1 引言 　　工業(yè)生產過程的監(jiān)控技術經(jīng)歷了一個較長的發(fā)展階段。對生產設備的操作最早完全依靠人在現(xiàn)場手動操作每臺設備，對生產狀況的了解也只能靠操作者直接觀察現(xiàn)場設備運行情況。隨著自動化技術的發(fā)展，逐漸將生產的操作和監(jiān)視集中到一個控制室內，利用儀器儀表和繼電器，將現(xiàn)場的狀況以電信號的形式傳入控制室，通過指示燈、鈴聲、光字牌、顯示儀表反映到儀表盤上。操作以按鈕和開關的切換的方式，能進行遠程操作。今天，計算機技術、網(wǎng)絡信息技術和工業(yè)軟、硬件的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了以上位機和下位機組成的監(jiān)控系統(tǒng)，它能更生動、全面地反映現(xiàn)場信息，操作維護方便。其中，上位機有小型HMI、專用工控機、和工業(yè)PC機等種類。傳統(tǒng)的由按鈕、開關、模擬屏來操作的監(jiān)控系統(tǒng)由于技術落后、操作不便等原因面臨升級改造；以通用組態(tài)軟件為開發(fā)平臺，利用工業(yè)PC作為人機交互界面構成的監(jiān)控系統(tǒng)是方案之一。本文將以韶冶熱風爐自動切換系統(tǒng)改造項目來對此作一個介紹。 　　2 熱風爐工藝簡介 　　熱風爐是高爐系統(tǒng)的一部分，它是向冶煉過程中連續(xù)不間斷提供一定溫度熱風的生產設備。熱風爐的運行分燃燒、燜爐、送風三個狀態(tài)； 韶關冶煉廠（以下簡稱韶冶）共有三座熱風爐，其生產狀態(tài)輪流切換，采用兩燒一送，保證不間斷地向鼓風爐提供熱風。燃燒過程通過空氣與煤氣以一定比例混合后在熱風爐中燃燒，將熱風爐中的蓄熱材料（通常為耐熱格子磚）加熱，當熱風爐達到一定溫度時，結束燃燒；冷風進入熱風爐，被加熱成為熱風后，向鼓風爐送風。 　　在每座熱風爐的狀態(tài)切換過程中，參與切換的有十個電氣閥門和三個調節(jié)蝶閥，閥門的開啟、關閉、開度都要按生產工藝要求順序動作；同時還要對過程參數(shù)進行實時監(jiān)控、記錄歷史數(shù)據(jù)，故障發(fā)生時要求有報警提示。 　　3 上位機系統(tǒng)配置 　　此次韶冶熱風爐自動切換系統(tǒng)的上位機部分配置如下： 　　Pentium Ⅲ 戴爾工控機三臺。 　　網(wǎng)絡采用MODBUS PLUS現(xiàn)場通訊總線。 　　上位機通用組態(tài)軟件IFIX3.0運行版三套。 　　其它網(wǎng)絡組件：MB+線、屏蔽雙絞線、光纖通訊線、光纖中繼器、MODBUS PLUS網(wǎng)卡及驅動程序。 　　4 系統(tǒng)原理及功能說明 　　4.1系統(tǒng)結構 　　根據(jù)運行要求，在系統(tǒng)中配置了3臺上位機，其中兩臺位于熱風爐集中控制室，具有相同功能，互為冗余，可同時監(jiān)控現(xiàn)場生產。當其中一臺發(fā)生故障后，另一臺可繼續(xù)監(jiān)控，使生產過程不間斷；系統(tǒng)結構如圖。控制室的兩臺上位機同時具有工程師站和操作員站的功能，通過不同的帳戶名登錄系統(tǒng)，享有不同的操作權限。以工程師帳戶名登錄享有最高權限，可以進行生產操作、修改程序和參數(shù)、設置安全權限等一切操作；而操作員只能對進行基本的生產操作，不能任意退出監(jiān)控畫面和其它修改、設置等操作。 　　另一臺上位機作為遠程監(jiān)控站，位于全廠總控制室，將現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)、曲線、狀態(tài)反映到總控制室。該站只限于數(shù)據(jù)的讀取監(jiān)視，不能進行任何對現(xiàn)場設備的控制操作。 　　每臺上位機要求安裝有專用的MODBUS PLUS網(wǎng)卡，才能與總線交換數(shù)據(jù)。上位機各站間采用MODBUS PLUS通訊協(xié)議，通訊介質為屏蔽雙絞線；上位機與MODBUS PLUS總線的連接為MB+線。遠程上位機站與熱風爐控制室距離較遠，采用光纖為傳輸介質，所以在光纖兩端還要加中繼器。控制室的上位機站與PLC構成的下位機通過屏蔽雙絞線進行通訊，與現(xiàn)場的設備進行互聯(lián)。 　　4.2功能說明 　　上位機組態(tài)軟件采用IFIX3.0運行版，該通用組態(tài)軟件具有豐富的功能，在該平臺上經(jīng)過二次開發(fā)可實現(xiàn)操作命令接收與處理、實時數(shù)據(jù)接收及存儲、報警處理、畫面顯示、動態(tài)數(shù)據(jù)更新、網(wǎng)絡通信、操作權限管理、操作記錄、報表生成等 　　在上位機上根據(jù)現(xiàn)場設備的位置和工藝流程，制作了熱風爐系統(tǒng)的主要監(jiān)控畫面。在主監(jiān)控畫面上，可以顯示需要的過程參數(shù)、熱風爐的當前狀態(tài)和各閥門的運行情況。另外還設計了實時曲線畫面、歷史曲線畫面、報警畫面、閥門信號一覽畫面，各畫面間可自由切換，方便瀏覽。在操作上，設計了手動、半自動、全自動三種運行模式。點擊畫面上的閥門圖標彈出操作對話框，可以進行單個閥門操作。 　　韶冶熱風爐自動切換系統(tǒng)的上位機中對溫度、流量、壓力、閥門開度等重要生產數(shù)據(jù)實時顯示，并且有趨勢曲線顯示，對生產的情況了解更全面。相應的歷史數(shù)據(jù)可被保留300天，300天以內的數(shù)據(jù)可隨時可以被調出、查看；同時還對生產數(shù)據(jù)自動生成日報表，并可打印，替代手工抄表?；谑录膱缶瘷C制，當觸發(fā)報警事件后，報警一覽表中顯示報警有關信息；重要故障還有提示窗口彈出，同時有報警鈴聲。 　　為了保證運行安全，系統(tǒng)設有不同登錄權限，未經(jīng)＊＊的操作將被禁止。系統(tǒng)還有打包備份功能，將開發(fā)定型后的程序用打包備份的方式存放在安全的地方，一旦系統(tǒng)因意外造成系統(tǒng)文件受損，可以恢復備份，修復系統(tǒng)。 　　5 結束語 　　本文詳細闡述了由專用工業(yè)控制計算機、MODBUS PLUS現(xiàn)場總線及通用組態(tài)軟件IFIX 3.0組成的熱風爐自動切換系統(tǒng)。系統(tǒng)具有良好的人機交互界面，集成度高，操作直觀、方便，改善了運行人員的勞動環(huán)境，提高了生產效率，并能實現(xiàn)工廠網(wǎng)絡化、信息化，生產自動化水平大為提高。該系統(tǒng)現(xiàn)已成功通過調試交付使用，運行情況良好。本系統(tǒng)組建簡單方便、功能強大，不僅適合于熱風爐切換系統(tǒng)，亦可用于其它涉及順序控制、過程控制的系統(tǒng)，具有較好的推廣應用前景。