1引言 我國(guó)儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)遍布全國(guó)各地，國(guó)家級(jí)的儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)就有900多個(gè)。有許多倉(cāng)庫(kù)根據(jù)貯藏物資的需要，要求倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度等環(huán)境物理量保持恒定，有些物資流動(dòng)性大的倉(cāng)庫(kù)還要求對(duì)每天進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的物資數(shù)量登記，還要求對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物資進(jìn)行動(dòng)態(tài)查詢(xún)，并給出日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表。要實(shí)現(xiàn)上述功能，只需配備一臺(tái)普通電腦，若干個(gè)傳感器，一臺(tái)可編程控制器，制冷加熱和加濕裝置，以及通風(fēng)設(shè)備，再用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控程序即可。 本文的設(shè)計(jì)思想是對(duì)儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)的物流進(jìn)行記錄并讓物資主管部門(mén)根據(jù)工作需要，用計(jì)算機(jī)定期或不定期地對(duì)所轄物資倉(cāng)庫(kù)里庫(kù)存物資進(jìn)行例行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，還要對(duì)儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控，以保證戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備物資的安全保管。采取的技術(shù)手段是在儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝多個(gè)環(huán)境變量測(cè)量傳感器以及控溫、報(bào)警、通風(fēng)，消防等設(shè)備，用組態(tài)軟件把測(cè)量結(jié)果用數(shù)碼和曲線(xiàn)兩種形式顯示并記錄。當(dāng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)如著火或有害氣體泄漏時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即接通報(bào)警器并打開(kāi)通風(fēng)或其他消防設(shè)備。倉(cāng)庫(kù)管理人員將每日的入庫(kù)出庫(kù)情況進(jìn)行記錄并存盤(pán)，主管部門(mén)工作人員通過(guò)辦公室里的計(jì)算機(jī)來(lái)查看儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)物資的保管情況。方法是調(diào)出保存在硬盤(pán)里的記錄數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)以及入出庫(kù)記錄數(shù)據(jù)，可以通過(guò)打印機(jī)以報(bào)表的形式打印出記錄的信息。 2系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 系統(tǒng)主要由管理層多媒體計(jì)算機(jī)-各類(lèi)傳感器-信號(hào)調(diào)理電路-A/D轉(zhuǎn)換板卡-可編程控制器-電磁閥-報(bào)警、通風(fēng)設(shè)備等組成。硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。根據(jù)需要系統(tǒng)還可以增加圖像監(jiān)視設(shè)備。 （1）各類(lèi)傳感器：主要有氣體傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器，其中氣體傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有無(wú)有毒氣體存在，如果貯藏物品發(fā)生霉變或者發(fā)生有害氣體泄漏可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 （2）信號(hào)調(diào)理電路：主要由運(yùn)算放大器組成，用于將氣體傳感器產(chǎn)生的微弱電信號(hào)放大處理，使其成為適合A/D轉(zhuǎn)換的信號(hào)。 （3）A/D采集卡：用于將調(diào)理電路輸出的模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字量電信號(hào)。采集卡型號(hào)為PCI-7422，12位32路A/D轉(zhuǎn)換。 （4）PLC：可編程控制器，接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁閥接通與斷開(kāi)，最終控制加熱、制冷、通風(fēng)以及報(bào)警設(shè)備的工作。 （5）執(zhí)行部件：包括報(bào)警器、通風(fēng)以及其他消防設(shè)備。 （6）PC計(jì)算機(jī)：是本系統(tǒng)的核心部件。它對(duì)傳感器陣列得到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和變換處理，從而得到送入傳感器陣列的被測(cè)倉(cāng)庫(kù)的環(huán)境變量信號(hào)，經(jīng)過(guò)和設(shè)定的能夠保證倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品正常貯存的環(huán)境物理量比較，若有偏差就給PLC發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備減小偏差。為了給倉(cāng)庫(kù)管理人員以及檢查人員以及用戶(hù)提供一個(gè)貯藏物品在倉(cāng)庫(kù)中存放正常的科學(xué)依據(jù)，PC機(jī)可以將每日的環(huán)境變量用數(shù)字和曲線(xiàn)兩種形式顯示出來(lái)并且存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，任何時(shí)候都可以調(diào)出任一天的數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)圖查看。 整個(gè)系統(tǒng)可分為兩層：監(jiān)控管理層和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層，監(jiān)控管理層由一臺(tái)本地節(jié)點(diǎn)的上位機(jī)和數(shù)臺(tái)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的客戶(hù)機(jī)共同組成C/S結(jié)構(gòu)。本地節(jié)點(diǎn)的上位機(jī)配有AD轉(zhuǎn)換接口卡。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層由PLC及其所連接的執(zhí)行設(shè)備構(gòu)成，本系統(tǒng)采用西門(mén)子公司300系列的PLC。CPU315-2DP集成了PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口裝置。分布式I/0系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，并采用ET200通訊模塊與PROFIBUS-DP相連接。 3監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 對(duì)軟件產(chǎn)品而言，使其具有良好的通用及用戶(hù)可維護(hù)性，是開(kāi)發(fā)中的難點(diǎn)。由于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度等物理量變化不可能太快，因此每隔1分鐘采集記錄一次被測(cè)信號(hào)已經(jīng)足夠。 軟件結(jié)構(gòu)部分包括Windows2000操作系統(tǒng)、下位機(jī)編程軟件、上位機(jī)監(jiān)控軟件。上位機(jī)的世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件采用Profibus-S7驅(qū)動(dòng)程序從Profibus-S7總線(xiàn)上獲取PLC數(shù)據(jù)，完成設(shè)備監(jiān)測(cè)和控制。 3.1下位機(jī)編程軟件 PLC程序的編制在上位機(jī)中完成，本系統(tǒng)采用SIMATICS7-300的配套編程工具STEP7完成硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、編程、測(cè)試、調(diào)試和文檔處理。通常，用戶(hù)程序由組織塊（0B）、功能塊（FB,FC）,數(shù)據(jù)塊（DB）構(gòu)成。其中，OB是系統(tǒng)操作程序與應(yīng)用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運(yùn)行。功能塊（FB, FC）是用戶(hù)子程序。數(shù)據(jù)塊（DB）是用戶(hù)定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，本系統(tǒng)中它是上位機(jī)監(jiān)控軟件與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口點(diǎn)。在PROFIBUS-S7中配置與其相對(duì)應(yīng)的DB塊就可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口。 3.2上位機(jī)監(jiān)控軟件 測(cè)試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用監(jiān)控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)。世紀(jì)星自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件問(wèn)是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的智能型人機(jī)接口軟件系統(tǒng)，世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件作為一個(gè)實(shí)時(shí)界面實(shí)用程序生成器，可以產(chǎn)生在管理級(jí)別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集程序。世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)集強(qiáng)大功能和使用方便于一體。世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)由開(kāi)發(fā)系統(tǒng)CSMAKER和運(yùn)行系統(tǒng)CSVIEWER兩部分組成。CSMAKER和CSVIEWER是各自獨(dú)立的Windows32位應(yīng)用程序，均可單獨(dú)使用；兩者又相互依存，在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)CSMAKER中設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序必須在CSVIEWER運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。CSMAKER是其應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。軟件開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義、動(dòng)畫(huà)連接等。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，能合理地抽象控制對(duì)象的特性，對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線(xiàn)、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等重要功能有簡(jiǎn)單的操作辦法。利用圖形控件功能可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。CSVIEWER是世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫(huà)圖形畫(huà)面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與I/O服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從工業(yè)控制對(duì)，象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫(huà)的方式形象地表示出來(lái)，同時(shí)完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)曲線(xiàn)等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和用戶(hù)操作界面都是用組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的。由于世紀(jì)星組態(tài)監(jiān)控軟件允許使用中英文混合編程，大大方便了對(duì)測(cè)量系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)。在系統(tǒng)中用到的變量名既可以用英文字符也可以用漢字。一般來(lái)講，每一個(gè)參數(shù)（指設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中指定的參數(shù)）都應(yīng)在變量數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)著一個(gè)變量。用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的步驟是，先建立系統(tǒng)所需的變量并進(jìn)行設(shè)備硬件連接和軟件安裝，再設(shè)計(jì)界面，在用戶(hù)界面中可以設(shè)置數(shù)字顯示框也可以設(shè)置動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)顯示窗口，接下來(lái)要把變量和界面中的輸出單元建立聯(lián)系。監(jiān)控系統(tǒng)中用到的輸入部件和輸出部件如AD卡，PLC等設(shè)備都須進(jìn)行安裝，世紀(jì)星組態(tài)監(jiān)控軟件內(nèi)置了許多公司的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，世紀(jì)星的設(shè)備驅(qū)動(dòng)采用OLE自動(dòng)化（即COM組件）接口技術(shù)，使設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和世紀(jì)星有機(jī)的整合在一起，來(lái)完成數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。對(duì)于不同的硬件設(shè)備，利用世紀(jì)星的設(shè)備安裝向?qū)В渲孟鄳?yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序即可。在安裝的過(guò)程中要為每一個(gè)設(shè)備設(shè)置一個(gè)設(shè)備名，組態(tài)軟件會(huì)自動(dòng)為每一個(gè)設(shè)備安排一個(gè)設(shè)備地址。當(dāng)把上述設(shè)置進(jìn)行完畢后，最后一步就是編寫(xiě)程序。 3.3圖形界面開(kāi)發(fā)程序 圖形界面開(kāi)發(fā)程序由《世紀(jì)星》開(kāi)發(fā)系統(tǒng)（CSMaker）和《世紀(jì)星》運(yùn)行系統(tǒng)（CSViewer）組成。畫(huà)面編輯應(yīng)用程序提供需要制作實(shí)時(shí)畫(huà)面的所有功能，如圖形、文字、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫(huà)和圖表工具，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行畫(huà)面組織。畫(huà)面顯示給用戶(hù)提供命令與圖建立聯(lián)系，用戶(hù)可使用各種各樣的方法進(jìn)行畫(huà)面的操作。本系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)的主要畫(huà)面有： （1）狀態(tài)顯示畫(huà)面。狀態(tài)顯示畫(huà)面主要顯示各膠帶當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息值，如當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)內(nèi)被測(cè)點(diǎn)的溫度、濕度、氣體以及一些故障信息，還顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間信息。 在該畫(huà)面中還包含單臺(tái)設(shè)備控制子畫(huà)面。盡管系統(tǒng)起停關(guān)系已在STEP7中進(jìn)行組態(tài)編程，但在某些情況下還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行單臺(tái)控制。在畫(huà)面中點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備按鈕可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制。數(shù)據(jù)被寫(xiě)回到現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程硬件中從而進(jìn)行控制操作。 （2）實(shí)時(shí)報(bào)警處理。對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并按技術(shù)要求進(jìn)行處理并自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備控制，如發(fā)生有害氣體泄漏會(huì)自動(dòng)接通報(bào)警器報(bào)警并自動(dòng)打開(kāi)通風(fēng)設(shè)備。 （3）報(bào)表打印。利用世紀(jì)星的DDE功能開(kāi)發(fā)出實(shí)時(shí)報(bào)表并具有隨時(shí)打印功能。 （4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)顯示。監(jiān)視設(shè)備重要參數(shù)的變化趨勢(shì)曲線(xiàn)，從而可以了解倉(cāng)庫(kù)內(nèi)環(huán)境變量在一段時(shí)間的變化狀況。 （5）環(huán)境變量記錄值和曲線(xiàn)查詢(xún)畫(huà)面。功能與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)類(lèi)似，只是它顯示的是過(guò)去一段時(shí)間設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)值。 4系統(tǒng)功能 （1）環(huán)境變量自動(dòng)監(jiān)控功能。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度和通風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和監(jiān)控。 （2）測(cè)量結(jié)果的數(shù)字和曲線(xiàn)顯示功能?？梢栽谥鹘缑鎯?nèi)顯示所有被測(cè)量的數(shù)值和動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)，不同測(cè)量點(diǎn)的被測(cè)值可以每間隔一段時(shí)間輪流顯示。 （3）報(bào)警功能。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)任意測(cè)點(diǎn)的測(cè)值不正常，都可以引起報(bào)警，主界面可以顯示出報(bào)警原因。 （4）測(cè)量值和貨物進(jìn)出記錄功能。能將所有測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)值和曲線(xiàn)以及每次入庫(kù)出庫(kù)情況記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中環(huán)境變量測(cè)量結(jié)果的記錄間隔可調(diào)。 （5）查詢(xún)功能?？梢栽谌魏螘r(shí)候查詢(xún)?nèi)我惶烊我粶y(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)值和曲線(xiàn)以及每天的入庫(kù)出庫(kù)情況。 5結(jié)束語(yǔ) 按照本文的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)物流倉(cāng)庫(kù)信息化所需成本很低，但要求倉(cāng)庫(kù)管理人員掌握一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能。隨著我國(guó)物流管理向國(guó)際化靠攏，有許多的儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)都要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控和信息化管理。本文提出的用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的信息化管理技術(shù)已在某戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備倉(cāng)庫(kù)中應(yīng)用，取得了很好的效果。