摘要：在對某焦化廠化工產品生產系統的現狀及需求進行分析的基礎上,設計了基于力控組態軟件和CAN總線技術的監控系統方案并進行了工程實施。運行結果表明：該系統可靠、先進、經濟。
1. 引言
監控組態軟件是計算機技術和監控技術發展的產物。“組態”的概念是伴隨著集散控制系統（distributed control system）的出現才被廣大的生產自動化技術人員所熟知的。 監控組態軟件是面向監控與數據采集的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方法靈活，功能強大。監控組態軟件最早出現時，人機接口是其主要內含。隨著它的快速發展，實時數據庫、實時控制、開放數據接口對I/O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容。組態軟件的主要目的是使使用者在生成適合自己需要的應用系統時不需要修改軟件的源代碼，大大縮短了軟件開發時間，降低開發成本，而且功能強大，運行可靠。
現場總線是一種特殊的網絡技術。根據IEC1158定義，現場總線是“安裝在生產過程區域的現場設備、儀表與控制室內的自動控制裝置、系統之間的一種串行、數字式、雙向傳輸、多分支結構的通訊網絡”。同其它網絡一樣，現場總線的網絡系統也具備OSI的若干層協議，從這個意義上講，它與普通的網絡系統具有相同的屬性；但現場總線時針對工業現場而開發的網絡，因而在工業現場中具有其他網絡無法比擬的優點。
2.總體方案設計
2.1 用戶需求
為生產控制人員提供實時數據，在控制室能夠直觀的觀察到各種儀表的技術數據、設備運行狀態數據等。生產數據可在控制室進行監視、處理存儲、打印、越限報警；監控計算機軟件要求圖形人機界面。
2.2 總線選擇
CAN總線是由德國Bosch公司推出，并已被ISO國際標準組織定為國際標準。它得到了如Motorola、Intel、Philip、Siemens、NEC等大公司的支持，并已被廣泛應用。CAN總線也是最早進入我國的現場總線之一，其應用技術和相關產品都已進入成熟階段。當通信速率為5kb/s時，無需中繼器，傳輸距離可達10km，完全滿足我們在廠區的布線要求。其傳輸介質為雙絞線。可掛接設備數最多為110個，滿足廠區采集點數要求。
2.3組態軟件選擇
根據客戶要求，人機界面要友好，軟件功能要強大，以利于后繼再開發，我們選了力控軟件集控制技術、人機界面技術、圖形技術、數據庫技術、網絡技術于一體，包括動態顯示、報警、趨勢、控制策略、控制網絡通信等組件。提供了一個友好的用戶界面，使用戶在不需要編寫大量代碼的情況下便可以生成自己需要的應用軟件。
3.系統結構
工業監測系統由RSM模塊、屏蔽雙絞線、兩臺上位機、兩臺打印機組成。正常工作時兩臺主上位機獨立工作，兩臺打印機分別連接這兩臺上位機。當一臺主機發生異常時，則從另一臺讀取數據。而發生異常的主機重新啟動后，從另一臺主機拷貝數據，使歷史數據得以完整。
4.軟件設計
4.1界面設計
力控提供了強大的人機圖形編輯功能，有自帶的素材庫，還有較多范例。我們既用了它的素材庫中的圖形元件，也用了范例中的圖形元件，設計了具有立體感的界面。使用戶點擊時彈出相應的第二級畫面。第二級畫面包含管道的連接圖以及管道上面的模擬的傳感元件，在模擬的傳感元件上有銘牌，利用了力控的數據鏈接控件，可以在銘牌上實時顯示現場數據。 同時，當用戶點擊銘牌時，彈出此采集點的實時曲線畫面，控制人員可以監視此曲線的變化。實時曲線畫面包括一個多筆曲線、三個歷史曲線查看按鈕、一個歷史報表按鈕以及一個返回按鈕。三個歷史曲線按鈕是：20分鐘、8小時、24小時曲線。力控提供了用EXCEL輸出報表的功能，可以進行報表輸出工作。
44.2數據庫的設計
力控得到數據的過程是這樣的，先由O/I驅動器從I/O中讀入數據并將其傳送到驅動器映象表（DIT）的指定地址；然后掃描、報警和控制程序(SAC)從DIT讀入數據，進行處理并把它傳給過程數據庫；內部數據庫訪問功能從數據庫中讀取數據并把它傳遞給要取數據的應用軟件。所以，數據庫是FIX的核心。畫面編輯、報警、曲線顯示等等功能都要依靠數據庫，數據庫設計的好壞也直接關系到各個部分功能的實現。
4.3歷史趨勢顯示
力控是通過歷史定義、歷史采集和歷史顯示三個獨立的程序來完成歷史趨勢顯示功能的。在做系統設計時，先在歷史定義里定義好所有需要歷史記錄的采集點；然后使歷史采集程序在系統運行時始終運行并將采集來的數據存儲在硬盤上；最后，在用戶需要觀察采集量歷史時在歷史顯示程序中使用相應的畫筆將數據以圖形形式顯示在界面上。
4.4數據備份
力控提供了歷史數據備份的功能，可以根據用戶的定義靈活方便地按照規定的要求將數據存儲。要使用力控的歷史數據，必須要先讓力控采集現場的量并存儲于硬盤上并通過自己的DDE服務器將歷史數據共享給DDE客戶程序，本系統采用了EXCEL作為DDE客戶程序。
5.結束語
在該焦化廠化工產品的生產控制系統中，CAN總線技術和力控組態軟件得到完美結合，系統運行穩定可靠，抗干擾能力強，操作簡單方便，深受用戶的歡迎，因而該方案具有實用推廣價值。
