Querying System of Factory Output Monitoring Based on Delta PLC
中達電通上海機電業(yè)務(wù)處 李 強
Li Jiang
摘 要：局限于技術(shù)條件，目前生產(chǎn)中在統(tǒng)計生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量方面不少還是依靠人工進行統(tǒng)計。在實際操作過程中，往往出現(xiàn)產(chǎn)品嚴重丟失，投入的原料量和產(chǎn)出的成品量嚴重失衡，因此，有必要采用工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)對整個工廠的產(chǎn)品產(chǎn)量進行準(zhǔn)確的計量，文章基于臺達PLC與組態(tài)軟件技術(shù)，成功開發(fā)了一個工廠產(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)
Abstract: Limited to the technical conditions，it makes statistic of production output still to be depended on manual work in factory product output statistic for the production process. It always appears that the product loses graveness and the input of raw material does not balance with product quantity of output in the pratical manipulation process. Therefore it is necessary to use Querying System of Factory Output Monitoring for accuracy measure of product output in whole factory. The paper discussed that it is made good winning to querying system of factory output monitoring based on Delta PLC.
Key words: Programable logical controller Configuration software Output querying system
[中圖分類號] TP273 [文獻標(biāo)識碼] B 文章編號

1 引 言
上海佳泰塑膠有限公司是生產(chǎn)手術(shù)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。全廠有兩個生產(chǎn)車間共26條生產(chǎn)線，整個工廠的所有生產(chǎn)線由工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)實施實時監(jiān)控，對每一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行實時存儲，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語言對數(shù)據(jù)進行存儲（每分鐘向SQLSERVER數(shù)據(jù)庫中存儲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、時間、時間段、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，能對車間、生產(chǎn)線的月產(chǎn)量進行統(tǒng)計，并在查詢出滿足條件的記錄后，將結(jié)果通過報表顯示，按規(guī)定報表格式將結(jié)果進行存儲和打印。以下是對相關(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。

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該系統(tǒng)要實現(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個月的儲存期，以便對歷史數(shù)據(jù)進行查詢；2）能查詢每條生產(chǎn)線任意月、天、小時、分鐘的產(chǎn)量；3）能對任意一條生產(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量進行查詢；4）查詢結(jié)果能以特定的格式在報表中顯示，同時將結(jié)果打印出來；5）各條生產(chǎn)線任意月、日、小時、分鐘的產(chǎn)量可在電腦上以柱狀圖、實時趨勢曲線的形式顯示。
查詢系統(tǒng)的查詢方式可以實現(xiàn)：1）按照日期進行查詢；2）按照時間進行查詢；3）按照生產(chǎn)線進行查詢；4）按照任意時間段進行查詢；5）按照班次進行查詢（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）可以運用第1）到第5）種不同的排列組合進行復(fù)雜的查詢。
3 系統(tǒng)設(shè)計
該系統(tǒng)的設(shè)計是比較簡單的，軟、硬件選型配置如表1所示。
表1 系統(tǒng)軟、硬件配置

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工廠產(chǎn)量監(jiān)控查詢系統(tǒng)的設(shè)計主要在于軟件系統(tǒng)的設(shè)計，以下問題是考慮的重點。
1）兩個車間共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小時工作，不允許停，所以一天的數(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4個月，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)存儲接近2-3G，不僅會造成在查詢時，系統(tǒng)資源嚴重被占用，同時普通的數(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，不僅系統(tǒng)會造成不穩(wěn)定，同時會出現(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）支持對標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的插入、選擇、刪除等基本的操作，同時支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言。靈活的運用該組態(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語言對數(shù)據(jù)庫進行各種簡單和復(fù)雜的操作。
3）即使使用大型的數(shù)據(jù)庫，SQL Server或Oracle，由于每天的數(shù)據(jù)量多達37440條記錄，如果將1個月，甚至是4個月的記錄全部寫入同一個數(shù)據(jù)庫的同一個表格，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)時間為00：00：00時刻時，新建一個表格，通過SQLCreateTable( DeviceID, "TableName", "TemplateName" )函數(shù)建立不同的表格，因為組態(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，因為組態(tài)軟件支持第三方控件，將所有的條件羅列出來進行排列組合，將每一種情況都考慮在內(nèi)。然后通過程序來實現(xiàn)選擇條件轉(zhuǎn)換成SQLSELECT（）函數(shù)工作的條件。因為工藝要求能夠任意查詢?nèi)我馍a(chǎn)線在任意時段的產(chǎn)量，為了能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，可以新建站點及站點變量（本站點\CX_Hour，本站點\CX_Minute，本站點\CX_Hour1，本站點\CX_Minute1）。在以時間段進行查詢時，先將以前兩個變量輸入的時間做為條件進行查詢，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。然后再以后兩個變量輸入的時間作為條件進行查詢，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、時間、車間生產(chǎn)線產(chǎn)量通過報表的組態(tài)添到表格當(dāng)中。
5）對于月產(chǎn)量的查詢。需要判斷輸入的月份有幾天，然后從該月的*天開始到zui后一天進行查詢，查詢的時刻為每一天的23:59分時各生產(chǎn)線的產(chǎn)量。然后對查詢出的數(shù)據(jù)進行累加，直到該月的zui后一天。具體程序?qū)崿F(xiàn)是按照特定的格式將數(shù)據(jù)填寫到報表當(dāng)中。
6）當(dāng)查詢的條件比較復(fù)雜時，有些條件不可能同時成立，因此，在選擇條件時，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)生命令實現(xiàn)，即每當(dāng)系統(tǒng)時間的秒等于59時，觸發(fā)執(zhí)行相應(yīng)程序。
8）在系統(tǒng)時間等于00：00：00時刻時，用事件命令建立相應(yīng)程序，以得到需要新建表格的名稱，并同時將PLC中累計產(chǎn)量的寄存器清零，重新開始對該日的產(chǎn)量進行累計。
4 系統(tǒng)調(diào)試考慮
針對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）因為兩個車間之間的距離在300m左右，而從*個車間到監(jiān)控室的距離有500m左右，距離比較遠，為了遏制信號的衰減，將信號線用網(wǎng)線代替，同時加中繼器將信號放大。保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?BR>2）要求現(xiàn)場布線時嚴格按照電氣規(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，以保證監(jiān)控系統(tǒng)能通過ODBC與數(shù)據(jù)庫SQL Server連接。在運行監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行任何操作時，觀察運行反饋信息，以得到相關(guān)的錯誤信息，可根據(jù)提示的錯誤信息檢查程序。
4）報表組態(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表中。靈活的運用While{}語句可將程序簡化，減少監(jiān)控系統(tǒng)后臺運行程序的時間。
5）靈活運用應(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、按下命令進行編程。
6）在程序量大的項目中應(yīng)養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，定義變量時使用英文對程序進行標(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。

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5 結(jié)束語
盡管臺達PLC屬于小型PLC，但其性能可靠、支持485通訊等特點，足以完成集中控制的功能，配合組態(tài)軟件實現(xiàn)復(fù)雜的工廠監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、打印、報表等DCS系統(tǒng)的功能。