1引言 我國儲備物資倉庫遍布全國各地，國家級的儲備物資倉庫就有900多個。有許多倉庫根據(jù)貯藏物資的需要，要求倉庫內(nèi)的溫度、濕度等環(huán)境物理量保持恒定，有些物資流動性大的倉庫還要求對每天進(jìn)出倉庫的物資數(shù)量登記，還要求對倉庫內(nèi)的物資進(jìn)行動態(tài)查詢，并給出日報(bào)表和月報(bào)表。要實(shí)現(xiàn)上述功能，只需配備一臺普通電腦，若干個傳感器，一臺可編程控制器，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)思想是對儲備倉庫的物流進(jìn)行記錄并讓物資主管部門根據(jù)工作需要，用計(jì)算機(jī)定期或不定期地對所轄物資倉庫里庫存物資進(jìn)行例行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，還要對儲備倉庫進(jìn)行監(jiān)控，以保證戰(zhàn)略儲備物資的安全保管。采取的技術(shù)手段是在儲備倉庫內(nèi)安裝多個環(huán)境變量測量傳感器以及控溫、報(bào)警、通風(fēng)，消防等設(shè)備，用組態(tài)軟件把測量結(jié)果用數(shù)碼和曲線兩種形式顯示并記錄。當(dāng)倉庫內(nèi)發(fā)生危險如著火或有害氣體泄漏時，系統(tǒng)會立即接通報(bào)警器并打開通風(fēng)或其他消防設(shè)備。倉庫管理人員將每日的入庫出庫情況進(jìn)行記錄并存盤，主管部門工作人員通過辦公室里的計(jì)算機(jī)來查看儲備倉庫物資的保管情況。方法是調(diào)出保存在硬盤里的記錄數(shù)據(jù)和曲線以及入出庫記錄數(shù)據(jù)，可以通過打印機(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)-各類傳感器-信號調(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)為樹型結(jié)構(gòu)（見圖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監(jiān)測倉庫內(nèi)有無有毒氣體存在，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發(fā)現(xiàn)。 （2）信號調(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)生的微弱電信號放大處理，使其成為適合A/D轉(zhuǎn)換的信號。 （3）A/D采集卡：用于將調(diào)理電路輸出的模擬量電信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字量電信號。采集卡型號為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)來的控制信號，驅(qū)動電磁閥接通與斷開，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。它對傳感器陣列得到的信號進(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倉庫的環(huán)境變量信號，經(jīng)過和設(shè)定的能夠保證倉庫內(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，進(jìn)而驅(qū)動執(zhí)行設(shè)備減小偏差。為了給倉庫管理人員以及檢查人員以及用戶提供一個貯藏物品在倉庫中存放正常的科學(xué)依據(jù)，PC機(jī)可以將每日的環(huán)境變量用數(shù)字和曲線兩種形式顯示出來并且存到數(shù)據(jù)庫中，任何時候都可以調(diào)出任一天的數(shù)據(jù)和曲線圖查看。 整個系統(tǒng)可分為兩層：監(jiān)控管理層和現(xiàn)場測控層，監(jiān)控管理層由一臺本地節(jié)點(diǎn)的上位機(jī)和數(shù)臺遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的客戶機(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)場測控層由PLC及其所連接的執(zhí)行設(shè)備構(gòu)成，本系統(tǒng)采用西門子公司300系列的PLC。CPU315-2DP集成了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線接口裝置。分布式I/0系統(tǒng)在現(xiàn)場運(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) 對軟件產(chǎn)品而言，使其具有良好的通用及用戶可維護(hù)性，是開發(fā)中的難點(diǎn)。由于倉庫內(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信號已經(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)動程序從Profibus-S7總線上獲取PLC數(shù)據(jù)，完成設(shè)備監(jiān)測和控制。 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、測試、調(diào)試和文檔處理。通常，用戶程序由組織塊（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）是用戶子程序。數(shù)據(jù)塊（DB）是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲區(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 測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)。世紀(jì)星自動化監(jiān)控組態(tài)軟件問是在PC機(jī)上開發(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)軟件作為一個實(shí)時界面實(shí)用程序生成器，可以產(chǎn)生在管理級別上的監(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，在開發(fā)系統(tǒng)CSMAKER中設(shè)計(jì)開發(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)用程序的集成開發(fā)環(huán)境。軟件開發(fā)者在這個環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫定義、動畫連接等。開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。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)時運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與I/O服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通過實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理從工業(yè)控制對，象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和用戶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，大大方便了對測量系統(tǒng)軟件的開發(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。一般來講，每一個參數(shù)（指設(shè)計(jì)任務(wù)書中指定的參數(shù)）都應(yīng)在變量數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)著一個變量。用組態(tài)軟件開發(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，在用戶界面中可以設(shè)置數(shù)字顯示框也可以設(shè)置動態(tài)曲線顯示窗口，接下來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)動程序，世紀(jì)星的設(shè)備驅(qū)動采用OLE自動化（即COM組件）接口技術(shù)，使設(shè)備驅(qū)動程序和世紀(jì)星有機(jī)的整合在一起，來完成數(shù)據(jù)采集和實(shí)時控制。對于不同的硬件設(shè)備，利用世紀(jì)星的設(shè)備安裝向?qū)?，配置相?yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序即可。在安裝的過程中要為每一個設(shè)備設(shè)置一個設(shè)備名，組態(tài)軟件會自動為每一個設(shè)備安排一個設(shè)備地址。當(dāng)把上述設(shè)置進(jìn)行完畢后，最后一步就是編寫程序。 3.3圖形界面開發(fā)程序 圖形界面開發(fā)程序由《世紀(jì)星》開發(fā)系統(tǒng)（CSMaker）和《世紀(jì)星》運(yùn)行系統(tǒng)（CSViewer）組成。畫面編輯應(yīng)用程序提供需要制作實(shí)時畫面的所有功能，如圖形、文字、數(shù)據(jù)、動畫和圖表工具，用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行畫面組織。畫面顯示給用戶提供命令與圖建立聯(lián)系，用戶可使用各種各樣的方法進(jìn)行畫面的操作。本系統(tǒng)中開發(fā)的主要畫面有： （1）狀態(tài)顯示畫面。狀態(tài)顯示畫面主要顯示各膠帶當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息值，如當(dāng)前倉庫內(nèi)被測點(diǎn)的溫度、濕度、氣體以及一些故障信息，還顯示當(dāng)前的日期和時間信息。 在該畫面中還包含單臺設(shè)備控制子畫面。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設(shè)備進(jìn)行單臺控制。在畫面中點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備按鈕可對該設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制。數(shù)據(jù)被寫回到現(xiàn)場過程硬件中從而進(jìn)行控制操作。 （2）實(shí)時報(bào)警處理。對系統(tǒng)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，發(fā)出報(bào)警信號，并按技術(shù)要求進(jìn)行處理并自動進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備控制，如發(fā)生有害氣體泄漏會自動接通報(bào)警器報(bào)警并自動打開通風(fēng)設(shè)備。 （3）報(bào)表打印。利用世紀(jì)星的DDE功能開發(fā)出實(shí)時報(bào)表并具有隨時打印功能。 （4）實(shí)時數(shù)據(jù)曲線顯示。監(jiān)視設(shè)備重要參數(shù)的變化趨勢曲線，從而可以了解倉庫內(nèi)環(huán)境變量在一段時間的變化狀況。 （5）環(huán)境變量記錄值和曲線查詢畫面。功能與實(shí)時數(shù)據(jù)曲線類似，只是它顯示的是過去一段時間設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)值。 4系統(tǒng)功能 （1）環(huán)境變量自動監(jiān)控功能。倉庫內(nèi)的溫度、濕度和通風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)自動測量和監(jiān)控。 （2）測量結(jié)果的數(shù)字和曲線顯示功能?？梢栽谥鹘缑鎯?nèi)顯示所有被測量的數(shù)值和動態(tài)曲線，不同測量點(diǎn)的被測值可以每間隔一段時間輪流顯示。 （3）報(bào)警功能。倉庫內(nèi)任意測點(diǎn)的測值不正常，都可以引起報(bào)警，主界面可以顯示出報(bào)警原因。 （4）測量值和貨物進(jìn)出記錄功能。能將所有測點(diǎn)的測量數(shù)值和曲線以及每次入庫出庫情況記錄到數(shù)據(jù)庫中，其中環(huán)境變量測量結(jié)果的記錄間隔可調(diào)。 （5）查詢功能?？梢栽谌魏螘r候查詢?nèi)我惶烊我粶y點(diǎn)的測量數(shù)值和曲線以及每天的入庫出庫情況。 5結(jié)束語 按照本文的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)物流倉庫信息化所需成本很低，但要求倉庫管理人員掌握一定的計(jì)算機(jī)知識和技能。隨著我國物流管理向國際化靠攏，有許多的儲備倉庫都要實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控和信息化管理。本文提出的用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)倉庫的信息化管理技術(shù)已在某戰(zhàn)略儲備倉庫中應(yīng)用，取得了很好的效果。