【正文】 的重視，就能夠獲得更多的基本技術(shù)知識。人們可以看到，將來的發(fā)展趨勢是將更多的功能進一步集成到一個控制箱內(nèi)?？梢韵嘈?，PLC技術(shù)將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。(2)Ethernet的擴展與進一步容納Web技術(shù)當(dāng)前，在所有過程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展【6】。在最近的幾年間，我們己經(jīng)看,發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈PLC更加強大的PLC是種趨勢。對于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂，漢語的美國人之間是不能夠通過電話進行對話一樣。向Ethernet靠近的一個目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)己經(jīng)內(nèi)藏了Web服務(wù)器，這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點。例如，Squared公司己經(jīng)有一個具備Ethemet連接接口的發(fā)動機控制中心，并正在準備開發(fā)一種內(nèi)置Web服務(wù)器連接接口的變速裝置。在過去，工業(yè)用戶可能會有代表性地詢問一些有關(guān)PLC方面的信息，但在現(xiàn)在，由于新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶很容易就可以得到有關(guān)這方面的信息。在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術(shù)支持方面，Schneider公司己經(jīng)成了先驅(qū)者之一。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應(yīng)10/100mb/s的連接速度，現(xiàn)場過程控制器之間可以共享實時數(shù)據(jù)信息，自動掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現(xiàn)場控制設(shè)備，采用一個嵌入式Web服務(wù)器提供HTML通信服務(wù)，同時提供了SNMP用于標準網(wǎng)絡(luò)通信管理。現(xiàn)在，越來越多的企業(yè)正在計劃將其所有自動化控制設(shè)備逐步連接到企業(yè)范圍內(nèi)的系信息系統(tǒng)中去。幾乎所有PLC供應(yīng)商在其部分系列化產(chǎn)品中均提供了Ethernet連接特性，而且有些公司己經(jīng)確定將Web服務(wù)器徹底嵌入到他們的設(shè)備內(nèi)部，以便充分展現(xiàn)PLC的性能特點。當(dāng)然，如果工業(yè)用戶正在著手將其控制系統(tǒng)連接到Internet，則必須為此設(shè)置安全的信息發(fā)布地址。黑客的入侵還不是唯一的煩惱，如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，我們首先需要干什么呢？黑客入侵的解決方案是采用冗余。許多PLC供應(yīng)商在其產(chǎn)品的開發(fā)過程中仍然繼續(xù)不斷地改進和提高通信性能，其開發(fā)方向主要面向于Ethernet技術(shù)和基于Web技術(shù)。通信是PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在PLC領(lǐng)域己經(jīng)得到擴展。面對傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場所存在的巨大競爭壓力，許多PLC供應(yīng)商正在開始主動轉(zhuǎn)移他們所服務(wù)的過程控制應(yīng)用領(lǐng)域，而且必須放棄傳統(tǒng)PLC應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)的一些市場份額。這種開發(fā)工作一直要持續(xù)到Siemens公司滿意為止，但隨著各種各樣新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，所開發(fā)工作不會停止的。只要將不同類型的應(yīng)用軟件裝入到同樣的系統(tǒng)之中，就能夠完成不同的過程控制應(yīng)用。作為一個很好的例予，Schneider自動化公司正好給我們帶來了其QPC(QuantumProcess Contr01)產(chǎn)品，在過程控制領(lǐng)域能夠使得一個控制系統(tǒng)真正實現(xiàn)完全目標化。QPC完全基于QuantumPLC和Momentum I/O操作平臺，能夠從單個Quantum PLC逐步延伸到分布式系統(tǒng)中去，并且也能夠全部與Ethemet、Intemet和TCP/IP技術(shù)完全集成在一起。將同時提供功能模塊圖表(FBD)和過程控制指令表兩種編程方式。在Contr01Logix中，ActiveX面板顯示控件與過程控制指令表同時工作，并在RSview的基礎(chǔ)上為過程控制應(yīng)用提供完美的畫面顯示。最近， PLC推出具有四通道高速計數(shù)器的HZCTRIO模件。該模件也能夠通過本地基于計數(shù)事件的處理器進行編程，而不需要從控制CPU中得到任何協(xié)助。結(jié)合機械和運動控制方面的內(nèi)容，Giddings＆Lewis公司提供了基于工業(yè)PC的MMC(機械與運動控制)軟件產(chǎn)品PicProforwindows，該軟件兼容于IEC611313標準的梯形邏輯圖和功能模塊圖表程序設(shè)計方式。其特點包括不超過32個軸向的模擬量控制或者SERCOS伺服系統(tǒng)控制，具備運動控制性能，內(nèi)藏OPC服務(wù)器驅(qū)動程序、電子郵件和文件傳輸器，以及為DeviceNet或者Profibus提供的通信接口，另外還提供了標準Intemet和Intranet訪問工具。對于PLC硬件，工業(yè)用戶只需要關(guān)心其性能和價格方面的內(nèi)容即可。工業(yè)用戶所有工作的目的在于實現(xiàn)系統(tǒng)集成，所以他們正在努力實現(xiàn)將運動軟件包、PLC、操作員界面甚至Internet結(jié)合在一起。然而，問題在于工業(yè)用戶通常是通過購買PLC硬件產(chǎn)品的方式來免費獲得軟件工具的。軟件供應(yīng)商也正在努力開發(fā)，并希望能夠為工業(yè)用戶提供更多軟件工具的選擇機會。Intellution軟件中中了大量強大的圖形化工具允許用戶能夠快速直觀地建立面向過程的實時窗口，F(xiàn)IX不僅包含圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開啟系統(tǒng)，而且InteUution軟件提供了工業(yè)界最為強大的功能，包括實時過程的監(jiān)視和監(jiān)督控制，報警和報警管理，歷史趨勢，統(tǒng)計過程控制，基于用戶的安全系統(tǒng)，方便的系統(tǒng)擴展，網(wǎng)絡(luò)等。IntellufionWorkSpace包括兩個全集成的環(huán)境，組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境，它提供了開發(fā)和顯示的畫面，調(diào)度(scheduler)報表和VB語言程序，并與實時數(shù)據(jù)交互工作，組態(tài)不僅提供了所有圖形，文本，數(shù)據(jù)。(6)硬件與軟件通過短短幾年的努力，我們不斷看到有許多新的軟邏輯控制軟件產(chǎn)品被推出。另外，PLC開發(fā)費用中，軟件開發(fā)費用所占的百分數(shù)正得到穩(wěn)定的增長。其著眼點在于全球市場對軟件產(chǎn)品有強大的購買力，并要求軟件產(chǎn)品能夠更加完美地運行在工業(yè)標準平臺上。然而，硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相互之間都是延緩此獨立的實體，與傳統(tǒng)的全集成PLC系統(tǒng)有很大的不同?？梢圆扇「鞣N方式來解決PLC的編程問題。傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)全部采用RSLogix 5000軟件進行編程工作?；趙indowsCE的應(yīng)用軟件和標準工具將允許工業(yè)用戶可以通過多重硬件生命周期的方式來保護他們所購買的軟件。相對于為一用戶習(xí)慣性決定過程而言，他們需要認真評價一種過程控制器及其編程軟件的靈活性。梯形圖邏輯、流程圖表、靜態(tài)邏輯、功能模塊、IEC ，連同VisualBasic和VisualC＋＋等都能夠很容易地把基于windowscE的PLC作為一種對象來對待處理。來自于制造業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)(MDS)公司的WinMotion軟件在單個套裝軟件中提供了軟運動控制、軟邏輯控制()和一套數(shù)據(jù)服務(wù)器，并不需要任何運動控制接口卡件，或者專用硬件產(chǎn)品。該軟件可以運行在具有單個處理器并安裝有VturCom RTX軟件部件的Windows NT操作系統(tǒng)平臺上。 PLC技術(shù)應(yīng)用情況目前，在我國火電廠的輸煤系統(tǒng)中，特別是進入80年代后期所建的大型火電廠中，輸煤系統(tǒng)都不同程度地設(shè)計、選用了微機程序控制方式，例如：神頭第二火電廠、陽泉第二火電廠、上海石洞口第二火電廠、華能大連火電廠、華能福卅l火電廠、華能上安火電廠等等。所以，近年來的輸煤大型設(shè)備(如斗輪堆取料機、翻車機等)及整個輸煤系統(tǒng)的控制，都把PLC作為控制系統(tǒng)的首選設(shè)備。如在一個機械設(shè)備、電氣設(shè)備及外圍信號設(shè)備不健康的系統(tǒng)中，在還沒有消除設(shè)備缺陷之前，即使勉強地去實現(xiàn)程序控制，亦必以失敗告終。這就涉及到對設(shè)備選型、施工安裝、運行管理等各個環(huán)節(jié)，對它們都應(yīng)提出更高的要求。所謂可控性，是指對機械的動作，能用電氣或其它方式方便地進行遠方控制。③要求輸煤系統(tǒng)盡可能的簡單、明了、清晰。雖然輸煤系統(tǒng)的簡化似乎限制了運行靈活性，但事實上在實現(xiàn)自動化后運行質(zhì)量的提高和處理事故的快速性，在一定程度上又彌補了這一缺陷。④有良好的檢修、運行管理體制，領(lǐng)導(dǎo)層重視程控系統(tǒng)的投用。 PLC現(xiàn)狀及發(fā)展自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。作為離散控制器的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20％～30％。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加l，程序從起始步(步序號為零)起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令)，然后再返回起始步循環(huán)運算。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位(也有32位的)為一個模擬量。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。在自動控制領(lǐng)域中，目前國內(nèi)外有為數(shù)眾多的生產(chǎn)PLC的廠家。而中小型PLC市場主要由日本的產(chǎn)品占領(lǐng)，如三菱、東芝、富士等。目前大部分國內(nèi)廠家走吸引的道路，其產(chǎn)品接近或兼容于國外著名公司的同類產(chǎn)品。例如：中泰火電廠工程中輸煤系統(tǒng)部分就是采用國外著名公司的產(chǎn)品。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。大多數(shù)人認為，PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場份額。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLc組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在思想上己經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。在本文中，結(jié)合中泰火電廠輸煤程控系統(tǒng)，以實例形式對程控系統(tǒng)各個部分進行深入分析。要使輸煤程控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，增加其抗干擾能力是十分重要的。盡管如此，由于輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各類干擾信號較多，使得抗干擾問題成為輸煤程控設(shè)計、調(diào)試及運行中的一大難題。本文主要研究了輸煤程控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)和幾種抗干擾措施在輸煤程控系統(tǒng)具體實施方法。本章結(jié)合輸煤系統(tǒng)做一些簡要介紹。其后工序是火電廠燃燒爐一蒸汽機一發(fā)電機，這些工序的控制都涉及過程控制技術(shù)；隨著科技的不斷進步，電子技術(shù)的不斷發(fā)展，過程控制技術(shù)經(jīng)歷了三四十年代單參數(shù)儀表控制、四五十年代的單元組合儀表綜合參數(shù)儀表控制以及60年代興起的計算機過程控制等幾個階段【1216】。計算機能夠高速度的進行大量的計算工作，具有信息存儲、邏輯判斷、精確、快速和自動化程度高等特點。所以，計算機已成為工業(yè)自動化控制的有力工具，是工業(yè)自動化的發(fā)展方向。 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)又稱計算機開環(huán)監(jiān)督控制系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)采集和處理，同時為操作人員提供能夠反映生產(chǎn)過程工況的各種數(shù)據(jù)，并且相應(yīng)地給出操作指導(dǎo)信息，供操作人員參考。另一種情況是計算機按照預(yù)先規(guī)定的操作順序和操作方法，根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，逐條輸出操作指導(dǎo)信息。采用操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，不僅可以對操作人員進行培訓(xùn)指導(dǎo)，而且可以較安全地進行新方案、新模型、新程序、新設(shè)備等的試驗工作，缺點是仍需人工操作。DDC系統(tǒng)屬于計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)，此類系統(tǒng)不用調(diào)節(jié)器，而是由以計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字控制器代替常規(guī)的模擬控制器，直接對生產(chǎn)過程進行控制。被控對象計 算 機過程輸入通道過程輸出通道接口接口顯示打印報警存儲系統(tǒng)操作 直接數(shù)字控制系統(tǒng)在DDC系統(tǒng)中，計算機直接承擔(dān)著重要的控制任務(wù)，因此要求計算機的實時性好、可靠性高和適應(yīng)性強，必須選擇合適的硬件設(shè)備。另外，工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，干擾頻繁，對計算機的可靠運行產(chǎn)生很大影響。 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)(SupervisoryComputeControl，簡稱SCC)是在DDC和操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其中直接數(shù)字控制的功能由DDC用計算機(稱為第一級)完成；高級控制和管理的任務(wù)由SCC用計算機(稱為第二級)承擔(dān)，它根據(jù)反映生產(chǎn)過程工況的數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型的計算，給DDC用計算機提供各種控制信息，比如最佳給定值和最優(yōu)控制量等。因此，要求可靠性高，抗干擾性強，并能獨立工作。一般選用高檔微型機或小型機作為SCC用計算機。DCS它采用多層分級結(jié)構(gòu)的形式，從上到下分為過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級和經(jīng)營管理級，每級用一臺或數(shù)臺計算機，級間通過數(shù)據(jù)通信總線進行連接。 相關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù)iFIX是美國Intellution公司開發(fā)的大型工控組態(tài)軟件，是當(dāng)今世界工業(yè)控制領(lǐng)域最為流行的上位機監(jiān)控軟件之一。該軟件具有較強的通用性和開放性，可靠性高，功能強大，已被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、石油等行業(yè)的計算機監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)中。為此，我們借助于ODBC技術(shù)，將iFIX采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送到MIS系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)信息資源的共享。開放式數(shù)據(jù)庫互連(ODBC)是Microsoft建議并開發(fā)的數(shù)據(jù)庫訪問API標準，它是建立在各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)底層驅(qū)動程序之上的一個標準層，對數(shù)據(jù)庫的底層作了封裝，允許應(yīng)用程序用統(tǒng)一的訪問數(shù)據(jù)標準：結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)來訪問數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。ODBC應(yīng)用