【文章內(nèi)容簡介】 優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個(gè)環(huán)節(jié)。下面是幾種組態(tài)軟件的介紹： (1)InTouch： Wonderware的 InTouch軟件是最早進(jìn)入我國的組態(tài)軟件。在 80年代末、90年代初，基于 Windows3． 1的 InTouch軟件曾讓我們耳目一新，并且 InTouch提供了豐富的圖庫。但是，早期的 InTouch軟件采用 DDE方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，InTouch7． 0版己經(jīng)完全基于 32位的 Windows平臺，并且提供了 OPC支持。 (2)Fix： Intellution公司以 Fix組態(tài)軟件起家， 1995年被愛默生收購，現(xiàn)在是愛默生集團(tuán)的全資子公司， Fix6． x軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序。 Intellution新的產(chǎn)品系列為 iFIX，在 iFIX中， Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能，但新版本與以往的 6． x版本并不完全兼容。原有的 Script語言改為 VBA(Visual Basic For Application)，并且在內(nèi)部集成了微軟的 VBA開發(fā)環(huán)境。在 iFix中 Intellution的產(chǎn)品與 Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。 (3)WinCC： Simens的 WinCC也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境， Simens提供類 C語言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。 WinCC內(nèi)嵌 OPC支持，并可對分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但 WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，較難以掌握 WinCC的應(yīng)用。 (4)組態(tài)王：組態(tài)王是國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。 (5)ForceControl(力控 )：北京三維力控公司的 ForceControl(力控 )也是國內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。力 控組態(tài)軟件是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺，它能同時(shí)和國內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，它可以與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來實(shí)現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)來進(jìn)行集成。 (6)MCGS:MCGS是北京昆侖通態(tài)的產(chǎn)品，出現(xiàn)比較晚，但是功能強(qiáng)大。它的特點(diǎn)包括真正的 32位程序，支持多任務(wù)、多線程，運(yùn)行于 Windows 95/98/NT/2020平臺；提供近5 百種繪圖工具和基本圖符，快速構(gòu)造圖形界面；支持?jǐn)?shù)據(jù)采集 板卡、智能模塊、智能儀表、 PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 7000多種國內(nèi)外眾多常用設(shè)備；支持 OPC接口、 DDE接口和 OLE技術(shù)；完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以支持最新流行的各種通信方式。 其它常見的組態(tài)軟件還有 GE的 Cimplicity， Rockwell的 RSView， N1的 LockOut以及研華科技的 ADAMView,它們也都各具特色。 研究恒溫控制系統(tǒng)的意義 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi) ,PLC（可編程控制器） 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、體積小、能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)控制之 中。目前的工業(yè)控制中 ,常常選用 PLC 作為現(xiàn)場的控制設(shè)備 ,用于數(shù)據(jù)采集與處理、邏輯判斷、輸出控制；而上位機(jī)則是利用 HMI 軟件來完成工業(yè)控制狀態(tài)、流程和參數(shù)的顯示 ,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、管理、分析和存儲等功能 。這種監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了 PLC 和計(jì)算機(jī)各自的特點(diǎn) ,得到了廣泛的應(yīng)用。在這種方式的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套溫度控制系統(tǒng)。以基于 PLC 的下位機(jī)和完成 HMI 功能的上位機(jī)相結(jié)合 ,構(gòu)建成分布式控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了溫度自動(dòng)控制。 PLC 不僅具有傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的控制功能，而且能擴(kuò)展輸入輸出模塊，特別是可以擴(kuò)展一些智能控制模塊，構(gòu) 成不同的控制系統(tǒng)，將模擬量輸入輸出控制和現(xiàn)代控制方法融為一體，實(shí)現(xiàn)智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制?，F(xiàn)代 PLC 以集成度高、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、組態(tài)靈活、工作穩(wěn)定受到普遍歡迎，在傳統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化改造中發(fā)揮越來越重要的作用 ,尤其適合溫度控制的要求。 此外，隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，用戶對控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控要求越來越高，人機(jī)界面 （ HMI） 的 出現(xiàn)正好滿足了用戶這一需求。 人機(jī)界面（ HMI）在自動(dòng)控制領(lǐng)域的作用日益顯著。 HMI 正在成為引導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)制造走向成功的重要因素，因?yàn)檫@些系統(tǒng)越來越多的用于監(jiān)控生產(chǎn)過程，讓過程變得更加準(zhǔn)確、簡潔和快速。 6 2 恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 恒溫控制系統(tǒng)的組成 恒溫控制裝置結(jié)構(gòu)如圖 2所示，它包括控制恒溫水箱、冷卻風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、攪拌電動(dòng)機(jī)、儲水箱、電加熱裝置（功率為 ，溫度范圍為 40~）、測溫裝置、液位檢測、流量檢測以及電磁閥門等。電加熱器加熱恒溫水箱水溫，攪拌器使恒溫水箱中的水上下水溫均勻，兩個(gè)液位檢測傳感器用于測量缺水和溢出狀態(tài)，三個(gè)溫度傳感器分別測量恒溫水箱中水的溫度、入口溫度及儲水箱中水的溫度，水泵用來使系統(tǒng)內(nèi)的水循環(huán)流動(dòng)，三個(gè)電磁閥門用來使水進(jìn)入儲水箱或冷卻器中，水的流量采用流量計(jì)檢測，水的冷卻采用風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。恒溫水箱中水溫、入水口水溫、儲水箱中水溫、水的流速和加熱器功率分別用數(shù)顯儀表顯示。閥門、攪拌器及冷卻器工作狀態(tài)用指示燈指示。 液位 1液位 2溫度 1 檢測電加熱攪拌電機(jī)溫度 3 檢測泵溢流閥閥門 2閥門 1手閥 1閥門 3流量計(jì)溫度 2 檢測風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)手閥 2儲水箱恒溫水箱7 圖 2 恒溫控制裝置結(jié)構(gòu)圖 恒溫控制系統(tǒng)控制過程 本系統(tǒng)是一恒溫控制系統(tǒng)，要求設(shè)定的恒溫箱水溫的某一值。加熱采用電加熱，功率為 ，溫度設(shè)定范圍在 2080攝氏度之間。恒溫水箱內(nèi)有一個(gè)加熱器，一個(gè)攪拌器，兩個(gè)液位開關(guān)，三個(gè)溫度傳感器。液位開關(guān)為開關(guān)量傳感器，測量水的水位高低，反應(yīng)無水或水溢出狀態(tài)。兩個(gè)溫度傳感器分別為測量水箱入口處的水溫和水箱中水的溫度。貯水箱中，也裝有一個(gè)溫度傳感器。恒溫水箱中的水可以通過一個(gè)電磁閥引入到冷卻器中，也可直接引入到恒溫水箱中。水由一個(gè)水泵提供動(dòng)力，使水在系統(tǒng)中循環(huán)。水的流速由流量計(jì)測量。恒溫水箱 中的水溫，入水口水溫，貯水箱中水溫，流速及加熱功率均有 LED 顯示。兩個(gè)電磁閥的通、斷、攪拌和冷卻開關(guān)均有指示燈顯示。 控制系統(tǒng)控制過程如下：當(dāng)設(shè)定溫度后，啟動(dòng)水泵向恒溫水箱中進(jìn)水，水上升到液位后（一定位置），啟動(dòng)攪拌電機(jī)，測量水箱水溫并與設(shè)定值比較，若溫度差小于 5 度，要采用 PID 調(diào)節(jié)加熱。當(dāng)水溫高于設(shè)定值 510 度時(shí)，要進(jìn)冷水。當(dāng)水溫在設(shè)定值 05度范圍內(nèi)，仍采用 PID 調(diào)節(jié)加熱。當(dāng)水溫高于設(shè)定值 10 度以上時(shí)，采用進(jìn)水與風(fēng)機(jī)冷卻同時(shí)進(jìn)行的方法實(shí)現(xiàn)降溫控制。此外，對溫度、流量、加熱的電功率要進(jìn)實(shí)測并顯示。若進(jìn)水 時(shí)無流量或加熱、冷卻時(shí)水溫?zé)o變化時(shí)應(yīng)報(bào)警。 8 3 硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件配置 PLC 的型號選擇 選擇 PLC的主要原則，就是選用的可編程控制器，其具有的 1/0 點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于需要的 1/0 點(diǎn)數(shù)，而三菱 FX 系列中的 FX2N 一 60MR 型可編程控制器有 36個(gè)輸入點(diǎn)， 24個(gè)輸出點(diǎn)，能夠滿足這里的控制要求，所有選擇 FX2N 一 60MR 型號 PLC 作為恒溫控制系統(tǒng)的主控制器。 FX2N系列是 FX家族中功能最強(qiáng)、速度最高的微型 PLC 。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá) 。內(nèi)置的用戶存 儲器為 8K 步，最大可以擴(kuò)展到 256 個(gè) I/O 點(diǎn)，有多種特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)多軸定位控制。機(jī)內(nèi)有時(shí)鐘， PID指令用于模擬量閉環(huán)控制。有功能很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，例如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、開平方和三角函數(shù)等。每個(gè) FX2N 基本單元可以擴(kuò)展 8 個(gè)特殊單元。 FX2N 系列 PLC 具有豐富的元件資源，有 3072 點(diǎn)輔助繼電器。提供了多種特殊功能模塊，可實(shí)現(xiàn)過程控制位置控制。有多種 RS— 232C/RS— 422/RS— 485串行通信模塊或功能擴(kuò)展板支持網(wǎng)絡(luò)通信?；締卧菢?gòu)成 PLC 系統(tǒng)的核心部件，內(nèi)有CPU、存儲器、 I/O 模塊、通 信接口和擴(kuò)展接口等。 表 FX2N 基本單元（繼電器輸出） 繼電器輸出 輸入 點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn) 數(shù) 擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù) FX2n16MR001 8 8 24～ 32 FX2n32MR001 16 16 24～ 32 FX2n48MR001 24 24 48～ 64 FX2n64MR001 32 32 48～ 64 FX2n80MR001 40 40 48～ 64 FX2n128MR001 64 64 48～ 64 9 表 FX2N 基本單元（ 可控硅輸出 ） 可控硅輸出 輸入 點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn) 數(shù) 擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù) FX2n16MS 8 8 24～ 32 FX2n32MS 16 16 24～ 32 FX2n48MS 24 24 48～ 64 FX2n64MS 32 32 48～ 64 FX2n80MS 40 40 48～ 64 表 FX2N 基本單元（晶體管輸出 ） 晶體管輸出 輸入點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn) 數(shù) 擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù) FX2n16MT 8 8 24～ 32 FX2n32MT 16 16 24～ 32 FX2n48MT 24 24 48～ 64 FX2n64MT 32 32 48～ 64 FX2n80MT 40 40 48～ 64 FX2n128MT 64 64 48～ 64 擴(kuò)展模塊的選擇 在本系統(tǒng)中，需要用到 A/D、 D/A模塊， BCD 模塊譯碼器，傳感器等。 (1)A/D、 D/A 模擬量輸入輸出模塊 考慮能與主機(jī)單元相容外，還要考慮模擬量輸入模塊的性能，包括分辨率、轉(zhuǎn)換速度、通道數(shù)以及量程等。應(yīng)此次系統(tǒng)的要求，我們選擇 FX2N－ 4AD 模擬輸入模塊作為模擬量的輸入， FX2N－ 4DA 模擬量輸出模塊作為模擬量的輸出。這里，