【正文】 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成原理 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是一門(mén)綜合性的技術(shù)。最簡(jiǎn)單的可以分為硬件和軟件兩個(gè)部分。 （ 1） 先進(jìn)性。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)往往負(fù)擔(dān)著重要的任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障，將造成整個(gè)被監(jiān)控過(guò)程的混亂，引起嚴(yán)重的后果，由 此造成的經(jīng)濟(jì)計(jì)算機(jī) 應(yīng)用程序 組態(tài)軟件 /數(shù)據(jù)庫(kù) 操作系統(tǒng) 硬件 I/O 接口 輸入 輸出 輸出 檢測(cè) /變送 檢測(cè)變送 檢測(cè)變送 功放執(zhí)行 被 監(jiān)控對(duì)象 損失往往遠(yuǎn)非計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)本身的造價(jià)所能比擬。 在系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)、通信規(guī)約上要標(biāo)準(zhǔn)化，采用國(guó)際國(guó)內(nèi)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；設(shè)計(jì)指標(biāo)要有一定余地，如輸入輸出通道數(shù)不應(yīng)用滿。 （ 4） 相容性。 （ 6） 經(jīng)濟(jì)性。 （ 8） 排錯(cuò)方便 。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能 （ 1） 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ) 對(duì)過(guò)程變量的歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)。 菜單顯示畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面切換的菜單畫(huà)面，列出可顯示的全部畫(huà)面的一個(gè)目錄，可以在此畫(huà)面上直接調(diào)用所需畫(huà)面。報(bào)警畫(huà)面顯示。系統(tǒng)提供工程師鍵盤(pán)、操作鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等操作。在原油分離過(guò)程中液位和壓力、鍋爐間的鍋爐溫度 、以及各個(gè)重要工藝過(guò)程中的參數(shù) 是油庫(kù) 安全、高效生產(chǎn)的決定性因素，所以必須在各種干擾的情況下，將液位、溫度、壓力等穩(wěn)定控制在工藝允許的 誤差范圍內(nèi)，所以對(duì)這些參量監(jiān)控就是生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵。下位機(jī) 控制模塊 要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量、采集信息，并通過(guò)線路送到主機(jī) ,由上位機(jī)完成數(shù)據(jù)處理的任務(wù) ,根據(jù)下位機(jī)傳送來(lái)的信息 ,上位機(jī)自動(dòng)生成各種報(bào)表 ,并在指定的時(shí)間打印輸出 ,從而將繁重的數(shù)據(jù)處理任務(wù)交給上位機(jī)完成 ,大大減輕了下位機(jī)的負(fù)擔(dān) ,以便更好地進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制功能 ,保證系統(tǒng) 的可靠性和精度。 本次設(shè)計(jì)采用 儀表與模塊 控制器來(lái)采集與控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。軟件是開(kāi)放式結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)、填表方式、組態(tài)方式。圖 是組態(tài)王的軟件架構(gòu)。 （ 2） 由于所有液位、溫度 、壓力信號(hào)比較重要，必須要再現(xiàn)場(chǎng)控制柜顯示，所有要選用控制柜上的顯示儀。 （ 3） 剩余 DI 信號(hào)和 DO 信號(hào)，可以選用研華模塊來(lái)完成。 （ 4） 系統(tǒng)還需要選用工控機(jī)、打印機(jī)、 UPS 等設(shè)備 （ 5） 系統(tǒng)還需要操作軟件和組態(tài)編程軟件。 1. 研華工控機(jī) IPC610H IPC610H 是 4U 高 14 槽機(jī)架安裝工業(yè)整機(jī)， 帶 PFC（功率因數(shù)補(bǔ)償）電源的高效 300WATX 和易于維護(hù)的雙冷卻風(fēng)扇。 2. CPU 313C2 DP CPU 313C2 DP 是一個(gè)用于分布式結(jié)構(gòu)的緊湊型 CPU。 CPU 313C2 DP 的性能指標(biāo)如下： 在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。對(duì)用戶來(lái)說(shuō) ,分布式 I/O 單元可作為一個(gè)集中式單元來(lái)處理 (相同的組態(tài)、編址和編程 )。 該模塊具有如下特點(diǎn)： 4. 模擬量輸入輸出模塊 SM334 SM334： 模擬量輸入 /輸出 ，用于連接模擬量傳感器和執(zhí)行器， 4 輸入， 2輸出。輸出分辨率： 8 位 設(shè)計(jì)緊湊：堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：綠色 LED 指示輸入端的信號(hào)狀態(tài)；通過(guò)前蓋保護(hù)的前連接器的插槽；前蓋上的標(biāo)簽區(qū)。 數(shù)字量輸出模塊把 S7300 的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平。 用戶友好的接線。數(shù)字量輸出模塊把 PLC 的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平。前者為用戶提供開(kāi)發(fā)環(huán)境 ,后者為系統(tǒng)提供運(yùn)行環(huán)境，用戶可在開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)發(fā) ,如制作動(dòng)畫(huà)畫(huà)面 ,進(jìn)行相關(guān)變量的定義等工作。 工程瀏覽器：工程瀏覽器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。監(jiān)控系統(tǒng)軟件的上位機(jī)采用圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的 Windows2021NT，作為組態(tài)王 組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，搜索組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開(kāi)發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等，在確定正確安裝了 “組態(tài)王 ”之后，雙擊桌面上的組態(tài)王的快捷方式，啟動(dòng)工程管理器窗口如圖 所示： 圖 工 程管理器窗口 工程管理器運(yùn)行后，當(dāng)前選中的工程是你上次進(jìn)行開(kāi)發(fā)的工程，稱為當(dāng)前工程。 工程名稱長(zhǎng)度應(yīng)小于 32 個(gè)字符，工程描述長(zhǎng)度應(yīng)小于 40 個(gè)字符。 （ 2）使用工具箱 繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。 單擊 ，彈出調(diào)色板畫(huà)面。使用圖庫(kù)開(kāi)發(fā)工程界面至少有三方面的好處：一是降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，使他們能更加集中精力于維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)和增強(qiáng)軟件內(nèi)部的邏輯控制，縮短開(kāi)發(fā)周期；二是用圖庫(kù)開(kāi)發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；最后利用圖庫(kù)的開(kāi)放性，工程人員可以生成自己的圖庫(kù)元素， “一次構(gòu)造，隨處使用 ”，節(jié)省了工程人員投資。按照計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的通訊 連接方式，則分為：串行通訊、以太網(wǎng)、專用通訊卡等。 圖 設(shè)備配置向?qū)?1 圖 設(shè)備配置向?qū)?2 為仿真 PLC 設(shè)備取名 “PLC1”，單擊 “下一步 ”彈出對(duì)話框，如圖 所示。如圖 圖 通訊參數(shù)設(shè)定對(duì)話框 設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)（一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置），單擊 “下一步 ”：如圖 所示 。 （ 2）定義外部變量 數(shù)據(jù)詞典中變量類(lèi)型： 數(shù)據(jù)庫(kù)是 “組態(tài)王 ”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)，所以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。 變量的基本類(lèi)型共有兩類(lèi)：內(nèi)存變量、 I/O 變量。 內(nèi)存變量是指那些不需要和其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機(jī)得到數(shù)據(jù)、只在 “組態(tài)王 ”內(nèi)需要的變量，比如計(jì)算過(guò)程的中間變量，就可以設(shè)置成 “內(nèi)存變量 ”。 內(nèi)存字符串型變量、 I/O 字符串變量：類(lèi)似一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的字符串變量，可以用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱、密碼等，該類(lèi)型變量可以進(jìn)行比較運(yùn)算和復(fù)制運(yùn)算。具體定義變量的方法如下： 在工 程瀏覽器的左側(cè)選擇 “數(shù)據(jù)詞典 ”，在右側(cè)雙擊 “新建 ”，彈出 “變量屬性 ”對(duì)話框如圖 所示。這樣建立以后 2卸油罐液位的高度就隨著變量 “卸油罐液位 2”的值變化而變化。 雙擊 “”，彈出動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話框，在此對(duì)話框中選擇 “模擬量輸出 ”選項(xiàng)彈出模擬量輸出動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話框，如圖 所示： 圖 “模擬量輸出連接 ”對(duì)話框 對(duì)話框的設(shè)置如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行階段時(shí)，便可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)控制泵的啟停，當(dāng) 出現(xiàn)紅色，則說(shuō)明泵處于關(guān)閉狀態(tài)，反之則處于開(kāi)啟狀態(tài)。 組態(tài)王的報(bào)警和事件 主要包括變量報(bào)警事件、操作事件、用戶登錄事件和工作站事件。 選中 “聯(lián)合站 ”報(bào)警組，打擊 “增加 ”按鈕增加子報(bào)警組，命名為 “工藝流程 ”。 （ 3）建立報(bào)警窗口 報(bào)警窗口是用來(lái)顯示 “組態(tài)王 ”系統(tǒng)中發(fā)生的報(bào)警事件和報(bào)警信息，報(bào)警窗口分實(shí)時(shí)報(bào)警窗口和歷史報(bào)警窗口。在畫(huà)面上輸入 “報(bào)警和事件 ”，選擇工具箱中的 工具，在畫(huà)面中繪制兩個(gè)報(bào)警窗口，一個(gè)作為實(shí)時(shí)報(bào)警窗口，一個(gè)作為歷史報(bào)警窗口，如圖 所示： 圖 報(bào)警 窗口 報(bào)警畫(huà)面 新建一個(gè)新的畫(huà)面，命名 “報(bào)警畫(huà)面 ”，在此畫(huà)面中將所有需要報(bào)警的參數(shù)列出來(lái)，并且從圖庫(kù)中找出 跟各個(gè)變量對(duì)應(yīng)起來(lái)。首先，新建一個(gè)畫(huà)面，命名 “實(shí)時(shí)參數(shù) ”畫(huà)面，將需要監(jiān)控的所有變量都 以文本的形式輸寫(xiě)到該畫(huà)面上 。 參數(shù)設(shè)置 “參數(shù)設(shè)置 ”可以顯示出所有變量的報(bào)警上下限。 在 “參數(shù)設(shè)置 ”圖中雙擊 “上限： ”，彈出 “動(dòng)畫(huà)連接 ”對(duì)話框，單擊 “模擬值輸入 ”按鈕，彈出對(duì)話框 “模擬值輸出連接 ”對(duì)話框，如 圖 所示： 圖 “模擬值輸出連接 ”對(duì)話框 對(duì)話框設(shè)置如下： 表達(dá)式： \\本站點(diǎn) \原油加高拱頂沉降罐液位 .HiLimit 輸出格式：整數(shù)： 2 位 小數(shù)： 2 位 對(duì)齊：居中 顯示格式：十進(jìn)制 完成后單擊 “確定 ”按鈕。趨勢(shì)分析是監(jiān)控軟件必不可少的 功能， “組態(tài)王 ”對(duì)該功能提供了強(qiáng)有力的支持和簡(jiǎn)單的控制方法。在工程瀏覽器中左邊的目錄樹(shù)中選擇 “數(shù)據(jù)詞典 ”項(xiàng)，在 “數(shù)據(jù)詞典 ”中選擇變量 “凈化罐液位 ”，雙擊此變量，在彈出的 “定義變量 ”屬性頁(yè)中單擊 “記錄和安全 ”屬性頁(yè)，選擇數(shù)據(jù)變化記錄，如圖 所示 。雙擊此畫(huà)面，則彈出圖 對(duì)話框： 圖 “實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線 ”設(shè)置對(duì) 在 “工具箱 ”上選擇 ，添加 “歷史趨勢(shì)曲線 ”，單擊右鍵，選擇控件屬性，則可以對(duì) “歷史趨勢(shì)曲線 ”進(jìn)行設(shè)置。組態(tài)王為工程人員提供了豐富的報(bào)表函數(shù)，實(shí)現(xiàn) 各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。 ，在畫(huà)面上輸入文字 “實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表 ”。再用同樣的方法在單元格中輸入圖 所示的文字。 確認(rèn)后關(guān)閉命令語(yǔ)言編輯框?？丶Q為“Report1”，并且設(shè)