【正文】 用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變 時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)；（ 2）封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來(lái)，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；（ 3）通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限 制。 PC 機(jī)（包括工控機(jī) ）相比以前的專用系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：首先 PC 技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已日臻完善成熟；由 PC 構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本； PC的軟件資源和硬件資源豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使得自動(dòng)化領(lǐng)域又發(fā)生了一次深刻的變革。 本論文的設(shè)計(jì)思想是以 氣力除灰 為原理構(gòu)建 鍋爐 除灰、 除渣系統(tǒng)， 由此 把組態(tài)王強(qiáng)大的監(jiān)控和顯示功能與西門(mén)子 S7200系列可編程控制器（ PLC）的現(xiàn)場(chǎng)控制完美的結(jié)合在一起 。生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的程度已成為衡量工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。 本 論 文主要介紹了 以下方面： 鍋爐除灰、除渣系統(tǒng)方案 。我在設(shè)計(jì)過(guò)程中 利用 SIEMENS PPI通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的關(guān)聯(lián)， 構(gòu)建了 完整的工業(yè)過(guò)程組態(tài)模擬控制系統(tǒng)。借助控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)，自動(dòng)化控制將更好地融入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、民用生產(chǎn)和第三產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。在 PC 技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，監(jiān)控組態(tài)軟件起到了越來(lái)越重要的作用。 在 PLC（可編程序控制器）問(wèn)世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中以繼電器控制占主導(dǎo)地位。 PLC 控制技術(shù)代表著當(dāng)前程序控制的先進(jìn)水平， PLC裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置。下面簡(jiǎn)要介紹一下設(shè)計(jì)要求： 一般來(lái)說(shuō)，鍋爐設(shè)備的組成主要包括兩部分：一部分是鍋爐本體，由鍋筒、爐排減速機(jī)、燃燒室、對(duì)流管束、過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等組成；另一部分是鍋爐的輔助和附屬設(shè)備，主要由通風(fēng)裝置、給水和蒸汽供應(yīng)裝置、運(yùn)煤和除渣裝置、除塵裝置和鍋爐安全附件等組成。 鍋爐除塵器經(jīng)歷過(guò)從干式旋風(fēng)除塵 多管旋風(fēng)除塵 麻石水膜除塵 靜電除塵的過(guò)程。 節(jié)能高效 氣力 除灰 技術(shù)于是 也 得到了逐步的推廣。 (2)空預(yù)器飛灰發(fā)送裝置： 每臺(tái)鍋爐空氣預(yù)熱器設(shè)有兩個(gè)灰斗，即兩套飛灰發(fā)送裝置。 圖 除灰裝置示意圖 第 5 頁(yè) (3)飛灰發(fā)送過(guò)程： 復(fù)合斜多管飛灰發(fā)送過(guò)程與空預(yù)器飛灰發(fā)送過(guò)程相同，現(xiàn)以復(fù)合斜多管飛灰發(fā)送過(guò)程為例， 作如下說(shuō)明 ： ① 當(dāng)任意料位高信號(hào)或時(shí)間信號(hào)到時(shí)，該系統(tǒng)將進(jìn)行飛灰發(fā)送過(guò)程。 ⑤ 密封壓力信號(hào)滿足后，打開(kāi)出料閥，并對(duì)出料閥開(kāi)到位信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。 ⑦ 當(dāng)灰被吹掉之后，表明除灰的目的已經(jīng)達(dá)到，之后應(yīng)該依次關(guān)掉進(jìn)氣閥 、補(bǔ)氣閥 以及密封閥，最后打開(kāi)三個(gè)灰斗的進(jìn)料閥，除灰 過(guò)程結(jié)束。冷渣系統(tǒng)的主要設(shè)備有高溫排渣閥和冷渣器等組成，底渣輸送系統(tǒng)的主要設(shè) 備有埋刮板除渣機(jī)（或皮帶輸送機(jī)）、斗式提升機(jī)等組成，渣倉(cāng)及配套卸渣設(shè)備主要有脈沖布袋除塵器、干渣散裝機(jī)、雙軸攪拌加濕機(jī)、真空壓力釋放閥等組成。 在啟動(dòng)過(guò)程中如果某設(shè)備有故障發(fā)生 ,選擇 A系統(tǒng)為例，則按啟動(dòng)順序，除 第 8 頁(yè) 進(jìn)行報(bào)警外，其 對(duì) 應(yīng)的 B 系統(tǒng)的設(shè)備將自動(dòng)啟動(dòng)，而在其之后的設(shè)備仍按照原來(lái)的 A系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)。只有在 M6A 運(yùn)行且 S2 已 A 側(cè)到位，或 M6B 運(yùn)行且 S2 已 B側(cè)到位時(shí)才能啟動(dòng) 5埋刮板；同理，只有在 M5A 運(yùn)行且 S1已 A側(cè)到位，或者 M5B 運(yùn)行且S1已 B側(cè)到位時(shí)才能啟動(dòng) 4埋刮板。 同時(shí)系統(tǒng)中還設(shè)有急停按鈕， 如果 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生人為事故或是需要所有設(shè)備立刻停止時(shí)，按動(dòng)此按鈕即可讓所有設(shè)備立刻停止。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期越來(lái)越短，這樣，繼電器控制裝置就經(jīng)常的需要重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。 (4)體積小于繼電器控制裝置。 (8)輸出為交流 115v,2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等。 PLC 問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但是它的發(fā)展十分迅速?！? 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為 工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)，它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。 (1)小型 PLC 小型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)一般在 128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)關(guān)量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低。擴(kuò)展單元內(nèi)只有 I/O 和電源。一般大、中型 PLC 宜采用模塊式結(jié)構(gòu)。 隨 著 PLC 功能的不斷完善，性能價(jià)格比的不斷提高， PLC 的應(yīng)用面也越來(lái)越廣 。 今后， 可編程邏輯控制器 主要在下面幾個(gè)方面發(fā)展：（ 1）小型化、專業(yè)化、低成本方向 發(fā)展。 可編程邏輯控制器的主要功能和特點(diǎn)： 隨著 PLC 的不斷發(fā)展， 可編程邏輯控制器 已從小規(guī)模的單機(jī)順序控制發(fā)展到包括過(guò)程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域，能組成工廠自動(dòng)化的 可編程邏輯控制器 綜合控制系統(tǒng)。計(jì)時(shí)器的實(shí)際計(jì)時(shí)值也可以通過(guò)人一機(jī)對(duì)話裝置實(shí)時(shí)地讀出或修改?；蛘哌x用具有內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器的 PLC，例如日本三菱公司的 FX 系列 PLC 可以提供計(jì)數(shù)頻率最高達(dá) 1OkHz 的內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器。 (5)PID 控制： PLC 具有 PID 控制功能。它能進(jìn)行這種算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示和打印、數(shù)據(jù)通信等功能。因此，使用 PLC 可以很方便地構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想控制器。（ 3）編程方便，易于使用。 可編程邏輯控制器 的基本組成和工作原理： PLC 實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，只不過(guò)它比一般的計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的工業(yè)過(guò)程相連接的接口和更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語(yǔ)言，故 可編程邏輯控制器 與計(jì)算的組成十分相似。它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行的。系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，它關(guān)系到 PLC 的性能。為了調(diào)試和修改方便，總是先把用戶程序存放在隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器 RAM 中，經(jīng)過(guò)運(yùn)行考核，修改完善，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再把它固化到 EPROM 中，替代 RAM 使用。 （ 4）編程器 編程器是 PLC 的重要外部設(shè)備。智能編程器由程圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)，也可 以脫機(jī)編程，具有 LCD（液晶顯示器）或（ CRT）圖形顯示功能，可直接輸入梯形圖和通過(guò)屏幕對(duì)話。 （ 6）外圍接口 外圍接口主要包括：擴(kuò)展接口、通信街口、智能 I/O 接口。所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，便成為時(shí)間上的串行 ，由于計(jì)算速度極高。 CPU 從第一條指令開(kāi)始，按順序逐條的執(zhí)行用戶程序直道用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。 第二部分是掃描過(guò)程。當(dāng) CPU 處于 RUN 方式時(shí)， 還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，在轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。 S7200 可編程控制器介紹 ： S7－ 200 PLC 的特點(diǎn) 西門(mén)子公司的 S7200可編程控制器是西門(mén)子公司研發(fā)的一種小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這樣體積小巧，成本低，安裝方便。 S7200 可編程控制器內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、 PID 控制器、 RS485 編程接口、 PPI 通信協(xié)議、 MPI 通信協(xié)議和自由方式通信功能， I/O 端子排可以很容易地拆卸。 功能及說(shuō)明：常開(kāi)觸點(diǎn)在其線圈不帶電時(shí)，觸電是斷開(kāi)的，觸電的狀態(tài)為OFF 或?yàn)?0。該指令用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開(kāi)始的常閉觸點(diǎn)與母線的連接。 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間 T 的計(jì)算： T=設(shè)定值精度等級(jí) 說(shuō)明：接通延時(shí)定時(shí)器用于單一時(shí)間間隔的定時(shí)。 加計(jì)數(shù)器由加計(jì)數(shù)器標(biāo)志符 CTU，計(jì)數(shù)脈沖輸入端 CU，加計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)輸入端 R，加計(jì)數(shù)器的設(shè)定值 PV 和計(jì)數(shù)器編號(hào) Cn 組成。條件成立時(shí)，觸電就閉合，所以比較指令實(shí)際上也是一種位指令。字節(jié)比較時(shí)無(wú)符號(hào)的，其他類型為有符號(hào)的。 此外 PLC 還有一些其他指令，如：程序控制指令，通信指令，輸入輸出指令，中斷指令，轉(zhuǎn)移指令，表操作指令等。組態(tài)軟件的出現(xiàn)是伴隨著當(dāng)今控制界主流產(chǎn)品 DCS 而出現(xiàn)。組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)工具以 C++為主 ,也有使用 Delphi 或 C++ builder者。 美國(guó) Intellution 公司的 Fix 系列全，但實(shí)時(shí)性欠缺。早期的組態(tài)王仿造 Intuch 只是個(gè)人機(jī)接口， 到了 版本在數(shù)據(jù)管理和開(kāi)放性方面有了一些改進(jìn)，但體系結(jié)構(gòu) 無(wú)實(shí)質(zhì)性突破，并且網(wǎng)絡(luò)功能較薄弱支持不了真正意義上的分布式系統(tǒng)。組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序采用 ActiveX技術(shù)，使 通訊程序和組態(tài)王能夠構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，保證運(yùn)行系統(tǒng)的高效率。 組態(tài)王與 I/O 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式：串行通訊方式， DDE方式，板卡方式，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式，人機(jī)接口卡方式。組態(tài)王最多可與 32 個(gè)設(shè)備相連。 （ 3）板卡方式 板卡類設(shè)備直接插在組態(tài)王計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)，組態(tài)王 計(jì)算機(jī)通過(guò)訪問(wèn)板卡的 I/O 地址直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 （ 5）人機(jī)接口卡方式 某些廠家的可編程控制器在與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，要求在計(jì)算機(jī)中安裝一個(gè)特殊的人機(jī)接口板卡，板卡與可編程控制器之間采用專門(mén)的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊?？衫檬髽?biāo)鍵盤(pán)隨心所欲地繪制各種工業(yè)應(yīng)用畫(huà)面，對(duì)圖素可任意拖動(dòng)縮放復(fù)制修改刪除等。 (4)易學(xué)易用 組態(tài)王提供了一種類似 C 語(yǔ)言的命令語(yǔ)言，使用戶可以根據(jù)自己的特殊需要編寫(xiě)一段程序（即命令語(yǔ)言連接和應(yīng)用程序命令語(yǔ)言），在運(yùn)行時(shí)定時(shí)或不定時(shí)地執(zhí)行。 組態(tài)王 “組態(tài)王”軟件包由工程管理器（組態(tài)王）、工程瀏覽器（ Touch Explorer）、畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)（ Touch View）、信息窗口等四部分組成。 工程管理器 工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理 ,比如新建工程、搜索工程、工程的備份、工程的恢復(fù)、變量的導(dǎo)入導(dǎo)出、定義工程的屬性等。 (2)命 令語(yǔ)言：組態(tài)王允許用戶定義命令語(yǔ)言來(lái)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序 ,從而可以增強(qiáng)應(yīng)用程序的靈活性。 畫(huà) 面運(yùn)行系統(tǒng)用于顯示在畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)畫(huà)面 ,并負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)于通訊程序的數(shù)據(jù)交換 ,把數(shù)據(jù)死亡變化以動(dòng)畫(huà)的形式顯示出來(lái) ,同時(shí)可以完成報(bào) 警、歷史記錄、趨勢(shì)曲線等監(jiān)控功能 ,還可以生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)文件。 和組態(tài)王 相比 版本又增加了一些新的功能： (1)支持大畫(huà)面和導(dǎo)航圖功能； (2)采用高速歷史庫(kù)； (3)提供專用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)功能； (4)WEB 版本出新，采用分組式發(fā)布和瀏覽，獨(dú)立的安全管理，支持 IE 端的報(bào)表查詢 和打印，支持IE端的數(shù)據(jù)下載。 在下一章里將會(huì)詳細(xì)介紹此次設(shè)計(jì)的每一步，以及如何將 PLC 和組態(tài)王相關(guān)聯(lián)。 其硬件配置圖如下： 圖 鍋爐除灰系統(tǒng)硬件配置圖 除灰系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 由于除灰系統(tǒng)信息點(diǎn)數(shù)比較少，控制要求也比較簡(jiǎn)單，所以我采用步進(jìn)指令進(jìn)行編程，這種方法相比較容易理解，書(shū)寫(xiě)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，適合有一定順序，有規(guī)則的系統(tǒng)。 和 分別代表系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)和料位 高。 對(duì)其他信號(hào)的檢測(cè)與此一樣，在這里 就 不再贅述。 如下圖： 圖 新建工程向?qū)е? 點(diǎn)擊“完成”即可完成工程的新建。 圖 組態(tài)王工程管理器 第 34 頁(yè) 圖 組態(tài)王 工程瀏覽器 （ 2）創(chuàng)建新畫(huà)面 在組態(tài)王工程瀏覽器 窗口中選擇“文件”中的“畫(huà)面”，雙擊右邊的新建，即彈出畫(huà)面屬性設(shè)置窗口。 圖 組態(tài)王工具箱 下圖即為 我 繪制的鍋爐除灰系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面圖： 第 36 頁(yè) 圖 鍋爐除灰系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面圖 （ 3） 創(chuàng)建 I/O 配置 首先打開(kāi)工程瀏覽器，在界面的左側(cè)選中設(shè)備