高温工业炉监控系统人机界面的设计与实现

《工业控制计算机》2009年22卷第9期15

高温工业炉监控系统人机界面的设计与实现

HMIofTelevisionMonitoredSystemofHighTemperatureFurnace

袁运莲

叶

桦（南京东南大学自动化学院，江苏南京210096；

东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室，江苏南京210096）

摘要

以先进的国产组态软件“组态王”为开发平台对高温工业炉监控系统人机界面进行了设计。首先简述了监控系统的结构和工作过程，再依次从组态王的画面、数据和动画考虑，简单构思了监控系统需要的画面、数据和动画，然后在此基础上重点介绍了监控系统各画面的设计及实现功能。设计的监控界面通过形象的动态组态画面和视频监控，真实再现了设备现场的信息并且直观、实时地显示高温工业炉监控工艺流程中的参数数据、探头状态和炉内实况等。

关键词：组态王，画面，监控系统，ODBC

Abstract

TheHMIontelevisionmonitoredcontrolsystemofhightemperaturefurnaceisdevelopedbasedonkingview,whichisanexcellentdomesticconfigurationsoftware．Afterintroducingsimplycomponentsandworkingprocessofthemonitoredcontrolsystem,frame,dataandanimationsareplanedrespectivelyaccordingtokingviewrespondingthreeimportantaspectsandfunctionsofthesystem．Andthenpicturesofthesystemaredesignedtoimplementitsrequirementsandperformance．Themonitoredcontrolsystemdesignedinkingview,revealsreallythesiteequipmentinformationanddisplaysintuitivelythereal－timemonitoringdataintheprocessofindustrialfurnace．

Keywords:Kingview,pictures,themonitoredcontrolsystem,ODBC（OpenDatabaseConnectivity）

1系统简介和工作原理

高温工业炉监控系统主要由探头装置、现场控制箱、伸退装

计生动形象的人机操作界面。

2组态王总体设计构架

组态王通过实时数据库、数据词典和命令语言等来构造生

置、符叠加模块、监视器、工控机、打印机组成（如图1所示）。控制箱内以一片Atmega128单片机作为核心控制部分，辅之以继电器、字符叠加模块、传感器、点阵液晶、压力开关及探头的限位开关等，控制探头电机的正反转，进而实现对探头在不同条件下的自动退出保护控制。

动形象的画面模拟现场设备工作情况，对现场设备进行监视和控制。画面、数据、动画是组态王的基本部分，下面就从这三个方面综合考虑来架构高温工业炉监控系统。

（1）画面

从功能需求考虑，建立实现各功能的画面。建立“页眉”画面，在界面的最上面始终显示研发公司名称和商标，并从后面功能考虑“页眉”上还设计切换到其他画面或功能的系统管理、设置查询、监控图像、报表管理、帮助文档菜单。建立“主画面”动态显示1＃炉和2＃炉的设备运行条件参数和控制探头伸进退出，其中用自画图形或控件模拟控制箱和工作环境恶化报警灯告警及探头伸进退出、炉火燃烧等。建立“参数设置”画面，设置退出参数的上、下限，当运行参数超出设定范围时，提供报警输出信号，同时控制探头及时自动退出炉膛。另外再设置工作环境许可的范围内，如果运行参数过高或过低，提示警告信息的高低限值用于提醒工作人员。建立“数据报表”和“工作报表”画面，实现系

图1高温工业炉监控系统组成示意图

探头伸进高温工业炉把炉中的实况图像传回控制箱，现场控制箱一方面直接通过视频传输线将图像信号传到工控机，另一方面采集或转换采集到的现场运行参数再通过串口传给工控机显示；如果需要打印图片或数据直接利用和工控机相连的打印机即可。另外一路传来的图像经过字符叠加模块叠加运行参数等字幕信息后，再传到大屏幕的监视器供监视需要。

本文所做工作就是在上述下位机硬件的基础上利用组态软件组态王，以工控机为平台，调用探头送来的图像监控炉内实况，依靠串口接收单片机传来的数据了解设备实时运行环境，设

统运行参数和工作情况的存储保护和打印功能，设置权限用户或双密码确认以保护研发版权。

（2）数据

在数据词典定义工程需要的数据变量。由于是监控两个窑炉，所以定义的变量打包成结构变量（温度、水压、风压、风流量、伸进、退出、伸进次数、温度上限、风压下限），为保存报表等的命名而定义内存字符串型变量“文件名”，为数据库查询报警信息而定义内存字符串型变量“变量查询”，内存整型变量“水平动画”和“垂直动画”实现探头伸进退出及水流风流的动画模拟。为了方便查看、记录和区别，

要将变量产生的报警信息归到不同的