LabVIEW在钢铁企业监控体系的意义

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现场PLC将烧结设备的状态和流程的运行情况如设备启停、胶带启停、料仓料位和温度通过以太网实时传送至labview上位监控系统；现场的高压变频器通过其控制器，将装置的给定频率，实际频率、定子电压、定子电流等运行状态及变频器的故障开关量等运行状态以485串口通信的方式传给485至232串口转换器，转换器与工控机的串口连接，进而将数据送入工控机，通过labVIEW软件进行处理、显示和存储。同样现场的高压无功补偿装置也将系统运行状态及保护动作等测量值和开关量通过此方式进行通信；最终通过LabVIEW，进行运行状态分析。

烧结监控系统的LabVIEW实现

1烧结监控系统的程序框图的设计

本系统采用TCP传输控制协议实现与烧结控制系统PLC的网络通信。TCP能进行可靠的网络传输，可按顺序传输数据且毫无错误、遗失或重复，会不断地传输数据报直至收到接收响应为止。TCP是基于连接的协议，这意味着各传输点必须在数据传输前创建连接。数据传输在客户端和服务器之间进行，允许多个同步连接，正适合在本系统中与多个PLC的通讯。在创建TCP连接时，须指明其地址及该地址的端口。一个地址上不同的端口表示该地址上的不同服务。通过打开TCP连接函数可主动创建一个具有特定地址和端口的连接。如连接成功，该函数将返回唯一识别该连接的网络连接句柄。这个连接句柄可在此后的VI调用中引用该连接。

2烧结自动控制系统的监控

烧结监控系统的主界面显示设备的状态和相应生产流程的启停情况，包括传送料带的启停、料仓的仓位、给料器和筛料器的运行状态；同时还可以进行原料的手动/自动投放操作。系统连续向下位的现场PLC发送不同的召唤命令，PLC在获取召唤命令后，根据不同的设备地址信息，通过以太网上传各设备的运行信息。可分别进入布袋除尘界面、高炉放料界面，流量统计显示界面，温度曲线显示界面及报警记录界面。进入其他界面即可观察相应设备的运行情况，并对设备进行操作；报警记录用来显示设备的各种故障报警信息，如传送料带跑偏、打滑，故障急停，高炉超温等。以数据库的方式进行存储和查询操作，系统掉电后数据不会丢失。

配电设备监控系统的LabVIEW实现

LabVIEW是一个带有扩展功能库和子程序库的通用程序设计系统，其开发环境下提供的应用程序有180多种，大致可分为以下几个方面：高级分析函数库、工具箱库、综合时频分析扩展箱、仪器驱动函数库、开发工具库和应用程序生成器等。本系统中配电设备监控系统主要完成上位机对高压变频器和高压无功补偿装置的监控任务，监控系统的前面板由主界面、操作界面，故障记录和参数设置界面组成；程序框图包括Modbus串口初始化子程序、Modbus读取数据子程序，Modbus写入数据子程序和相应的数据处理程序。

1监控系统的程序框图的设计

串口程序初始化子程序要根据各现场控制器控制的通信参数进行初始化设置。VISAresourcename（串口名），用来实现LabVIEW与多个现场用电设备的地址分配，波特率的大小要与各子设备的波特率大小相同，本上位机采用RTU的通信模式。将初始化配置后的串口经串口读取控件接入VISA缓冲区，在缓冲区设置读取的字节长度即完成了串口的初始化。读取数据程序完成对现场运行设备数据的读取。数据写入子程序完成召唤命令和操作命令的下传。

2界面设计应注意的问题

借助于计算机的强大图形处理能力，虚拟仪器具有一个十分友好的图形方式软面扳。要注意做好人机界面的设计，生产过程的控制离不开各种自动化控制设备和操作人员，如何使操作人员与控制设备（机器)之间有一个友好和谐的环境是设计人员必须注意的问题。在产品设计过程中，应按产品的审美要求、技术要求及产品具有的心理功能进行造型构思，然后根据人机工程的要求对产品的各个细节、尺寸、外观进行量化、确定和完善。界面的色彩具有美学方面的意义，除此之外，还与人眼的生理功能、光源、环境色等有关，设计者在设计操作区颜色时必须考虑。系统控制界面的设计，必须考虑：（1）界面上的元件分布应适合操作者生理特点，如各种显示元件应放在操作人员最佳视野范围，各种挽作元件应安置在人的操作范围之内，并方便操作；（2）显示元件的设计或选择应与所显示的信息的特性相适应，并符合人的视觉特征。此外，还应注意，界面的色彩宜选用低照度、低色度，使视觉不易疲劳，显示元件与操作按钮应分开布置，以有利于操作者快速、准确地观察、认读和显示元件和操作元件应按功能分组，同组的元件应尽量靠近，组间应留有足够的间隙，可用色线分隔、围合，或用不同色彩、不同形状加以区别。3.3系统监控补偿装置监控主画面显示系统的运行状态，还可以看到补偿装置所在电网的一些电能质量参数；操作员可根据主界面的相关显示参数、判断电网的负载情况、对补偿装置进行调整。选择变频器监控即可进入变频器的操作界面，在此界面中可设定变频器的给定频率，显示相关参数信息。选择‘远控/本地’按钮可切换操作的有效模式，实现遥调功能；当切换到远控模式时，可在本监控系统中进行启动、停止、复位操作。

监控系统的数据库管理

本系统利用LabVIEWSQLToolkit访问数据库。利用LabVIEW平台下的DatabaseConnectivityToolkit及ReportGenerationToolkit工具包建立的数据库管理系统。它集成了一系列的高级功能模块，这些模块封装了大多数的数据库操作和一些高级的数据库访问功能。其主要的功能如下：支持ADO所支持的所有的数据库引擎；支持所有与ODBC或OLEDB兼容的数据库驱动程序；具有高度的可移植性，在任何情况下，用户通过改变DBToolsOpenConnectionVI的输入参数ConnectionString就可以更换数据库；可以将数据库中ColumnValues的数据类型转换为标准LabVIEWDatabaseConnectivityToolset的数据类型，这进一步增强了它的可移植性；与SQL兼容；不使用SQL语句就可以实现数据库记录的查询、添加、修改以及删除等操作；用户可以完全不需要学习SQL语法。用户可以使用LabVIEWSQLToolkit在LabVIEW中支持ODBC的本地或远程数据库，例如MicrosoftAccess，MicrosoftSQLSever，SybaseSQLServer以及Oracle等。本监控系统在设计过程中除了考虑到系统的监控信息的完整性以外，还特别根据管理员的操作权限，设置操作界级别，获取相应的可操作信息。查询操作简单明了，并且可以按照时间段进行查询，这样可以更准确全面地了解系统设备的运行情况，提高了监控系统的可靠性和准确性。

结束语

本研究中基于虚拟仪器技术开发的钢铁企业自动监控系统，使用方便、操作直观，且由于使用了LabVIEW编程，因此系统具有很高的扩展性。本研究设计的系统只是整个钢铁企业自动监控系统中部分解决方案，如要构建一个体系完整、功能强大、允许稳定可靠的监控系统，还有做许多细致的工作。

作者：刘英商孟涛单位：河北工程大学水电学院河北钢铁集团邯钢能源中心