组态王实现设备OEE数据采集的项目总结

news2025/3/15 21:19:49

组态王实现设备OEE数据采集的项目总结

方案设计
- 硬件设计
- 软件设计
难点总结
- 数据通讯
- 数据转换
- 报表
- 数据存储
项目拓展

最近在做一个项目，关于采集设备OEE数据。陆陆续续做了小半个月，现在算告一段落，特整理总结。

方案设计

硬件设计

本项目是将两台设备的OEE数据，通过OPC协议，采集到终端电脑。两台设备为独立设备，但都预留OPC通讯网口，终端电脑为台式机，另外考虑到后期数据要进行web访问，又在台式机增加一个独立网卡，方便与外部生产网链接。因此项目网络架构初步设计如下：

在这里插入图片描述

其中由于现场没有独立电源，交换机是安装在设备2电柜内，由设备2进行供电。

软件设计

本项目由于只做数据采集和展示，功能相对简单，主要包括：数据展示、报表、报警、web。

难点总结

项目是实施过程中，主要遇到几个问题。OPC通讯配置、数据转换、报表等几个问题。

数据通讯

项目是采用OPC通讯协议，这个是设备厂家提供支持的通讯协议，无法改变，设备端作为OPC UA客户端，终端电脑的上位机是组态王，但由于设备端也是分属不同的网段，内部业务层为独立网段，OPC通讯层又是一个网段，设备端的OPC server在工控电脑上，导致组态王无法直接找到OPC服务器。后面询问组态王厂家，也没联系上。。。，但应该是可以的，应该是哪里的参数没配置好。

在这里插入图片描述

所以只能采用通过Kepserver当作中继，在终端电脑安装kepserver，通过kepserver将数据从设备端采集，然后组态王从kepserver读取数据。

另外在配置kepserver时，出现一个问题，根据厂家提供的URL地址，无法在kepserver上连接到，但在设备端的工控机上，直接通过UAexpert是可以读取到数据，网上各种查资料和测试，最后发现问题出现在URL地址上，一般OPC的URL格式为：opc.tcp://[HostName]:端口号。其中HostName可以是IP地址或者计算机名，但如果你是跨网络的话，需要把HostName修改为IP地址。

数据转换

设备厂家提供的OPC数据大部分为字符串类型，需要转换为整数型或者浮点型。为了满足数据的时效性，可以使用数据改变脚本，当数据发生变化时，利用StrToInt、StrToReal等函数来实现。

在这里插入图片描述

另外由于在计算OEE时，需要启动时间、停止时间、运行时间等，但设备没有直接提供，需要在组态王上完成计算和数据转换。

本项目采用的方法是使用数据变化命令，当启动信号变化后，记录系统时间作为启动时间，当停止信号为true后，再次记录系统时间，作为结束时间。这里记录的系统时间，需要保存成X年X月X日X时X分X秒格式。方便后面的时间计算。

关于数据变化命令的频率周期，默认是1s，主要OPC采集周期也是1s，如果有特殊要求，可以修改，但一般最低是250ms。

运行时间为停止时间减去启动时间，在组态王中，涉及到时间计算，有这样一个函数htConvertTime(Year,Month,Day,Hour,Minute,Second);

参数：

Year：年，整型，此值必须介于1970和2038之间

Month：月，整型，此值必须介于1和12之间

Day：日，整型，此值必须介于1和31之间

Hour：小时，整型，此值必须介于0和23之间

Minute：分钟，整型，此值必须介于0和59之间

Second：秒，整型，此值必须介于0和59之间

返回值：整型

实现方法为将启动时间和结束时间通过此函数转换为数值，然后通过整型数据计算，得到运行时间。

报表

组态王带有报表控件，操作比较简单，和excel功能类似。不过在填写变量的时候，记得加上**=**

在这里插入图片描述

另外对于报表的打印，本项目采用自动打印，当生产结束后，就自动将报表打印出来。实现逻辑：利用数据变化命令，当运行停止信号为true后，运行报表打印脚本。

报表打印脚本如下：

//定义变量文件名
string FileName;

//定义报表文件名，其中InfoAppDir()指项目运行路径，StrFromReal代表字符串转换实数功能的函数，.xls是报表文件格式，组态王支持.rtl、.xls、.xlsx、.pdf。
FileName=InfoAppDir()+"日报\"+ StrFromReal( \\local\$Year, 0, "f" )+"年"+StrFromReal(\\local\$Month, 0, "f" )+"月"+StrFromReal(\\local\$Day, 0, "f" )+"日"+".xls";

//如果日报路径下没有当天的文件就清空后台日报，并保存报表到日报路径下，如果日报路径下有当天的报表就直接加载报表

long return01=InfoFile( Filename, 1, \\local\$Minute );

if (return01==0)

{

//Report5指的是报表控件名称。可双击报表控件，就可以看到控件名称，也可设置。
ReportSetCellString2("Report5", 6, 1,29,11, "");

ReportSaveAs("Report5",FileName);

}

else

{

ReportLoad("Report5",FileName);

}

在这里插入图片描述

数据存储

为了方便记录数据，需要将数据存储到数据库，本项目用的是sql sever数据库，具体实现方式为：

在这里插入图片描述

sql server创建数据库和数据表时，需要和组态王中的变量类型保持一致
组态王记录体添加变量时，字段名称和sql server数据表中的列名名称、顺序、数量一致。
创建ODBC数据源时，注意关联的数据库和数据表。具体操作步骤如下：

在这里插入图片描述

4、编写脚本，将数据存储到sql server数据库。可使用应用程序命令语言，在程序运行时启动，频率可设置为1s。

// \\local\ZLKT_SqlDEviceID为创建的本地变量，类型为内存整型，ZLZXKTRSJZ为创建ODBC数据源的名称，
sqlconnect( \\local\ZLKT_SqlDEviceID, "dsn=ZLZXKTRSJZ;uid=sa;pwd=123456");
// 质量中心空调热水机组为记录体名称。
sqlinsert( \\local\ZLKT_SqlDEviceID, "ZLZXKTRSJZ", "质量中心空调热水机组"  );
sqlconnect(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "dsn=OSD1KTRSJZ;uid=sa;pwd=123456");
sqlinsert(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "OSD1KTRSJZ", "固体制剂车间空调热水机组"  );
sqlconnect(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "dsn=OSD1GYRSJZ;uid=sa;pwd=123456");
sqlinsert(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "OSD1GYRSJZ", "固体制剂车间工艺热水机组"  );
sqlconnect(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "dsn=SteamDesuperheaterMachine;uid=sa;pwd=123456");
sqlinsert(\\local\OSD1空调热水_DeviceID, "SteamDesuperheaterMachine", "动力机修蒸汽减温装置"  );

sqlconnect为组态王函数，连接组态王和数据库

[ResultCode=]SQLConnect(DeviceID, “dsn=;uid=;pwd=”);