢。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較簡單的，軟、硬件選型配置如表1所示。

  工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要在于軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以下問題是考慮的重點(diǎn)。

  1）兩個(gè)車間共26條生產(chǎn)線，每分鐘要有26條記錄生成，每分鐘向數(shù)據(jù)庫插入26條記錄。該系統(tǒng)全天24小時(shí)工作，不允許停，所以**的數(shù)據(jù)量為37440條記錄。每月的數(shù)據(jù)量為1160640條記錄。如果要存儲(chǔ)4個(gè)月，則數(shù)據(jù)量為4642260條記錄。數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，硬盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接近2-3G，不僅會(huì)造成在查詢時(shí)，系統(tǒng)資源嚴(yán)重被占用，同時(shí)普通的數(shù)據(jù)庫如ACCESS的表格沒有能力管理如此龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。ACCESS在管理如此龐大的數(shù)據(jù)時(shí)，不僅系統(tǒng)會(huì)造成不穩(wěn)定，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)料的情形。所以只能尋找能夠管理大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，因此可以選擇SQLSERVER或Oracle。

   2）組態(tài)軟件（組態(tài)王）支持對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的插入、選擇、刪除等基本的操作，同時(shí)支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言。靈活的運(yùn)用該組態(tài)軟件提供的SQL函數(shù)使監(jiān)控系統(tǒng)通過ODBC（開放性的數(shù)據(jù)源）配合標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種簡單和復(fù)雜的操作。

   3）即使使用大型的數(shù)據(jù)庫，SQLServer或Oracle，由于每天的數(shù)據(jù)量多達(dá)37440條記錄，如果將1個(gè)月，甚至是4個(gè)月的記錄全部寫入同一個(gè)數(shù)據(jù)庫的同一個(gè)表格，則所有的數(shù)據(jù)量大的將使表格崩潰，即使數(shù)據(jù)庫能夠管理，查詢的速度也是可想而知的，將會(huì)非常的慢。解決問題的思路是以系統(tǒng)的日期作為當(dāng)天的表格名稱。當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間為00：00：00時(shí)刻時(shí)，新建一個(gè)表格，通過SQLCreateTable(DeviceID,"TableName","TemplateName")函數(shù)建立不同的表格，因?yàn)榻M態(tài)軟件支持字符串函數(shù)。

   4）查詢條件比較復(fù)雜。為了完成如此復(fù)雜的查詢，使用了Active控件，因?yàn)榻M態(tài)軟件支持第三方控件，將所有的條件羅列出來進(jìn)行排列組合，將每一種情況都考慮在內(nèi)。然后通過程序來實(shí)現(xiàn)選擇條件轉(zhuǎn)換成SQLSELECT（）函數(shù)工作的條件。因?yàn)楣に囈竽軌蛉我獠樵內(nèi)我馍a(chǎn)線在任意時(shí)段的產(chǎn)量，為了能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，可以新建站點(diǎn)及站點(diǎn)變量（\\本站點(diǎn)\CX_Hour，\\本站點(diǎn)\CX_Minute，\\本站點(diǎn)\CX_Hour1，\\本站點(diǎn)\CX_Minute1）。在以時(shí)間段進(jìn)行查詢時(shí)，先將以前兩個(gè)變量輸入的時(shí)間做為條件進(jìn)行查詢，將查詢出記錄的數(shù)據(jù)賦給在過程中自定義的中間變量。然后再以后兩個(gè)變量輸入的時(shí)間作為條件進(jìn)行查詢，將查詢出的結(jié)果同樣賦給自定義的中間變量。將兩次查詢的結(jié)果求差，然后將日期、時(shí)間、車間生產(chǎn)線產(chǎn)量通過報(bào)表的組態(tài)添到表格當(dāng)中。

   5）對(duì)于月產(chǎn)量的查詢。需要判斷輸入的月份有幾天，然后從該月的第**開始到*后**進(jìn)行查詢，查詢的時(shí)刻為每**的23:59分時(shí)各生產(chǎn)線的產(chǎn)量。然后對(duì)查詢出的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，直到該月的*后**。具體程序?qū)崿F(xiàn)是按照特定的格式將數(shù)據(jù)填寫到報(bào)表當(dāng)中。

   6）當(dāng)查詢的條件比較復(fù)雜時(shí)，有些條件不可能同時(shí)成立，因此，在選擇條件時(shí)，要互相限制，以避免出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。

   7）工藝要求能夠查詢?nèi)我馍a(chǎn)線每分鐘的產(chǎn)量，可以通過事件發(fā)生命令實(shí)現(xiàn)，即每當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間的秒等于59時(shí)，觸發(fā)執(zhí)行相應(yīng)程序。

   8）在系統(tǒng)時(shí)間等于00：00：00時(shí)刻時(shí)，用事件命令建立相應(yīng)程序，以得到需要新建表格的名稱，并同時(shí)將PLC中累計(jì)產(chǎn)量的寄存器清零，重新開始對(duì)該日的產(chǎn)量進(jìn)行累計(jì)。
4、系統(tǒng)調(diào)試考慮

    針對(duì)本文討論的特定工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)，在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中有些問題是不能被忽略的。

   1）因?yàn)閮蓚€(gè)車間之間的距離在300m左右，而從**個(gè)車間到監(jiān)控室的距離有500m左右，距離比較遠(yuǎn)，為了遏制信號(hào)的衰減，將信號(hào)線用網(wǎng)線代替，同時(shí)加中繼器將信號(hào)放大。保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)?*性。

    2）要求現(xiàn)場布線時(shí)嚴(yán)格按照電氣規(guī)范施工，保證安裝的合格。

   3）正確的設(shè)置操作系統(tǒng)中數(shù)據(jù)源ODBC的選項(xiàng)，以保證監(jiān)控系統(tǒng)能通過ODBC與數(shù)據(jù)庫SQLServer連接。在運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行任何操作時(shí)，觀察運(yùn)行反饋信息，以得到相關(guān)的錯(cuò)誤信息，可根據(jù)提示的錯(cuò)誤信息檢查程序。

   4）報(bào)表組態(tài)非常靈活，可以通過While{}循環(huán)語句，將查詢結(jié)果按照順序填寫到報(bào)表中。靈活的運(yùn)用While{}語句可將程序簡化，減少監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行程序的時(shí)間。

   5）靈活運(yùn)用應(yīng)用程序命令、數(shù)據(jù)改變命令、事件命令、熱鍵命令、按鈕的彈起、按住、按下命令進(jìn)行編程。

   6）在程序量大的項(xiàng)目中應(yīng)養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，定義變量時(shí)*好使用英文對(duì)程序進(jìn)行標(biāo)注，以增加程序的可讀性。

    系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試正常后，投入生產(chǎn)運(yùn)行的產(chǎn)品產(chǎn)量柱狀圖如圖2所示，產(chǎn)量的趨勢圖如圖2所示。

5、結(jié)束語

   盡管臺(tái)達(dá)PLC屬于小型PLC，但其性能可靠、支持485通訊等特點(diǎn)，足以完成集中控制的功能，配合組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工廠監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、打印、報(bào)表等DCS系統(tǒng)的功能。