一、引言
組態(tài)軟件集成了圖形技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，使控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不必依靠某種具體的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，只需通過(guò)可視化的組態(tài)方式，就可完成監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)，降低了監(jiān)控畫(huà)面開(kāi)發(fā)難度。組態(tài)軟件擁有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)В归_(kāi)發(fā)人員避免了軟件設(shè)計(jì)中許多重復(fù)性的開(kāi)發(fā)工作，可提高開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，已成為監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟件開(kāi)發(fā)工具之一。
目前，組態(tài)軟件有多種成熟產(chǎn)品，除了通用組態(tài)軟件外，還有一些專(zhuān)用組態(tài)軟件，用于組態(tài)特定的控制系統(tǒng)。在這些專(zhuān)用組態(tài)軟件中，Mitsubishi的SW2D5C-GOTRE（GOTRE）就是一種有特色的專(zhuān)用于PLC控制系統(tǒng)組態(tài)的軟件，支持MITSUBISHI、OMRON、TOSHIBA、SHARP、YASUKAWA、Allen-Bradley等多家公司的PLC產(chǎn)品，為PLC系統(tǒng)監(jiān)控提供了強(qiáng)有力的工具。
二、功能分析
（一）組態(tài)功能完善
GOTERE提供了多種控制器件庫(kù)、圖形控制和功能組件，可組態(tài)各種顯示與控制功能，創(chuàng)建畫(huà)面和信息并將其與PLC程序鏈接，以圖形形式使系統(tǒng)操作狀態(tài)、當(dāng)前過(guò)程值及故障可視化，提供友好的人機(jī)界面來(lái)操作被監(jiān)控的設(shè)備或系統(tǒng)，對(duì)PLC系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記錄、存儲(chǔ)、處理，滿(mǎn)足各種監(jiān)控要求。
（二）有特色的監(jiān)控功能
GOTRE除了提供有流程顯示、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、配方管理等常規(guī)監(jiān)控功能外，還提供了多種專(zhuān)為PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的擴(kuò)展監(jiān)控功能。主要有：
1．梯形圖監(jiān)控
以梯形圖的形式對(duì)PLC CPU的程序進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)了解程序運(yùn)行情況。
2．系統(tǒng)監(jiān)控
將監(jiān)控屏幕分為四個(gè)窗口，同時(shí)對(duì)PLC內(nèi)部各種軟元件和擴(kuò)展單元的緩沖存儲(chǔ)器分類(lèi)進(jìn)行監(jiān)控。
3．特殊模塊監(jiān)控
對(duì)PLC系統(tǒng)中的特殊功能模塊和I/O模塊信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
在上述各種擴(kuò)展監(jiān)控功能中，可修改PLC中各種軟元件和緩沖存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，也可用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其他站進(jìn)行監(jiān)控。
4．網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
可在本站對(duì)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路狀態(tài)、通信狀態(tài)和環(huán)路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，獲得網(wǎng)絡(luò)信息。
（三）靈活的通信與網(wǎng)絡(luò)功能
GOTRE提供了多種通信驅(qū)動(dòng)程序，可與多種通信協(xié)議互聯(lián)，可選擇RS-232C、RS-422/RS-485等多種通信方式。支持硬件的環(huán)行網(wǎng)、總線(xiàn)網(wǎng)以及開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可從主站或任一從站對(duì)所連網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他站進(jìn)行監(jiān)控。GOTRE向下可直接訪(fǎng)問(wèn)PLC及其擴(kuò)展模塊內(nèi)部各種軟元件和緩沖區(qū)；利用GOTRE提供的多種通信命令，向上可與主站微機(jī)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)高層管理網(wǎng)互聯(lián)。
（四）完善的系統(tǒng)維護(hù)與系統(tǒng)安全功能
GOTRE提供了系統(tǒng)維護(hù)工具包，對(duì)PLC系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行維護(hù)管理，可提供系統(tǒng)有關(guān)信息如PLC CPU狀態(tài)；進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置；對(duì)PLC硬件進(jìn)行測(cè)試診斷；對(duì)通信進(jìn)行檢查；報(bào)告系統(tǒng)內(nèi)存與用戶(hù)內(nèi)存信息。軟件提供16級(jí)密碼功能，保障了數(shù)據(jù)信息的安全性。工具包中的清單編輯器可直接在觸摸屏上對(duì)PLC的程序和參數(shù)在線(xiàn)進(jìn)行檢查和各種編輯操作。 這此功能極大地方便了系統(tǒng)維護(hù)工作，提高了PLC控制系統(tǒng)的可靠性。
（五）Windows風(fēng)格的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
GOTRE由工程管理器、圖形設(shè)計(jì)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和調(diào)試器四個(gè)模塊組成。每一模塊都是獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序。圖形設(shè)計(jì)器是GOTRE的核心，設(shè)計(jì)模式下的開(kāi)發(fā)環(huán)境包括主菜單、常用工具欄、屏幕設(shè)計(jì)器、模板、工具面板和各種對(duì)話(huà)框等組件，為畫(huà)面設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具，GOTRE采用開(kāi)放性圖庫(kù)并支持用戶(hù)自己建庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)支持多種數(shù)據(jù)形式，可接收BMP位圖文件和AUTOCAD生成的BXF格式文件，畫(huà)面圖形根據(jù)需要可任意拖動(dòng)縮放。用戶(hù)利用軟件提供的各種控制，就能可視化地設(shè)計(jì)監(jiān)控畫(huà)面，所有監(jiān)控任務(wù)都可通過(guò)圖形化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
三、GOTRE在卷煙生產(chǎn)過(guò)程PLC監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
某卷煙廠(chǎng)卷接車(chē)間有兩條卷煙生產(chǎn)線(xiàn)，每條卷接生產(chǎn)線(xiàn)由數(shù)臺(tái)卷煙機(jī)和接咀機(jī)、工藝風(fēng)力發(fā)生裝置、氣流靜化與粉塵處理裝置及其他輔助裝置等設(shè)備組成。控制的目的是要穩(wěn)定卷煙質(zhì)量，降低生產(chǎn)能耗減少對(duì)環(huán)境的影響?？刂颇Ｊ讲捎脙杉?jí)監(jiān)控方式，PLC模塊、傳感器、執(zhí)行對(duì)卷煙生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制任務(wù)，包括設(shè)備電氣順序控制、聯(lián)鎖保護(hù)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制。
PLC系統(tǒng)選用FX2N系列，包括基本單元FX2N-80MR，A/D輸入模塊FX2N-4AD，D/A輸出模塊FX2N-4DA。
監(jiān)控級(jí)作為控制系統(tǒng)的人機(jī)接口單元（HMI），通過(guò)各種監(jiān)控畫(huà)面，對(duì)卷煙生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供事件信息、數(shù)據(jù)分析參數(shù)調(diào)整、報(bào)表打印等功能，使操作者能根據(jù)不同工況調(diào)整控制策略，修改工藝參數(shù)或直接調(diào)控生產(chǎn)過(guò)程。監(jiān)控級(jí)采用Mitsubishi A970-GOT圖形操作終端（GOT）構(gòu)成，該圖形操作終端是專(zhuān)為PLC系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)，采用一體化結(jié)構(gòu)，主機(jī)內(nèi)部采用32位RISC CPU和32位總線(xiàn)，人機(jī)界在采用彩色液晶觸摸屏，圖形操作終端還具有打印機(jī)和聲音輸出接口，通過(guò)不同的通信接口單元，可采用多種方式與PLC直接相連或連接到PLC網(wǎng)絡(luò)中。
GOTRE的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)以工程為基礎(chǔ)，工程由一組監(jiān)控畫(huà)面文件組成。通過(guò)組態(tài)使畫(huà)面圖形與PLC變量鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。GOTRE組態(tài)原理如圖1所示，圖中變量SW可以是PLC中的軟元件或數(shù)據(jù)寄存器或緩沖寄存器。系統(tǒng)中共設(shè)計(jì)了流程總貌、設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)操作等十余個(gè)監(jiān)控畫(huà)面，組態(tài)了動(dòng)態(tài)模擬、參數(shù)趨勢(shì)、報(bào)警信息、文本、數(shù)據(jù)輸入/輸出、打印等顯示功能與控制功能。GOTRE提供的圖形操作終端系統(tǒng)軟件使監(jiān)控程序運(yùn)行不須依托其他的軟件平臺(tái)，提高了監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和可靠性。操作人員在觸摸屏上進(jìn)行操作，就可完成對(duì)卷接生產(chǎn)的監(jiān)控過(guò)程。生產(chǎn)實(shí)踐表明，GOTRE軟件運(yùn)行穩(wěn)定，滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝要求，不但提高了卷煙質(zhì)量，還提高了卷接速度，在降低能耗、減少環(huán)境污染等方面達(dá)到了同行業(yè)先進(jìn)水平。
四、結(jié)束語(yǔ)
Mitsubishi的GOTRE組態(tài)軟件易于學(xué)習(xí)與掌握，應(yīng)用方便，可為PLC控制系統(tǒng)提供友好的圖形用戶(hù)界面和完善的監(jiān)控功能，從而可增強(qiáng)PLC系統(tǒng)的控制能力，擴(kuò)展PLC系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
