【正文】 manager. It collects the data (mostly by polling) from the I/O devices and provides an event service to the attached management services like: control manager, database manager, user interface, API manager and the built in HTTP server. The PVSS scripting library allows to implement plex sequences as well as plex graphics. Compared with other SCADA systems PVSS es with one basic feature: it provides a true object oriented API to the device’s data. One major disadvantage of SCADA systems is the fact that two databases, the one for the PLC and the one for the SCADA system must be maintained. Integrated environments try to overe this restriction. EPICS EPICS has emerged at DESY from a problem solver to a fully integrated control system. Starting from the data collector and number cruncher for the cryogenic control system, EPICS made it’s way to bee the core application for the DESY utility group. In addition it is used wherever data is available through VME boards or by means of Industry Pack (IP) modules. For those cryogenic systems which are not controlled by the D/3 system EPICS is used with it’s plete functionality. In total about 50 Input Output Controller (IOC) are operational processing about 25 thousand records. 1 EPICS as a SCADA System The utility group ( water, electrical power, pressed air, heating and air conditioning) is using a variety of PLC’s spread out over the whole DESY site. EPICS is used to collect the data from these PLC’s over Profuse (FMS and DP) and over Ethernet (Siemens H1 and TCP). The IOC’s provide the interfaces to the buses and collect the data. The built in alarm checking of the EPICS records is used to store and forward alarm states to the alarm handler (ale) of the EPICS toolkit. In addition tools like the channel archive and the graphic display (dm2k) are used. The default name resolution (by UDP broadcast) and the directory server (name server) are used to connectclient and server applications over TCP. All of these are basically SCADA functions. The textual representation of all configuration files ( for the IOC, the graphic tool, the alarm handler and the archive) provides a flexible configuration scheme. At DESY the utility group has developed a set of tools to create IOC databases and alarm configuration files from Oracle. This way the controls group provides the service to maintain the EPICS tools and the IOC’s while the users can concentrate on the equipment being controlled. 2 EPICS as a DCS System Besides the basic ponents of a SCADA system EPICS also provides a full flavored Input Output Controller (IOC). The IOC provides all of the function a DCS system requires, such as: a standard set of properties implemented in each record, built in alarm checking processed during the execution of each record。用PLC控制除了能解決以上問題以外，還具有以下特點(diǎn)： ①控制條理清楚，接線簡單明了。MPI是多點(diǎn)通信接口（Multi plain Interface）的簡稱。（3）系統(tǒng)診斷①快速瀏覽CPU的數(shù)據(jù)和用戶程序在運(yùn)行中的故障原因。（4）STEP7的幫助功能按FI鍵便可以得到與它們有關(guān)的在線幫助。計(jì)算機(jī)的通信卡CP56ll(PCI卡)、CP55ll或CP5512(PCMCIA卡)將計(jì)算機(jī)連接到MPI 或PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)。4. 計(jì)數(shù)器(C)存儲(chǔ)器區(qū)計(jì)數(shù)值(0一999) 可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。(2) BLOCK(塊):指定一個(gè)塊用作輸入和輸出，實(shí)參應(yīng)為同類型的塊 。通常，用戶程序由組織塊（OB）、功能塊（FB、FC）、數(shù)據(jù)塊（DB）構(gòu)成。語句表可供喜歡用匯編語言編程的用戶使用。圖33 主電路圖（2）控制電路圖如圖34所示：圖34 控制電路圖12 第4章 軟件設(shè)計(jì) PLC編程語言簡介 PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC6ll31是PLC的國際標(biāo)準(zhǔn)，1992~1995年發(fā)布了IEC6ll31標(biāo)準(zhǔn)中的1~4部分，我國在1995年11月發(fā)布GB/T 159691/2/3/4(等同于IEC6ll311/2/3/4)。 按啟動(dòng)按鈕（X500），控制系統(tǒng)投入運(yùn)行。 系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)按紐啟動(dòng)控制程序，設(shè)置綠，紅，黃3個(gè)指示燈來指示溫度狀態(tài)。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問題時(shí)，具有很強(qiáng)的使用性和可選擇性。 選擇時(shí)主要包括PLC機(jī)型、容量、I／O模塊、電源的選擇。 ，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。中型PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O 點(diǎn)數(shù)一般在256～1024 點(diǎn)之間，I/O 的處理方式除了采用一般PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式即在掃描用戶程序的過程中直接讀輸入刷新輸出，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。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。進(jìn)入本世紀(jì)以來，為了進(jìn)一步改善鍋爐操作狀況，降低能耗，確保安全運(yùn)行，減少對(duì)大氣的污染，同時(shí)隨著人工智能理論的發(fā)展成熟，智能控制技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)新一代鍋爐計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用已勢(shì)在必行且條件成熟。到上世紀(jì)六十年代，在發(fā)達(dá)國家，鍋爐的控制主要以電動(dòng)單元組合儀表(相當(dāng)于我國的DDZII, DDZIII儀表)檢測(cè)與控制，還是以檢測(cè)報(bào)警為主，控制為輔助功能。然而鍋爐設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，作為一個(gè)長期運(yùn)行的設(shè)備，其控制系統(tǒng)的優(yōu)劣也是影響鍋爐生產(chǎn)效率的重要因素。隨著我國人民生活水平的穩(wěn)步提高和城市化建設(shè)的步伐加快，建筑業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性日益凸顯。首先由變頻器、泵、壓力傳感器組成恒壓供水系統(tǒng)，再由兩個(gè)調(diào)節(jié)閥控制兩個(gè)支路分別給鍋爐的夾套和內(nèi)膽供水，由PLC編程、加熱器、溫度傳感器組成鍋爐內(nèi)膽水溫反饋加熱系統(tǒng)，流量傳感器、PLC、加熱絲組成前饋補(bǔ)償系統(tǒng)，從而組成前饋反饋控制系統(tǒng)。在這種情況下我們往往就需要借助別的控制方式。在化工過程控制中溫度控制應(yīng)用相當(dāng)廣泛。因此在這次設(shè)計(jì)中我們用前饋控制方式來克服流量的擾動(dòng)使得溫度控制精度更加精確。隨著我國人民生活水平的穩(wěn)步提高和城市化建設(shè)的步伐加快，建筑業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性日益凸顯。工業(yè)鍋爐能耗巨大，每年的耗煤量超過上億噸，占我國原煤產(chǎn)量的三分之一，提高其生產(chǎn)效率不僅具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還有重要的環(huán)保意義。工業(yè)鍋爐的耗煤產(chǎn)汽既是一個(gè)能源轉(zhuǎn)換過程，又是一個(gè)生產(chǎn)過程，對(duì)于由多個(gè)鍋爐控制站組成的鍋爐群系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)控管理，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、分析，將統(tǒng)計(jì)分析的各種數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)布給相關(guān)的部門，如廠領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度室、工段室、技術(shù)室等有著重要的意義。許多發(fā)達(dá)國家都相繼開發(fā)出了鍋爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)以一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)為例來說明PLC在模擬量信號(hào)監(jiān)測(cè)與控制中的應(yīng)用問題。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。簡易型只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言助記符后才能送入。 CPU 從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。另外，正常情況下，輸出基準(zhǔn)量是被控制溫度接近較佳值。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控對(duì)象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短，而對(duì)于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制線路后才能進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。參照西門子S7200產(chǎn)品目錄及市場實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為CPU226的PLC，CPU226模塊提供的主機(jī)I/O點(diǎn)有24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。 在被控系統(tǒng)中設(shè)置4個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，溫度信號(hào)經(jīng)變送器變成0~5V的電信號(hào)（對(duì)應(yīng)溫度0~100℃），送入4個(gè)模擬量輸入通道。 若Q﹥Q max，進(jìn)行上限處理：計(jì)算Q與上限溫度偏差，計(jì)算調(diào)節(jié)量（比例系數(shù)設(shè)為2），發(fā)出調(diào)節(jié)命令，并判斷調(diào)節(jié)時(shí)間，若調(diào)節(jié)時(shí)間太長，進(jìn)行聲光（紅燈亮）；若調(diào)節(jié)時(shí)間未到3分鐘，則準(zhǔn)備下次繼續(xù)采樣及調(diào)節(jié)。3) 梯形圖LD(Ladder diagram):西門子簡稱為LAD。梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。 復(fù)合數(shù)據(jù)類型與參數(shù)類型1. 復(fù)合數(shù)據(jù)類型通過組合基本數(shù)據(jù)類型和復(fù)合數(shù)據(jù)類型可以生成下面的數(shù)據(jù)類型:(1) 數(shù)組(ARRAY)將一組同一類型的數(shù)據(jù)組合在一起，形成一個(gè)單元。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器1. 過程映像輸入/輸出(/IQ)在掃描循環(huán)開始時(shí)，CPU讀取數(shù)字量輸入模塊的輸入信號(hào)的狀態(tài)，并將它們存入過程映像輸入(process image input，PI)中。6. 外設(shè) I/O區(qū)(Pl/PO)外設(shè)輸入 (PI)和外設(shè)輸出(PQ)區(qū)允許直接訪問本地的和分布式的輸入模塊和輸出模塊。STEP7光盤上的程序Author ware用于顯示、安裝和取出授權(quán)。② CPU的參數(shù)設(shè)置。PLC運(yùn)行時(shí)，將溫度設(shè)定值，PID參數(shù)值等，存入有關(guān)的數(shù)據(jù)寄存器，使定時(shí)器復(fù)位；按啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始溫度采樣，采樣周期為1秒；K型熱電偶傳感器把所測(cè)量的溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換；模擬量輸入通道AIW0通過讀入模擬電壓量送入PLC；經(jīng)過程序計(jì)算后得出實(shí)際測(cè)量溫度T，將T和溫度設(shè)定值比較，根據(jù)偏差計(jì)算調(diào)整量，發(fā)出調(diào)節(jié)命令。用STEP 7軟件包中的Configuration功能為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)MPI地址和最高地址，最好標(biāo)在節(jié)點(diǎn)外殼上；然后對(duì)PG、OP、CPU、CP、FM等包括的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址排序，連接時(shí)需在MPI網(wǎng)的第一個(gè)及最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)接入通信終端匹配電阻。④編程圖形化，使之一目了然 本次設(shè)計(jì)，使我充分發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，將大學(xué)三年年所學(xué)的知識(shí)以畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式應(yīng)用到了實(shí)際當(dāng)