摘要:本文以韶关冶炼厂热风炉自动切换系统改造为例介绍了上位机和PLC相结合的监控技术在工业自动化改造中的应用。 　　

　　关键词：上位机；组态

　　1 引言

　　工业生产过程的监控技术经历了一个较长的发展阶段。对生产设备的操作最早完全依靠人在现场手动操作每台设备控制工程网版权所有，对生产状况的了解也只能靠操作者直接观察现场设备运行情况。随着自动化技术的发展，逐渐将生产的操作和监视集中到一个控制室内，利用仪器仪表和继电器，将现场的状况以电信号的形式传入控制室控制工程网版权所有，通过指示灯、铃声、光字牌、显示仪表反映到仪表盘上。操作以按钮和开关的切换的方式，能进行远程操作。今天，计算机技术、网络信息技术和工业软、硬件的不断发展，出现了以上位机和下位机组成的监控系统，它能更生动、全面地反映现场信息，操作维护方便。其中，上位机有小型HMI、专用工控机、和工业PC机等种类。传统的由按钮、开关、模拟屏来操作的监控系统由于技术落后、操作不便等原因面临升级改造；以通用组态软件为开发平台CONTROL ENGINEERING China版权所有，利用工业PC作为人机交互界面构成的监控系统是方案之一。本文将以韶冶热风炉自动切换系统改造项目来对此作一个介绍。

　　2 热风炉工艺简

　　热风炉是高炉系统的一部分，它是向冶炼过程中连续不间断提供一定温度热风的生产设备。热风炉的运行分燃烧、焖炉、送风三个状态；韶关冶炼厂（以下简称韶冶）共有三座热风炉，其生产状态轮流切换，采用两烧一送，保证不间断地向鼓风炉提供热风。燃烧过程通过空气与煤气以一定比例混合后在热风炉中燃烧，将热风炉中的蓄热材料（通常为耐热格子砖）加热，当热风炉达到一定温度时，结束燃烧；冷风进入热风炉，被加热成为热风后，向鼓风炉送风。

　　在每座热风炉的状态切换过程中，参与切换的有十个电气阀门和三个调节蝶阀，阀门的开启、关闭、开度都要按生产工艺要求顺序动作；同时还要对过程参数进行实时监控、记录历史数据，故障发生时要求有报警提示。

　　3 上位机系统配置

　　此次韶冶热风炉自动切换系统的上位机部分配置如下：

　　Pentium Ⅲ 戴尔工控机三台。

　　网络采用MODBUS PLUS现场通讯总线。

　　上位机通用组态软件IFIX3.0运行版三套。

　　其它网络组件：MB+线、屏蔽双绞线、光纤通讯线、光纤中继器、MODBUS PLUS网卡及驱动程序。

　　4 系统原理及功能说明

　　4.1系统结构

　　根据运行要求，在系统中配置了3台上位机，其中两台位于热风炉集中控制室，具有相同功能，互为冗余，可同时监控现场生产。当其中一台发生故障后，另一台可继续监控，使生产过程不间断；系统结构如图。控制室的两台上位机同时具有工程师站和操作员站的功能，通过不同的帐户名登录系统，享有不同的操作权限。以工程师帐户名登录享有最高权限，可以进行生产操作、修改程序和参数、设置安全权限等一切操作；而操作员只能对进行基本的生产操作，不能任意退出监控画面和其它修改、设置等操作。

　　另一台上位机作为远程监控站，位于全厂总控制室，将现场运行数据、曲线、状态反映到总控制室。该站只限于数据的读取监视，不能进行任何对现场设备的控制操作。

　　每台上位机要求安装有专用的MODBUS PLUS网卡，才能与总线交换数据。上位机各站间采用MODBUS PLUS通讯协议，通讯介质为屏蔽双绞线；上位机与MODBUS PLUS总线的连接为MB+线。远程上位机站与热风炉控制室距离较远，采用光纤为传输介质，所以在光纤两端还要加中继器。控制室的上位机站与PLC构成的下位机通过屏蔽双绞线进行通讯，与现场的设备进行互联。

　　4.2功能说明

　　上位机组态软件采用IFIX3.0运行版，该通用组态软件具有丰富的功能，在该平台上经过二次开发可实现操作命令接收与处理、实时数据接收及存储、报警处理、画面显示、动态数据更新、网络通信、操作权限管理、操作记录、报表生成等

　　在上位机上根据现场设备的位置和工艺流程，制作了热风炉系统的主要监控画面。在主监控画面上，可以显示需要的过程参数、热风炉的当前状态和各阀门的运行情况。另外还设计了实时曲线画面、历史曲线画面、报警画面、阀门信号一览画面，各画面间可自由切换，方便浏览。在操作上，设计了手动、半自动、全自动三种运行模式。点击画面上的阀门图标弹出操作对话框，可以进行单个阀门操作。

　　韶冶热风炉自动切换系统的上位机中对温度、流量、压力、阀门开度等重要生产数据实时显示，并且有趋势曲线显示，对生产的情况了解更全面。相应的历史数据可被保留300天，300天以内的数据可随时可以被调出、查看；同时还对生产数据自动生成日报表www.cechina.cn，并可打印，替代手工抄表。基于事件的报警机制，当触发报警事件后控制工程网版权所有，报警一览表中显示报警有关信息；重要故障还有提示窗口弹出，同时有报