【文章內容簡介】 第 7 頁 西華大學課程設計說明書 4 控制系統(tǒng)硬件設計 混合液系統(tǒng)控制主電路圖如圖 41 所示。 圖 41 混合液位控制系統(tǒng)主電路圖 控制柜的安裝布置設計 控制柜的面板和內部安裝布置如下圖所示。 圖 4— 2 混合液位控制系統(tǒng)面板及內部電路 第 8 頁 西華大學課程設計說明書 5 控制系統(tǒng)軟件設計 自動控制程序的 執(zhí)行對硬件可靠性的要求是很高的，如果機械限位開關、機械開關、光電開關等不能提供正確的反饋信號，自動控制程序是無法成功執(zhí)行的。在這種情況下，為了保證生產的進行，需要改為手動操作，在調試設備是需要在手動狀態(tài)下對個被控對象進行獨立的操作，在調試設備時也需要在手動狀態(tài)下對各被控對 象進行獨立的操作。因此除了自動程序外，一般還需要設計手動程序。 開始執(zhí)行自動程序時，要求系統(tǒng)處于與自動程序的順序功能圖中初始步對應的初始狀態(tài)，如果開機時系統(tǒng)沒有處于初始狀態(tài)，則應進入手動工作方式，用手動操作使系統(tǒng)進入初始狀態(tài)后，再切換到自動控制方式。 因為 STL 指令不能用于子程序，所以采用跳轉的結構，如圖 41 所示。跳轉指令“ CJ P63”跳轉到 END 指令處。 圖 51 程序結構圖 公用程序用于自動程序和手動程序相互切換的處理，自動程序和手動程序都需要完成的任務也可以用公用程序來 處理。如果沒有使用 STL 指令，也可以采用調用子程序的方式進行設計。系統(tǒng)在進入初始狀態(tài)之前，還應將與順序功能圖的初始步對應的軟元件置為 OFF 狀態(tài)，還是因為在沒有并行序列或并行序列未處于活動狀態(tài)時，同時只能有一個活動步。 第 9 頁 西華大學課程設計說明書 6 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計 本系統(tǒng)的 組態(tài)軟件采用的是易控組態(tài)軟件。 易控是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（ SCADA）軟件，亦稱人機界面（ HMI/MMI）軟件，俗稱組態(tài)軟件。 易控以通信的方式和控制系統(tǒng)相連，能讀寫控制系統(tǒng)內部的信息，并以圖形和動畫等直觀形象的方式呈現(xiàn)這些信息，以方 便對控制流程的監(jiān)視。也可以通過易控直接對控制系統(tǒng)發(fā)出指令、設置參數(shù)干預控制流程。易控能對控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行運算處理，將結果返回給控制系統(tǒng)，協(xié)助控制系統(tǒng)完成復雜的控制功能。易控還能對從控制系統(tǒng)得到的以及自己產生的數(shù)據(jù)進行存儲、報表等等其它功能，從而延伸控制系統(tǒng)的能力和彌補控制系統(tǒng)的不足。比如易控可以作 為中間橋梁，將控制系統(tǒng)和工廠的企業(yè)管理信息系統(tǒng)聯(lián)結起來 ,將多個控制系統(tǒng)聯(lián)結起來，使它們之間能交換數(shù)據(jù)、共享資源，協(xié)調和管理曾經(jīng)是各自孤立的控制系統(tǒng)。從而在更大范圍內優(yōu)化了控制結構，提高綜合自動化效率。 易控可以應 用于機械制造、化工、電力、冶金等任何涉及自動化控制的領域，它本身沒有行業(yè)的限制，只要它和控制系統(tǒng)之間能進行數(shù)據(jù)交換即可。易控內置了對常見 PLC、DCS、 PC 板卡、智能儀表等設備的通信支持。 組態(tài)軟件在國內是一個約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為 “組態(tài)式監(jiān)控軟件”?！敖M態(tài) (Configure)”的含義是“配置”、“設定”、“設置”等意思，是指用戶通過類似“搭積木”的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計 算機程序，也就是所謂的“組態(tài)”。它有時候也稱為“二次開發(fā)”，組態(tài)軟件就稱 為“二 次開發(fā)平臺”?！氨O(jiān)控（ Supervisory Control）”，即“監(jiān)視和控制”，是指通過計算機信號對自動化設備或過程進行監(jiān)視、控制和管理。 簡單地說，易控（ INSPEC）軟件能夠實現(xiàn)對自動化過程和裝備的監(jiān)視和控 制。它能從自動化過程和裝備中采集各種信息，并將信息以圖形化等更易于理解 的方式進行顯示，將重要的信息以各種手段傳送到相關人員，對信息執(zhí)行必要分 析處理和存儲，發(fā)出控制指令等等。 易控（ INSPEC）軟件提供了豐富的用于工業(yè)自動化監(jiān)控的功能，用戶根據(jù) 自己工程的需要進行選擇、配置等較為簡單的工作來 建立自己所需要的監(jiān)控系統(tǒng)。 易控（ INSPEC）和行業(yè)無關 ,它可以廣泛應用于機械、鋼鐵、汽車、包裝、 礦山、水泥、造紙、水處理、環(huán)保監(jiān)測、石油化工、電力、紡織、冶金、智能建 筑、交通、食品、智能樓宇、實驗室等等凡是涉及自動化監(jiān)控的任何場合。 易控（ INSPEC）既可以完成對小型的自動化設備的集中監(jiān)控，也能由互相 聯(lián)網(wǎng)的多臺計算機或易控完成復雜的大型分布式監(jiān)控。還可以和工廠的管理信息 系統(tǒng)有機整合起來，實現(xiàn)工廠的綜合自動化和信息化。 易控可以下掛多個控制系統(tǒng)，同時和多個系統(tǒng)連接，并在它們之間轉發(fā)數(shù)據(jù)，易控 第 10 頁 西華大學課程設計說明書 可以 連接企業(yè)的管理信息系統(tǒng)，將實時系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)上傳，也可以連接其它應用程序，向它們提供實時數(shù)據(jù)，易控提供了豐富的對控制系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理功能，但在用戶的實際應用中，使用什么功能和達到什么效果都是由用戶自己來決定的。易控系統(tǒng)帶有一個功能強大的二次開發(fā)平臺，用戶通過使用該開發(fā)環(huán)境，來確定自己的最終監(jiān)控功能和效果 易控系統(tǒng)典型的使用情況如圖 51所示。 圖 61 易控典型結構 易控可以下掛多個控制系統(tǒng)，同時和多個系統(tǒng)連 接，并在它們之間轉發(fā)數(shù)據(jù)，易控可以連接企業(yè)的管理信息系統(tǒng)，將實時系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)上傳，也可以連接其它應用程序，向它們提供實時數(shù)據(jù)，易控提供了豐富的對控制系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理功能，但在用戶的實際應用中，使用什么功能和達到什么效果都是由用戶自己來決定的。易控系統(tǒng)帶有一個功能強大的二次開發(fā)平臺，用戶通過使用該開發(fā)環(huán)境，來確定自己的最終監(jiān)控功能和效果。 圖 62易控典型應用實例 易控（ INSPEC）軟件能夠實現(xiàn)對自動化過程和裝備的監(jiān)視和控制。它能從自動化過程和裝備中采集各種信息，并將信息以圖形化等更易于理解的方式進行顯示，將重要的信息以各種手段傳送到相關人員，對信息執(zhí)行必要分析處理和存儲，發(fā)出控制指令等等。 上位機監(jiān)控畫面的組態(tài)設計 畫面建立的具體步驟如下： ①在工程窗口中的畫面節(jié)點處，使用右鍵菜單命令“新建 畫面”在工程中建立一個上位機監(jiān)視 PLC 硬件設備 第 11 頁 西華大學課程設計說明書 空白的新畫面，在“畫面”節(jié)點下會出現(xiàn)一個 畫面名稱命名的節(jié)點，并自動在工作區(qū)中打開該畫面。 新建畫面和重命名的方法如下圖所示： 圖 63 新建畫面和重命名的操作 ②建立完 畫面以后，就可以調整其大小，背景顏色等各種屬性了。 畫面屬性的定義如下圖所示： 圖 64 畫面的屬性 畫面的背景可以設置為固定顏色，漸變顏色，一種圖案 或一個圖片。當畫面的各種屬性配置完成以后，就可以開始在畫面繪制各種圖形了。在開始會之前，需要了解可以在畫面上繪制什么圖形，即畫面有哪些圖形元素構成。 ③設計有 11 個輸入和 4 個輸出，對應關系是。輸入：“ S1”、“ S2”、“ S3”、“啟動”、“停止” 、“手動”、“自動”、“放 A 液”、“放 B 液”“攪拌”“放混合液” 。輸出：“ A 閥”、“ B閥”、“ C 閥”、“電機扇葉”。 S S S3是液位傳感器，“手動”、“自動”用于切換工作模式，選擇工作的狀態(tài)?！胺?A液”、“放 B液”“攪拌”“放混合液”這四個按鈕用于手 第 12 頁 西華大學課程設計說明書 動的工作方式時進行單步的操作。 “ A 閥” 用于控制液體 A是否流進液罐， “ B閥” 用于控制液體 B的流進方式， “ C閥” 用于控制混合液體是否流出液罐。查找元件的方法如下圖所示： 圖 65 圖形 工具的三種顯示模式 ④ 易控畫面的繪制就是不斷將一些畫面組件，繪制到畫面上，再調整它們的外觀屬性 ，各個圖形對象互相協(xié)調配合，形成最終的畫面。 ⑤調整畫面的布局，使畫面的整體布局緊湊，布局合理，觀賞性較強。 ⑥ 當工作區(qū)的工作頁面為畫面時，工具箱可用。（為其他頁面時，工具箱變灰，不可用）選中工具箱的一個圖形組件，當鼠標移動到工作區(qū)中的畫面上后，光標 改變?yōu)橄鄳膱D形組件樣式。 系統(tǒng)的開發(fā)畫面如下圖所示： 圖 66 系統(tǒng)的開發(fā)畫面 第 13 頁 西華大學課程設計說明書 圖 69 IO 通信的新建 開發(fā) 系統(tǒng)主菜單“工具”下的“變量引用”或者工程窗 口中的“變量”節(jié)點的右鍵菜單中的“變量引用”用于在工 程中查找變量的使用情況。 開發(fā)系統(tǒng)主菜單“工具”下的“變量統(tǒng)計”或者工 程窗口中的“變量”節(jié)點的右鍵菜單中的“變量統(tǒng)計”用于統(tǒng) 計工程中變量的總體使用情況。 引用圖如圖 67所示： 混合液位控制系統(tǒng)的變量引用圖如圖 68所示 。 圖 68 程序所需的變化量示意圖 在設備管理中選出所需的串口設備和三菱 PLC FX232 串口通信子設備，然后對串口設備進行通信 協(xié)議的設置，其協(xié)議設置為：波特率 9600，停止位 1位，偶校驗， COM3 等。再對三菱 PLC FX 串口通信子設備進行通道連接設置， 建立數(shù)據(jù)庫變量和 PLC 通道之間的對應關系。 開發(fā)系統(tǒng)主菜單“工具”下的“ IO通信 ”或者工程窗 口中的“ IO 通信”節(jié)點的右鍵菜單中的“新建 ”用于在工 程中查找變量的使用情況。 創(chuàng)建 IO 通信主要是為了畫面中定義的變量將與 PLC 的 變量進行連接，就是為了創(chuàng)建通信通道。以實現(xiàn)用上位的 方法去控制 PLC的工作狀態(tài)。 IO 的通信圖 如 圖 69 所示 。 I/O 通信的建立過程如下： （ 1） 建立一個名為“虛擬設 備通道”的通道：右鍵菜 單的“新建通道”啟動向導，選擇“虛擬設備”類型的通道， 輸入“虛擬設備通道”為通道名稱，選擇“下一步”。 如 67 變量的引用 第 14 頁 西華大學課程設計說明書 610所示。 圖 610 配置通道圖 （ 2）在“虛擬設備通道”下建立一個“液位控制 ”：在可選設備立標中選擇 “液位混合控制 ”的“虛擬設備，點擊“ =〉”按鈕，在已經(jīng)添加設備欄目中，就出現(xiàn)了一個虛擬設備。 并新建設備，如圖 611 所示。 圖 611 新建設備類型 （ 3） 選擇 PLC 的 類型，并配置相應的參數(shù)，設置完成后點擊“完成”按鈕。 向導完成以后，在工程樹中列出了建立的通道和設備。 （ 4） 雙擊工程樹中新建立的“虛擬設備”，在工作區(qū)中可以開始配臵該虛擬設備中的 第 15 頁 西華大學課程設計說明書