开物组态软件实现高速产品质量监测 |
摘要：就开物2000组态软件实现高速产品质量监测中的关键技术进行了探索性研究，扩展了组态软件的应用范围，为需要进行运动控制和高速数据采集的自动化监测系统开发提供了一条新的思路。
关键词：高速数据采集 开物2000 组态软件 消息 产品质量监测
Abstract: Researched exploringly about the key technology of how Controx2000 configuration software actualizes high-speed product quality Detecting, expanded the application range of configuration software, which supplies a piece of new method for automation monitoring system that needs moving control and high-speed data acquisition.
Key Words: High-speed Data Acquisition, Controx2000, Configuration Software, Message, Product Quality Detecting
1 引言
随着自动化加工技术的广泛应用，传统的产品质量监测手段已经不能满足高速采集、实时跟踪显示的要求，产品质量监测系统的自动化要求越来越高。
组态软件作为一种通用监控软件平台具有缩短自动化软件开发周期、增强软件产品稳健性和显著提高经济效益等一系列优势，但是组态软件的连续慢变过程监控的特点使它很难满足高速产品质量监测系统的要求。高速数据采集和实时数据处理是亟需解决的两大关键技术问题。
本文基于开物2000组态软件，介绍了一种实现高速产品质量监测的新思路，既体现了组态软件方便易用的优势，又很好的满足了监测系统中运动控制、实时高速数据采集和显示、报表统计、历史查询和权限管理等各项应用要求。
2 总体方案设计
产品质量监测系统由硬件系统和上位机软件系统两部分组成，需要处理运动控制、高速数据采集、实时数据显示、历史数据查询等问题，其中硬件系统由上位机和下位机组成。下位机由工作台、PLC、变频器、电机、旋转编码器和产品质量传感器等组成，其中以PLC为监控中心，负责接受上位机指令完成运动控制、实时采集数据等功能，其组成框图如图1所示。
图1 硬件系统框图
上位机由工控机和触摸屏组成，负责处理控制策略、数据通讯、实时显示、报表统计和历史查询等功能；上位机软件系统由开物2000组态软件和数据处理模块组成，其中以开物2000组态软件为核心，模块间使用消息和DDE进行通讯。开物2000组态软件由开发环境、运行环境和通讯驱动程序等组成，分别负责完成工程开发、运行时数据交互和实时数据通讯功能；数据处理模块完成数据直方图实时显示、报表统计、数据查询等功能，其组成框图如图2所示。
图2 上位机软件系统框图
3 高速数据采集
高速数据采集包括PLC高速采集产品质量传感器信号和将采集到的数据高速传递到上位机。为了保证PLC数据采集的高速、稳定和均匀，将产品质量传感器信号通过PLC中断程序进行采集，采集周期设定为10mS，并将同一采集区间中数据进行滤波和均值处理，可以满足采样速度和采样精度的要求，为后继数据处理建立了良好的基础。
为了提高通讯速度，将需要和上位机通讯的数据集中放在PLC的一个数据寄存器区间段中，使得在进行通讯时使用一条通讯指令即可获得全部关键数据。实验证明，在19200BPS情况下，完成一次通讯在100mS左右。一般的，产品质量监测时一个区间运行时间为300-5000mS左右，所以可以保证不会丢失现场数据，同时为了满足可靠性和扩充性的要求，在PLC程序中采用了数据缓冲技术，可以保证即使是产品质量监测时最小区间运行时间为25mS也不会出现数据丢失现象，很好的满足了通讯速度的要求。
4实时数据处理
数据采集在开物2000组态软件中的通讯驱动程序部分完成，而实时数据显示是在数据处理模块中完成的，这就需要将开物2000模块通讯驱动程序中采集到的数据及时传递到数据处理模块中。综合目前模块间通讯常用的技术，考虑到稳定可靠性的要求，采用了WINDOWS系统广泛采用的消息通讯方式，其传递过程由WINDOWS系统负责，具有及时、稳定可靠等优点。在开物2000模块和数据处理模块中定义了共用的数据结构，当开物2000模块得到了最新的产品质量传感器信号，则将下位机当前的状态信息等有关数据通过消息传递给数据处理模块，供其完成实时数据直方图显示及存储查询等后续功能。实验证明，数据直方图及时跟踪了产品质量传感器的采样信号，满足了数据处理的一系列要求。
5 结束语
基于上面提到的技术方案，在高速产品质量监测系统中取得了很好的效果。验证了本文提出的高速产品质量监测方案的正确性。
本文以开物2000组态软件为核心工具，综合考虑高速产品质量监测系统的要求，解决了高速实时数据采集、高速实时数据传递和高速实时数据显示的技术难题，很好的满足了高速产品质量监测的要求，扩展了开物2000组态软件的应用范围，对于需要进行运动控制和高速数据采集的自动化监测系统开发具有一定的指导意义。
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