【正文】 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)畫面圖： 第 36 頁 圖 鍋爐除灰系統(tǒng)組態(tài)畫面圖 （ 3） 創(chuàng)建 I/O 配置 首先打開工程瀏覽器，在界面的左側(cè)選中設(shè)備欄中的 COM1， 雙擊右欄的新建圖標(biāo)，出現(xiàn)設(shè)備配置向?qū)?— 生產(chǎn)廠家、設(shè)備名稱和通信方式的用戶對(duì)話框 。組態(tài)王中提供圖庫，打開圖庫就可以根據(jù)需要調(diào)用圖庫里面的元器件。 圖 組態(tài)王工程管理器 第 34 頁 圖 組態(tài)王 工程瀏覽器 （ 2）創(chuàng)建新畫面 在組態(tài)王工程瀏覽器 窗口中選擇“文件”中的“畫面”，雙擊右邊的新建，即彈出畫面屬性設(shè)置窗口。 圖 設(shè)置工程為當(dāng)前工程 點(diǎn)擊“是” 即可 將剛新建的 鍋爐除灰系統(tǒng) 工程設(shè)置為當(dāng)前工程。 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 除灰系統(tǒng)程序圖五 若系統(tǒng) 發(fā)生報(bào)警，則將 開始的連續(xù) 5 個(gè)地址復(fù)位，即將所有閥門全部 第 32 頁 關(guān)閉 ，但是報(bào)警信號(hào)燈繼續(xù)閃爍，等故障排除后按下 按鈕即 系統(tǒng)復(fù)位按鈕， 程序 將跳至 狀態(tài)，即初始狀態(tài)，這樣系統(tǒng)就可以重新啟動(dòng)了。 對(duì)其他信號(hào)的檢測與此一樣，在這里 就 不再贅述。 在網(wǎng)絡(luò)就 16 里將 置位，也就是給密封閥加壓， 同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器， 之后就要對(duì)密封壓力進(jìn)行檢測，如果在 5 秒鐘內(nèi)檢測到的密封壓力為低信號(hào)也就是代表此時(shí)的密封壓力低，系統(tǒng)不能繼續(xù)運(yùn)行，就要進(jìn)行報(bào)警。 和 分別代表系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)和料位 高。 第 29 頁 圖 除灰系統(tǒng)程序圖一 其中 代表初始狀態(tài) ，在 PLC 上電后就進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)里將 復(fù)位，將 置位，同時(shí)將 以后連續(xù)的 9個(gè)地址都復(fù)位；既可以滿足在初始情況下只有進(jìn)料閥是打開的，其他閥門全部關(guān)閉， 代表進(jìn)料閥。 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，書寫起來比較簡單，適合有一定順序，有規(guī)則的系統(tǒng)。下面將進(jìn)一步詳細(xì)介紹。 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)。 故 本次設(shè)計(jì)選用組態(tài)王 版本來模擬鍋爐除灰、除渣系統(tǒng)。 和組態(tài)王 相比 版本又增加了一些新的功能： (1)支持大畫面和導(dǎo)航圖功能； (2)采用高速歷史庫； (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。信息窗口中顯示的信息可以以文件的形式存儲(chǔ)在指定目錄中或者用打印機(jī)出來。 畫 面運(yùn)行系統(tǒng)用于顯示在畫面開發(fā)系統(tǒng)中創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)畫面 ,并負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫于通訊程序的數(shù)據(jù)交換 ,把數(shù)據(jù)死亡變化以動(dòng)畫的形式顯示出來 ,同時(shí)可以完成報(bào) 警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)控功能 ,還可以生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)文件。 (4)I/O 設(shè)備：組態(tài)王支持多種 I/O 設(shè)備 ,包括 PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器和現(xiàn)場總線。 (2)命 令語言：組態(tài)王允許用戶定義命令語言來驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序 ,從而可以增強(qiáng)應(yīng)用程序的靈活性。 (1)畫面開發(fā)系統(tǒng)：工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)。 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。工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)，即組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。 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）、畫面運(yùn)行系統(tǒng)（ Touch View）、信息窗口等四部分組成。 (6)網(wǎng)絡(luò)功能 組態(tài)王可運(yùn)行在基于 EtherNET 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上。 (4)易學(xué)易用 組態(tài)王提供了一種類似 C 語言的命令語言，使用戶可以根據(jù)自己的特殊需要編寫一段程序（即命令語言連接和應(yīng)用程序命令語言），在運(yùn)行時(shí)定時(shí)或不定時(shí)地執(zhí)行。同一圖素可以有多個(gè)連接，以滿足工業(yè)上千變?nèi)f化的動(dòng)畫顯示需要?？衫檬髽?biāo)鍵盤隨心所欲地繪制各種工業(yè)應(yīng)用畫面，對(duì)圖素可任意拖動(dòng)縮放復(fù)制修改刪除等。 組態(tài)王的特點(diǎn)： (1)強(qiáng)大的圖形編輯 功能 組態(tài)王 運(yùn)行于中文 Windows 環(huán)境下，它提供了包括橢圓，扇形在內(nèi)的多種圖素，并配備調(diào)色板，多種線形和填充物。 （ 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的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。 I/O 設(shè)備與組態(tài)王計(jì)算機(jī)之間通過 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)連接。 （ 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)通過訪問板卡的 I/O 地址直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過 DDE方式任何 I/O 設(shè)備都可以與組態(tài)王計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。組態(tài)王最多可與 32 個(gè)設(shè)備相連。串行 通訊方式使用組態(tài)王計(jì)算機(jī)的串口， I/O 設(shè)備通過 RS— 232 串行通訊電纜連接到組態(tài)王計(jì)算機(jī)的串口。 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。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，組態(tài)王采用內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序負(fù)責(zé)與 I/O 設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。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)王簡介 組態(tài)王采用全新中文 EXPLORER 界面并擁有豐富的繪圖工具，龐 組態(tài)王采用全新中文 EXPLORER 界面并擁有豐富的繪圖工具，龐大的圖形庫，支持多媒體，支持 ODBC 數(shù)據(jù)庫，提供功能強(qiáng)大的控件和控制語言，操作向?qū)?，使用靈活、方便，尤其提供給用戶方便的開發(fā)環(huán)境，它可使開發(fā)者迅速地完成應(yīng)用系統(tǒng)，通過工程瀏覽器查看工程的各個(gè)部分。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)管理和開放性方面有了一些改進(jìn)，但體系結(jié)構(gòu) 無實(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)。它包括 16 位和 32 位 windows版本。 美國 Intellution 公司的 Fix 系列全，但實(shí)時(shí)性欠缺。國產(chǎn)化軟件產(chǎn)品也正成為一支生力軍。組態(tài)軟件的開發(fā)工具以 C++為主 ,也有使用 Delphi 或 C++ builder者。 組態(tài)軟件的發(fā)展概況 目前世界上的組態(tài)軟件有幾十種之多國際上比較知名的代表產(chǎn)品例如：美國 Wonder Ware 公司的 Intuch、美國 Intellution 公司的 Fix、德國西門子公司的 WINCC、澳大利亞 CITECH 公司的 Citech、北京亞控科技發(fā)展公司的組態(tài)王（ Kingview）、三維科技公司的力控、昆侖軟件公司的 MCGS 等等。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)。本次設(shè)計(jì)將采用它來 編寫程序來 控制鍋爐除灰 、除渣系統(tǒng)。 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。 說明 :當(dāng)比較數(shù) 1 和比較數(shù) 2 的關(guān)系符合比較符的條件時(shí)，比較觸電閉合，后面的電路被接通。字節(jié)比較時(shí)無符號(hào)的，其他類型為有符號(hào)的。比較指令的類型有：字節(jié)比較，整數(shù)比較。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。減計(jì)數(shù)器和加減計(jì)數(shù)器的組成與加計(jì)數(shù)器類似。 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。 同樣也有三種計(jì)數(shù)器：加計(jì)數(shù)器 CTU。 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) 說明：接通延時(shí)定時(shí)器用于單一時(shí)間間隔的定時(shí)。 S7― 200 PLC 定時(shí)器有 3個(gè)精度等級(jí)。該指令用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開始的常閉觸點(diǎn)與母線的連接。該指令用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開始的常開觸點(diǎn)與母線的連接；常閉觸點(diǎn)在其線圈不帶電時(shí)，觸電是閉合的，觸電的狀態(tài)為 0或?yàn)?1。 功能及說明：常開觸點(diǎn)在其線圈不帶電時(shí)，觸電是斷開的，觸電的狀態(tài)為OFF 或?yàn)?0。 S7－ 200PLC 的基本指令 （ 1） 位邏輯指令 位邏輯指令依靠兩個(gè)數(shù)字 1 和 0 進(jìn)行工作，這兩個(gè)數(shù)字組成二進(jìn)制系統(tǒng)，數(shù)字 1和 0稱之為二進(jìn)制數(shù)或間稱為位。 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。 S7200 的可靠性高，可用梯形圖、語句表（即指令表）和功能塊等 3種語言來編程。這樣體積小巧，成本低，安裝方便。 S7200 系列 PLC 屬于整體式（單元式）結(jié)構(gòu)， 其特點(diǎn)是非常緊湊。 S7200 可編程控制器介紹 ： S7－ 200 PLC 的特點(diǎn) 西門子公司的 S7200可編程控制器是西門子公司研發(fā)的一種小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定 PLC自身的動(dòng)作是否正常，如 CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、 I/O、通信等是否異?；虺鲥e(cuò)，如檢查出現(xiàn)異常時(shí)， CPU 面板上的 LED 及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼。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。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn) 行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。 第二部分是掃描過程。 第 17 頁 電 源 O N內(nèi) 部 處 理輸 入 處 理 （ 輸 入 傳 送 ， 遠(yuǎn) 程 I / O ）通 信 服 務(wù) （ 外 設(shè) ， C P U ， 總 線 服 務(wù) ）更 新 時(shí) 鐘 ， 特 殊 寄 存 器C P U 運(yùn) 行 方 式執(zhí) 行 程 序輸 出 處 理執(zhí) 行 自 診 斷P L C 正 常存 放 自 診 斷 錯(cuò) 誤 結(jié) 果致 命 錯(cuò) 誤C P U 強(qiáng) 制 為 S T O P S T O PR U NYNNY 圖 PLC 運(yùn)行框圖 第 18 頁 PLC 整個(gè)運(yùn)行過程可分為三部分： 第一部分是上電處理。 CPU 從第一條指令開始，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始新的一輪掃描。概括 而言， PLC 的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描方式。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。 PLC 的工作原理簡述如下： 可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，故他的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，即使通過執(zhí)行反應(yīng)控制要求的用戶程序?qū)崿F(xiàn)的。 （ 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。它的作用是把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。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屏幕對(duì)話。編程器有簡易型和智能型兩類。 （ 4）編程器 編程器是 PLC 的重要外部設(shè)備。輸入單元將現(xiàn)場的輸入信號(hào)，經(jīng)過輸入單元接口電路的轉(zhuǎn)換，變換 為中央處理器能接受和識(shí)別的低電壓信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行運(yùn)算；輸出單元?jiǎng)t將中央處理器輸出的低電壓信號(hào)變換為控制期間所能接受的電壓、電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈、電磁閥、電磁開關(guān)等。為了調(diào)試和修改方便，總是先把用戶程序存放在隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器 RAM 中，經(jīng)過運(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。 用戶程序存儲(chǔ)器 ： 用