人工智能论文：组态王与数据库技术在稀土萃取搅拌器故障监测的应用

　　人工智能论文：组态王与数据库技术在稀土萃取搅拌器故障监测的应用

　　0 引言

　　组态王软件是亚控科技有限公司根据目前自动化技术的发展趋势，面对自动化市场应用开发的一套产品，它为企业提供数据采集汇总、分析和管理的可靠平台，目前已经广泛地应用在工业自动化控制系统当中。在实际的工业自动化平台数据采集上，组态王又存在一定的问题，面对大量分散数据分析处理时不够灵活，而且实时性较差[1][2]。本文使用的组态王6.55版本可以访问多种SQL数据库语言，其中MySQL数据库是一种开放源代码的关系型数据库管理系统，它功能强，使用简便，管理方便，运行速度快，安全可靠性高[3]。

　　传统的稀土公司针对萃取搅拌器故障监测基本上以工人定时巡视，观察萃取槽是否出现液体溢出、电机停转、皮带断裂等故障，这种方法不仅耗时耗力，同时还会造成资源浪费，为企业带来一定的经济损失。

　　因而本文以稀土萃取搅拌器皮带故障为案例，汇集萃取搅拌器运行状态的数据库为数据源，通过组态王软件访问数据库中的数据，设计的运行界面实现对萃取车间搅拌器运行故障的监测。该系统可以实时监测搅拌器运行状态，同时对搅拌器故障进行及时报警并定位，帮助车间工人迅速进行维护，省去大量巡视时间，节省人力物力，还方便公司实时掌握各萃取车间搅拌器运行状态，提升管理效率。

　　1 组态王与数据库连接技术要点

　　组态王软件通过SQL访问管理器访问数据库，利用Windows系统的ODBC数据源管理器与MySQL数据库进行连接，使组态王能操作数据库表格中的数据。

　　1.1组态王SQL访问管理器

　　SQL访问管理器通过表格模板和记录体两部分建立数据库表格和组态王变量之间的联系。表格模板和记录体是组态王访问数据库的关键部分，表格模板实现数据库中创建表格，记录体把各个变量与数据库字段关联以及操作数据库中的数据[4]，因此要和数据词典中的变量字段一一对应。

　　1.2 组态王SQL函数

　　SQL函数可以实现组态王和数据库之间的信息交换，作为组态王标准函数的扩展，在组态王命令语言界面以及开发系统中都可以使用。SQL函数包含了创建表格、删除表格、插入表格和记录体、查询记录以及参数赋值等功能 [5]。

　　2 组态王与数据库技术在稀土萃取搅拌器故障监测的应用

　　2.1 监测系统简介

　　检测系统如图1，此系统主要由信号采集部分、信号转换部分、上位机组态部分三部分组成。搅拌器上侧安装磁体，可编程控制器通过传感器在搅拌器运行时自动采集运行状态信息，控制器通过无线射频天线将信息传输到主监控室射频接收器，接收器采用串口通信方式把数据发送给工控机服务器，服务器将数据自动保存在数据库表格中，并且不断刷新数据库数据，保证数据的实时性和准确性。组态王软件读取数据库数据，通过系统界面进行实时显示，并且将多个界面分别传输到各个车间办公室内的显示器上，方便工人及时观察及定位车间内搅拌器故障位置，省去了工人反复在车间巡视的时间。

　　图1 稀土萃取搅拌器故障监测系统示意图

　　2.2 组态王实现监控步骤

　　2.2.1 与数据库建立连接

　　首先安装MySQL与ODBC数据源连接的驱动，进入控制面板，找到管理工具，打开找到“ODBC Data Sources”数据源，在用户DSN选项卡中点击添加“MySQL ODBC Driver”的驱动程序，设置数据源名称“JBQ”、服务器IP地址或传输协议、数据库密码，选择对应的数据库，测试成功后，完成ODBC数据源与数据库的连接。

　　2.2.2 定义数据词典和记录体

　　在组态王工程管理器新建一个“萃取车间搅拌器”工程，并进入工程浏览器，在主界面的数据词典新建数据变量，定义变量名称和类型，将各个变量准确匹配每一个搅拌器，实现变量名称与数据库表格内名称一一对应，使系统精准无误的读取和操作数据，并且有利于后续工作人员的查找与修改数据内容。

　　在SQL访问管理器中找到表格模板，创建表格模板JBQtable，输入字段名称，选择变量类型，和数据词典对应变量类型保持一致，点击增加字段。新建记录体JBQbind，然后选择相关变量，点击增加字段。

　　2.2.3 设计画面和编写命令语言

　　根据各个车间已安装传感器的搅拌器位置设计画面，可以添加一些常用功能，如查询与修改表格数据，生成与删除表格等。

　　组态王中的命令语言和C语言中程序设计语言比较类似，可以实现画面中很多复杂操作，是组态王被广泛应用的关键原因之一。以下是组态王在萃取搅拌器故障监测应用中涉及到的命令语言：

　　1）组态王与数据库连接：

　　SQLConnect( DeviceID, "dsn=JBQ;uid=root;pwd= ");

　　long p= SQLSelect( DeviceID, "JBQ", "JBQbind", "", "" );

　　上述第一行命令语言是在组态王和SQL数据库之间建立连接，同时保证打开该组态王画面时立刻和数据库实现连接。第二句则是定义了一个长整形数据p，通过记录体在选择数据库中选择表格中的一个特定表格JBQ。

　　2）创建表格：

　　SQLCreateTable(DeviceID, “JBQ2”, “JBQtable”);

　　上述的命令语言可实现以JBQtable为模板创建表格JBQ2，可按照设计要求在画面上设计生成报表按钮，创建记录故障的详细信息的数据报表。

　　3）功能语句：

　　long num;

　　long k1;

　　long r;

　　r=2;

　　num=SQLNumRows( DeviceID );

　　SQLFirst(DeviceID);

　　while (k1<=num)

　　{

　　k1=k1+1;

　　r=r+1;

　　……

　　SQL Next( DeviceID );

　　}

　　其中SQLNumRows（）函数指定所选表格中包含的行数，SQLFirst（）函数是选择数据库表格的首行，SQL Next（）函数是选择下一条记录。通过while（）语句，循环执行读取数据库表格内的数据，保证监测界面的实时性和准确性。

　　4）断开数据库连接

　　SQLDisconnect( DeviceID);

　　此命令语言用在组态王画面退出时，系统自动断开与MySQL数据库的连接，不再占用系统资源。

　　5）其他命令语言

　　组态王运行系统中对于数据库表格的操作还包括插入命令：SQLInsert（）、查询命令SQLSelect（）等常用命令，实现数据的写入和查询，利于现场工作人员进行数据操作。

　　3 运行系统界面

　　图2 运行系统界面

　　按照车间情况设计稀土萃取搅拌器故障监测运行系统界面如图2，绿色是搅拌器正常运行，红色表示搅拌器因故障停机报警，黄色代表这条萃取槽线处于停机状态，紫色代表这个搅拌器所在的传感器掉线。界面包含车间2的分布情况，包括车间办公室、储液罐体、车间大门、各萃取槽位置信息和管道大致分布等，使工作人员清晰直观的了解车间，便于车间管理。本系统提供了准确实时的车间故障情况，可根据实际情况生成故障报表，表内可以包含故障原因、报警时间和持续时间等。

　　4 结语

　　介绍了组态王软件与MySQL数据库连接的关键技术以及组态王软件在稀土萃取搅拌器故障监测的应用，完成故障监测运行系统界面的设计，节省工人时间，方便公司管理，可以为企业带来一定的经济效益。系统设计重点是按照公司要求和现场情况规划界面，在实现功能的同时保证数据和界面显示实时性与准确性。

　　该系统发挥了组态软件、MySQL数据库各自的特长，为传统的萃取搅拌器故障监测提供了一定的参考意义。