加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）加熱反應(yīng)爐plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名： 郭 凱 指 導(dǎo) 教 師： 高艷萍(副教授) 專 業(yè) 名 稱： 自 動(dòng) 化 所 在 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 2011年 6 月目 錄摘要iabstractii第一章 引言11.1研究的目的和意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3研究的內(nèi)容1第二章 控制系統(tǒng)設(shè)備簡介22.1 plc的定義22.2 plc的特點(diǎn)22.3 plc的通信聯(lián)網(wǎng)32.4 plc的應(yīng)用領(lǐng)域32.5 mcgs組態(tài)軟件簡介42.6 加熱反應(yīng)爐簡介7第三章 控制畫面的創(chuàng)建93.1工程的建立93.2變量的定義93.3控制畫面的設(shè)計(jì)與制作103.4動(dòng)畫連接113.5控制程序的編

2、寫113.6 數(shù)據(jù)顯示畫面的設(shè)計(jì)與制作12第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)174.1加熱反應(yīng)爐對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求174.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案174.3 對(duì)象和范圍的確定194.4 電路設(shè)計(jì)204.5系統(tǒng)硬件圖設(shè)計(jì)204.6控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)23第五章 系統(tǒng)抗干擾措施275.1 電磁干擾的類型及其影響275.2 電磁干擾主要來源275.3 加熱反應(yīng)爐控制系統(tǒng)的抗干擾措施28第六章 結(jié)論30致謝31參考文獻(xiàn)32摘要加熱反應(yīng)爐是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，為了安全生產(chǎn)避免事故的發(fā)生，應(yīng)用plc 對(duì)它進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是非常必要的。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)plc對(duì)加熱反應(yīng)爐的可視化控制，該控制技術(shù)可以對(duì)真空爐的溫度、真空度和水開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)

3、進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)操作前的設(shè)定值，進(jìn)行升溫和保溫控制，實(shí)現(xiàn)加熱反應(yīng)爐內(nèi)水位變化實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示輸出，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)異?；蚋鲄?shù)越限時(shí)立即報(bào)警。這不僅能進(jìn)行安全生產(chǎn)，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益減少不必要的人力物力的投入。該控制系統(tǒng)以可編程控制器為核心，通過專用數(shù)據(jù)線和上位機(jī)通信，利用組態(tài)軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果表明，plc和mcgs的結(jié)合有利于plc 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：加熱反應(yīng)爐，plc，mcgs，監(jiān)控，報(bào)警abstractthermal reaction furnaces are important equipment in factory. it

4、 is necessary to application of plc control in real-time in order to prevent safety accidents.the visual control of thermal reaction furnace is realized in this paper by using commom configuration software programmable logic controller.the furnace control technology for temperature, vacuum, water sw

5、itch status testing.and according to the settings before the operation, to control the heating and insulation.the heating the reactor to achieve real-time water level changes within the historical curve and the curve shows the output.it can also alarm with equipment state abnormal or various paramet

6、ers on the limit.this not only for safety, but also increase economic efficiency to reduce unnecessary investment in human and material resources.the control system uses programmable logic controller as the core.programmable logic controller through the dedicated data lines and the host computer com

7、munication.using the configuration software for real-time monitoring of the entire system.the simulation experiment debugging results show that,the combination of plc and mcgs is conducive to the plc design, testing, and has a good value.key words:thermal reaction furnaces, plc, mcgs,technology moni

8、tor, alarm第一章 引言1.1研究的目的和意義加熱反應(yīng)爐是工業(yè)生產(chǎn)中常用的重要設(shè)備，過去僅依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，往往存在送料、溫度、壓力等條件變化時(shí)不能實(shí)施有效控制的問題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)次品，造成原料浪費(fèi)，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。可編程序控制器plc以其可靠性高、功能強(qiáng)、控制靈活等特點(diǎn)，已成為目前工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的首選控制裝置。它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯順序控制，還能完成少量模擬量的過程控制，且編程簡單，使用方便。使用自動(dòng)控制系統(tǒng)能有效的提高生產(chǎn)的安全性，大大降低了事故的發(fā)生率，并能提高生產(chǎn)效率，使原材料的使用率達(dá)到最大。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國際上對(duì)加熱爐的優(yōu)化控制開始于70年代，我國從8

9、0年代才開始對(duì)這方面進(jìn)行研究。我國現(xiàn)有工業(yè)鍋爐中，很多設(shè)備自動(dòng)化程度不高，熱效率在40左右，隨著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長模式向依靠技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)變，對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化的要求越來越迫切，改變鍋爐運(yùn)行中傳統(tǒng)手動(dòng)、半自動(dòng)操作方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和管理，提高熱效率，保障安全運(yùn)行已經(jīng)勢(shì)在必行。在鋼鐵領(lǐng)域，以前人們對(duì)加熱爐優(yōu)化控制研究主要集中在鋼坯的升溫過程的數(shù)學(xué)模型、爐溫優(yōu)化設(shè)定以及燃燒控制，近年來智能控制技術(shù)正逐步被應(yīng)用到加熱爐爐溫控制中。我國的加熱爐相當(dāng)一部分還處于基地式儀表控制，表盤顯示的水平，軟件操作不宜為普通工人所掌握。為改變這種落后狀況，有效途徑之一就是進(jìn)行加熱爐監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。加熱爐的工作目標(biāo)是在最

10、短的時(shí)間內(nèi)采取最經(jīng)濟(jì)的方式把顱內(nèi)的鋼坯加熱到所要求的狀態(tài)。可編程序控制器的發(fā)展加速了熱處理自動(dòng)化，并有與其它工序組成自動(dòng)熱處理線的趨勢(shì)。1.3研究的內(nèi)容本課題主要研究通過可編程控制器對(duì)加熱反應(yīng)爐工作過程的控制，通過使用mcgs 組態(tài)軟件，并結(jié)合現(xiàn)場的通用i / o 設(shè)備（傳感器和板卡），對(duì)加熱反應(yīng)爐進(jìn)行進(jìn)料和排料、進(jìn)氣和排氣、加熱等自動(dòng)控制，主要分為三個(gè)階段送料控制，加熱反應(yīng)控制和泄放控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示報(bào)表輸出和歷史數(shù)據(jù)的記錄和報(bào)表輸出，并對(duì)反應(yīng)爐內(nèi)水位變化進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線顯示輸出和歷史曲線顯示輸出。第二章 控制系統(tǒng)設(shè)備簡介2.1 plc的定義plc即可編程控制器（programmable l

11、ogic controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(huì)（international electrical committee）頒布的plc標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)plc做了如下定義：plc英文全稱programmable logic controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.plc是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的

12、語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有plc。plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。國際電工委員會(huì)(iec)在其標(biāo)準(zhǔn)中將plc定義為:可編程控制器是一種數(shù)位運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操

13、作等,面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.2 plc的特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余cpu的plc的平均無故障工作時(shí)間則更長。從plc的機(jī)外電路來說，使用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，

14、出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)plc發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代plc大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來plc的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員

15、歡迎plc作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用plc的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造plc用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小，重量輕，能耗低以超小型

16、plc為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備2。2.3 plc的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。plc具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使plc與plc之間、plc與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)plc具有rs-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。plc的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，iec規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，plc各

17、廠家均有采用。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。2.4 plc的應(yīng)用領(lǐng)域plc的主要應(yīng)用范圍通?？煞譃橐韵聨追N：1.中小型單機(jī)電氣控制系統(tǒng)這是plc應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，例如塑料機(jī)械、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、電鍍流水線及電梯控制等。這些設(shè)備對(duì)控制系統(tǒng)的要求大都屬于邏輯順序控制，所以這也是

18、最適合plc使用的領(lǐng)域。在這里plc用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制，應(yīng)用于單機(jī)控制，多機(jī)群控等。2.制造業(yè)自動(dòng)化制造業(yè)是典型的工業(yè)類型之一，在該領(lǐng)域主要對(duì)物體進(jìn)行品質(zhì)處理、形狀加工、組裝，以位置、形狀、力、速度等機(jī)械量和邏輯控制為主。其電器自動(dòng)控制系統(tǒng)中的開關(guān)量占絕大多數(shù)，有些場合，數(shù)十臺(tái)、上百臺(tái)單機(jī)控制設(shè)備組合在一起形成大規(guī)模的生產(chǎn)流水線，如汽車制造和裝配生產(chǎn)線等等，由于plc性能的提高和通信功能的增強(qiáng)，使得它在制造業(yè)領(lǐng)域中的大中型控制系統(tǒng)中也占絕對(duì)主導(dǎo)地位。3.運(yùn)動(dòng)控制為適應(yīng)高精度的位置控制，現(xiàn)在的plc制造商為用戶提供了功能完善的運(yùn)動(dòng)控制功能。這一方面體現(xiàn)在功能強(qiáng)大的主機(jī)可以完成多路高速計(jì)

19、數(shù)器的脈沖采集和大量的數(shù)據(jù)處理的功能；另一方面還提供了專門的單軸或多軸的控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的位置控制模塊，這些智能化的模塊可以實(shí)現(xiàn)任何對(duì)位置控制的任務(wù)要求?，F(xiàn)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域基于plc的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和其他的控制手段相比，功能更強(qiáng)、裝置體積更小、價(jià)格更低、速度更快、操作更方便。4.流程工業(yè)自動(dòng)化流程工業(yè)是工業(yè)類型中重要分支，如電力，石油、化工、造紙等，其特點(diǎn)是對(duì)物流進(jìn)行連續(xù)加工。過程控制系統(tǒng)中以壓力、流量、溫度、物位等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)為主，大部分場合還有防爆要求。從20世紀(jì)90年代以后，plc具有了控制大量的過程菜蔬的能力，對(duì)多路參數(shù)進(jìn)行pid調(diào)節(jié)也變得非常容易和方便。和傳統(tǒng)的分布式控制

20、系統(tǒng)dcs相比，其價(jià)格方面也具有了較大的優(yōu)勢(shì)，再加上在人機(jī)界面和聯(lián)網(wǎng)通信性能方面的完善和提高，plc控制系統(tǒng)在過程控制系統(tǒng)領(lǐng)域也占據(jù)了相當(dāng)大的市場分量1。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的普及，雖然大中型的單獨(dú)的基于plc的控制系統(tǒng)在逐步減少，但實(shí)際上許多帶有各種現(xiàn)場總線通信接口的主站和分布式的智能化從站也都由plc來實(shí)現(xiàn)，更何況在中小型的控制系統(tǒng)和單機(jī)控制系統(tǒng)中，仍然是以plc作為主控制器?？梢灶A(yù)計(jì)，在未來的相當(dāng)長的時(shí)期里，plc仍然將快速發(fā)展，繼續(xù)擔(dān)當(dāng)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域中的主角。2.5 mcgs組態(tài)軟件簡介組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文scada,即 supervision,cont

21、rol and data acquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(rtu system,remote terminal unit)。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的hmi（人機(jī)接口軟件

22、，human machine interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的hmi的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫hmi應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、scada、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)i/o設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)

23、軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。1. 產(chǎn)品特點(diǎn)方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式（bmp、gif、jpg、jpeg、cad等）的圖片，方便畫面制作，大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量；高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫4萬點(diǎn)數(shù)據(jù)負(fù)荷時(shí)，訪問吞吐量可達(dá)到20000次/秒；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏；強(qiáng)大的activex控件對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；全新的、靈活的報(bào)表設(shè)計(jì)工具：提供豐富的報(bào)

24、表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板；提供在internet上通過ie瀏覽器以“瘦”客戶端方式來監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的解決方案；支持通過pda掌上終端在internet實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，支持通過移動(dòng)gprs、cdma網(wǎng)絡(luò)與控制設(shè)備或其它遠(yuǎn)程力控節(jié)點(diǎn)通訊，支持控制設(shè)備冗余、控制網(wǎng)絡(luò)冗余、監(jiān)控服務(wù)器冗余、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)冗余、監(jiān)控客戶端冗余等多種系統(tǒng)冗余方式。2.全新的高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫力控6.0組態(tài)軟件重新設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫內(nèi)核部分。除了采用旋轉(zhuǎn)門算法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮外，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)了磁盤存貯算法以實(shí)現(xiàn)對(duì)長年形成的海量歷史數(shù)據(jù)的快速查詢。支持的

25、數(shù)據(jù)類型除原有的浮點(diǎn)型、布爾型、字符串型外，新增了對(duì)二進(jìn)制型數(shù)據(jù)的支持。單臺(tái)服務(wù)器容量可達(dá)100,000點(diǎn)，吞吐量支持每秒寫入/查詢20,000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。歷史數(shù)據(jù)庫可在線備份。支持多服務(wù)器處理。當(dāng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成雙機(jī)冗余系統(tǒng)時(shí)增加了從站操作功能，即處于備用狀態(tài)的從站可作為普通操作員站使用。3.新增數(shù)據(jù)庫快速訪問接口dbidbi是一套全新設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問接口。它除了兼容原有接口dbcom的所有接口功能外，還增加了獲取數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)信息的接口，并增加了動(dòng)態(tài)控制變化數(shù)據(jù)集功能。由于dbi口采用了快速數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，數(shù)據(jù)訪問吞吐量可達(dá)到20000次/秒，可以適合過程仿真、優(yōu)化控制、專家診斷等多種行業(yè)應(yīng)用。

26、4.進(jìn)程管理新增的進(jìn)程管理器可按照配置安全啟動(dòng)、停止各個(gè)程序進(jìn)程，支持進(jìn)程異常自動(dòng)處理功能。可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)各進(jìn)程狀態(tài)，遠(yuǎn)程啟、停進(jìn)程，遠(yuǎn)程上傳、下載工程應(yīng)用或更新程序組件。5.報(bào)警、事件處理強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能。6.功能強(qiáng)大的、開放的過程可視化監(jiān)控平臺(tái)全面提升的hmi1）支持hmi圖層操作，可靈活控制各圖層的顯示與隱藏。2）重新設(shè)計(jì)的hmi的對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性。3）完善了力控ocx容器的事件型腳本功能，支持更多類型的ocx控件。4）增強(qiáng)的sql腳本?？筛鶕?jù)sql腳本

27、函數(shù)返回值判斷執(zhí)行結(jié)果、支持模糊查詢、支持時(shí)間類型字段的處理等。7.靈活的報(bào)表生成器1）提供豐富的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本。2）兼容excel工作表文件，提供類excel的絕大部分功能，包括：編輯功能、計(jì)算功能、圖表功能等。3）支持圖表顯示自動(dòng)刷新，可輸出多種文件格式： excel、txt、pdf、html、csv等。4）可實(shí)現(xiàn)多層表頭，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表嵌套，可以制作復(fù)雜的報(bào)表格式。5）具備打印、打印預(yù)覽、頁眉頁腳打印功能。6）報(bào)表數(shù)據(jù)源支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，可顯示、處理實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。7）提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板。8.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)組件和圖庫進(jìn)行了

28、大量更新與擴(kuò)充1）重新設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)、xy曲線、多功能報(bào)警、歷史報(bào)表、總貌畫面、溫控曲線、ado歷史曲線等標(biāo)準(zhǔn)組件。2）新增多功能圖片顯示、gif透明動(dòng)畫、cad圖形組件等實(shí)用圖形工具。3）優(yōu)化、改造了文本輸入、下拉框、列表框、復(fù)選框、多選按鈕、起始時(shí)間、時(shí)間范圍、歷史追憶等windows控件。4）優(yōu)化、改造了多媒體播放器、flash播放器、瀏覽器、幻燈片等子圖。5）增加了大批如：pid調(diào)節(jié)器、手操器等實(shí)用子圖。9.新一代的網(wǎng)絡(luò)功能1）web發(fā)布不但支持自有的web服務(wù)器，同時(shí)支持iis服務(wù)器，開放的web控件方便用戶建立門戶網(wǎng)站。2）支持掌上pda終端訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，瀏覽畫面。3）

29、豐富了xml數(shù)據(jù)傳送接口。4）加強(qiáng)了gprs/cdma移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)數(shù)據(jù)功能，適合大型移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理。10.全面升級(jí)的i/o調(diào)度6.0的i/o調(diào)度在兼容原有全部驅(qū)動(dòng)程序的前提下，進(jìn)行了多項(xiàng)功能改進(jìn)。1）通過簡單組態(tài)配置，即可支持控制設(shè)備的的串口、以太網(wǎng)通道冗余以及控制器冗余。2）每個(gè)驅(qū)動(dòng)可加載獨(dú)立進(jìn)程完成采集，徹底消除單進(jìn)程容易產(chǎn)生的線程安全隱患。3)增加驅(qū)動(dòng)管理器，可查看信道、設(shè)備的狀態(tài)信息，信道的通信報(bào)文，對(duì)信道進(jìn)行啟、?？刂?。4）支持異種通信協(xié)議共享同一信道（如：采用rs485協(xié)議同時(shí)在一個(gè)鏈路上采集多種廠家、不同協(xié)議的設(shè)備）。5）增加了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)讀寫的優(yōu)先級(jí)控制功能。11.組態(tài)軟件特點(diǎn)

30、隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對(duì)象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)

31、控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。 組態(tài)（configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)： 1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)； 2）封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能； 3）通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（plc、智

32、能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的i/o driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。2.6 加熱反應(yīng)爐簡介加熱反應(yīng)爐作為一種熱能動(dòng)力設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。以繼電接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代鍋爐越來越高，越來越復(fù)雜的要求，這一領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)化已勢(shì)在必行，而應(yīng)用在當(dāng)前工業(yè)過程控制領(lǐng)域中引人注目的plc又是使其計(jì)算機(jī)化的簡便和可靠途徑。在系統(tǒng)中，硬件上采用技術(shù)比較的成熟的可編程邏輯控制器，開發(fā)了采用plc的開關(guān)量和模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量采集；方法上運(yùn)用到的是過程

33、控制中常用的前饋與串級(jí)控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)所運(yùn)用到的界面是由mcgs軟件做的。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中, 溫度控制占有著極為重要的地位, 特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等。溫度控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控

34、制理論。故以plc為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)控制，使的企業(yè)總的自動(dòng)化水平大大提高。1.加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：輸入設(shè)備輸出設(shè)備啟動(dòng)按鈕加熱接觸器停止按鈕排氣閥上液面感應(yīng)器進(jìn)料閥下液面感應(yīng)器氮?dú)忾y壓力感應(yīng)器泄放閥溫度感應(yīng)器表12. 加熱反應(yīng)爐原理圖：加熱反應(yīng)爐整體由四個(gè)閥：排氣閥、進(jìn)料閥、氮?dú)忾y、泄放閥，四個(gè)傳感器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅?、下液面?zhèn)鞲衅?，鍋爐，加熱器及加熱接觸器等組成。圖1 加熱反應(yīng)爐原理圖 第三章 控制畫面的創(chuàng)建3.1工程的建立打開電腦，按以下步驟建立工程：1.進(jìn)入mcgs組態(tài)環(huán)境.2.單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“新建工程”。3.單擊“文件”菜單，彈出

35、下拉菜單，單擊“工程另存為”，彈出文件保護(hù)窗口。在文件名一欄輸入工程名：“加熱反應(yīng)爐可視化監(jiān)控系統(tǒng)”單擊“保存”按鈕，工程建立完畢。 3.2變量的定義1.變量的分配變量的分配見表2：x1開關(guān)0下液面檢測(cè)，開關(guān)量輸入，液位超過下液位時(shí)為1，否則為0x2開關(guān)0爐內(nèi)溫度，開關(guān)量輸入，溫度超過設(shè)定值時(shí)為1，否則為0x3開關(guān)0上液面檢測(cè)，開關(guān)量輸入，液位超過上液位時(shí)為1，否則為0x4開關(guān)0爐內(nèi)壓力，開關(guān)量輸入，壓力超過設(shè)定值時(shí)為1，否則為0sb1開關(guān)0啟動(dòng)按鈕，開關(guān)量輸入，按下為1，再按為0，1有效sb2開關(guān)0停止按鈕，開關(guān)量輸入，按下為1，再按為0，1有效y1開關(guān)1排氣閥，開關(guān)量輸出，0有效y2開關(guān)1

36、進(jìn)料閥，開關(guān)量輸出，0有效y3開關(guān)1氮?dú)忾y，開關(guān)量輸出，0有效y4開關(guān)1泄放閥，開關(guān)量輸出，0有效y5開關(guān)1加熱爐電源，開關(guān)量輸出，0有效zhv1開關(guān)0定時(shí)器時(shí)間到zhv2開關(guān)0定時(shí)器啟動(dòng)zhv3數(shù)值0定時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間水?dāng)?shù)值0動(dòng)態(tài)參數(shù)復(fù)位開關(guān)0復(fù)位按鈕，開關(guān)量輸入，按下為1，再按為0，1有效表2 變量分配表2. 變量的定義步驟1）單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)卡，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。將表2中定義的數(shù)據(jù)添加進(jìn)去。2）單擊工作臺(tái)右側(cè)“新增對(duì)象”按鈕，在數(shù)據(jù)對(duì)象列表中立刻出現(xiàn)了一個(gè)新數(shù)據(jù)對(duì)象。3）選中數(shù)據(jù)對(duì)象，單擊右側(cè)“對(duì)象屬性”按鈕或直接雙擊該數(shù)據(jù)對(duì)象，彈出“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置”窗口。4）將“對(duì)象

37、名稱”改為x1；“對(duì)象初值”改為0；對(duì)象類型改為開關(guān)型；“對(duì)象內(nèi)容注釋”欄填入：下液面檢測(cè)，開關(guān)量輸入，液位超過下液位時(shí)為1，否則為0。5）單擊“確定”按鈕。6）重復(fù)（2）到（5），定義其他16個(gè)對(duì)象。7)單擊“保存”按鈕3.3控制畫面的設(shè)計(jì)與制作按照mcgs組態(tài)軟件的要求，建立并編輯自動(dòng)控制畫面如圖3所示。畫面畫出了加熱反應(yīng)爐的簡單示意圖，并設(shè)計(jì)了九個(gè)指示燈，分別代表低液位傳感器，溫度傳感器，上液位傳感器，壓力變送器，排氣閥，進(jìn)料閥，氮?dú)庑狗砰y和加熱爐電源的情況，運(yùn)行時(shí)，指示燈隨之做出相應(yīng)指示。圖中還設(shè)計(jì)了七個(gè)按鈕，分別代表開始，停止，復(fù)位，x1,x2,x3,x4.其中x1,x2,x3,x4

38、這幾個(gè)按鈕分別代表與之對(duì)應(yīng)的傳感器情況，用來模擬傳感器信號(hào)；用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開始，停止，復(fù)位這幾個(gè)按鈕可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。在軟件中可以利用這些按鈕來進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，當(dāng)調(diào)試完成后，安裝板卡，接通實(shí)際對(duì)象，這些按鈕可以去掉。1.畫面建立1）單擊屏幕上角的工作臺(tái)圖標(biāo)，彈出工作臺(tái)窗口。2）單擊“用戶窗口選項(xiàng)卡”，進(jìn)入“用戶窗口”頁。3）單擊右側(cè)新建窗口按鈕，出現(xiàn)“窗口0”圖標(biāo)。4）單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶窗口”屬性設(shè)置窗口。在基本屬性頁的窗口名稱”欄內(nèi)填入“加熱反應(yīng)爐自動(dòng)控制畫面”，“口位置”選最大化顯示，其它不變。單擊確認(rèn)按鈕，關(guān)閉窗口。5）此時(shí)“工作臺(tái)”的“用戶窗口”中，“窗口0”圖標(biāo)已變?yōu)椤?/p>

39、加熱反應(yīng)爐自動(dòng)控制畫面”。選中“加熱反應(yīng)爐自動(dòng)控制畫面”，單擊右鍵彈出下拉菜單，選中“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”，則當(dāng)mcgs運(yùn)行時(shí)，將自動(dòng)加載該窗口。6）單擊“保存”按鈕。2.畫面編輯步驟1）進(jìn)入畫面編輯環(huán)境2）輸入文字“加熱反應(yīng)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)”3）畫加熱反應(yīng)爐4）畫指示燈5）畫傳感器6）畫閥門7）畫流動(dòng)塊8）畫箭頭9）畫底部折線10）輸入文字標(biāo)簽11）畫按鈕12）對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行排列3.4動(dòng)畫連接畫面編輯好后，需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)聯(lián)起來，以便運(yùn)行時(shí)，畫面上的內(nèi)容能隨變量變化。動(dòng)畫連接的內(nèi)容如下：液面升降動(dòng)畫效果的制作指示燈的動(dòng)畫連接閥門的動(dòng)畫連接流動(dòng)塊的動(dòng)畫連接液位實(shí)時(shí)顯示動(dòng)畫效果的制作按

40、鈕的動(dòng)畫連接3.5控制程序的編寫系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能（即工藝過程）在前面已經(jīng)有過陳述，為了實(shí)現(xiàn)這些功能要編寫控制程序。在mcgs中控制程序的編寫采用的是策略組態(tài)的形式，所謂運(yùn)行策略，可以簡單理解為系統(tǒng)運(yùn)行與控制的思想和方法。mcgs提供了許多“策略構(gòu)件”，這里要用到其中的定時(shí)器，腳本程序。1.定時(shí)器的制作1）在策略中添加定時(shí)器構(gòu)件2）定時(shí)器屬性設(shè)置2. 腳本程序的制作1）將腳本程序添加到策略行a.單擊工具欄“新增策略行”按鈕，在定時(shí)器下增加一行新策略。b.選中策略工具箱中的“腳本程序”c單擊新增策略行末端的小方塊，腳本程序被添加到該策略。d.選中該策略行。單擊工具欄的“向上移動(dòng)”按鈕腳本程序上移

41、至定時(shí)器行上。e.雙擊腳本程序策略行末端的方塊，出現(xiàn)腳本程序編輯窗口。2）腳本程序清單此處從略3）腳本程序的輸入和編輯：a將以上程序輸入到腳本程序編輯框。b.單擊“檢查”按鈕進(jìn)行語法檢查。c.單擊“確認(rèn)”按鈕，退出程序編輯。d.單擊“保存”按鈕。3.6 數(shù)據(jù)顯示畫面的設(shè)計(jì)與制作在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)生一些意外情況，甚至可能會(huì)引發(fā)事故。為了進(jìn)行實(shí)時(shí)的精確監(jiān)控，需要系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)顯示；當(dāng)意外情況發(fā)生后，需要查找原因，這就需要系統(tǒng)顯示歷史數(shù)據(jù)，以避免今后再發(fā)生類似情況?？梢哉f，系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)顯示對(duì)安全生產(chǎn)非常重要。這里制作的顯示畫面包括：實(shí)時(shí)報(bào)表，歷史報(bào)表，水位實(shí)時(shí)曲線和水位歷史曲線。其

42、系統(tǒng)流程圖如圖2所示。圖2 系統(tǒng)流程圖1.組對(duì)象的定義1）進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，單擊“新增對(duì)象”按鈕，增加一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。2）雙擊該對(duì)象，彈出屬性設(shè)置窗口。3）在“基本屬性”設(shè)置頁設(shè)置對(duì)象名：組對(duì)象，類型：組對(duì)象。4) 單擊“組成員對(duì)象”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“組對(duì)象成員”頁。5）在左邊數(shù)據(jù)對(duì)象列表中選擇“x1”,單擊“增加”按鈕，數(shù)據(jù)對(duì)象“x1”被添加到右邊的“組對(duì)象成員列表”中。按照同樣的方法，將“x2”，“x3”,“x4”，“y1”，“y2”，“y3”，“y4”，“y5”，“水”添加到組對(duì)象成員中。6）單擊“確認(rèn)”按鈕，組對(duì)象設(shè)置完畢。2.報(bào)表輸出所謂數(shù)據(jù)報(bào)表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定的格式將統(tǒng)計(jì)分析后的數(shù)據(jù)

43、記錄顯示和打印出來，常用的報(bào)表有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。數(shù)據(jù)報(bào)表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分，是對(duì)生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象狀態(tài)的綜合記錄。實(shí)時(shí)報(bào)表:實(shí)時(shí)報(bào)表用于將當(dāng)前時(shí)間的數(shù)據(jù)變量按一定報(bào)告格式顯示和打印出來。通常實(shí)時(shí)報(bào)表可以通過mcgs系統(tǒng)的自由表格構(gòu)件來創(chuàng)建。具體操作步驟從略。歷史報(bào)表:歷史報(bào)表通常用語從歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)記錄，并以一定的格式顯示歷史數(shù)據(jù)。利用歷史表格動(dòng)畫構(gòu)件實(shí)現(xiàn)歷史報(bào)表的步驟從略。3. 曲線顯示對(duì)生產(chǎn)過程的重要參數(shù)進(jìn)行曲線記錄有兩個(gè)好處:一是評(píng)價(jià)過去的生產(chǎn)情況，二是預(yù)測(cè)以后的生產(chǎn)過程，因此曲線顯示在工控系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的部分。曲線顯示有實(shí)時(shí)曲線顯示和歷史曲線顯示

44、。實(shí)時(shí)曲線:實(shí)時(shí)曲線可象筆繪記錄儀一樣與曲線形式實(shí)時(shí)顯示一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)值的變化情況。具體操作步驟從略。歷史曲線:歷史曲線主要用于事后查看數(shù)據(jù)和狀態(tài)，分析變化趨勢(shì)和總結(jié)規(guī)律。制作過程從略。4.數(shù)據(jù)顯示畫面的菜單連接（1）新增一用戶策略，名為數(shù)據(jù)顯示。（2）新增一菜單項(xiàng)，名為數(shù)據(jù)顯示，并建立“數(shù)據(jù)顯示”菜單和策略之間的關(guān)系。5.自動(dòng)控制畫面的菜單連接經(jīng)過以上設(shè)置，在mcgs運(yùn)行環(huán)境中，單擊菜單欄中的“數(shù)據(jù)顯示”菜單，畫面便會(huì)切換到數(shù)據(jù)顯示畫面。為了保證快速便捷的返回自動(dòng)控制畫面的菜單連接。新增一用戶策略，名為控制畫面。新增一菜單項(xiàng)，名為控制畫面，并建立“控制畫面”菜單和策略之間的關(guān)系。圖3

45、自動(dòng)控制畫面6.連接將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)聯(lián)起來，運(yùn)行時(shí)，畫面上的內(nèi)容隨變量的改變而變化。7.編寫控制程序按照系統(tǒng)所要求實(shí)現(xiàn)的功能，編寫控制程序。在mcgs中，控制程序的編寫采用的是策略組態(tài)的形式。所謂運(yùn)行策略，可以簡單理解為系統(tǒng)運(yùn)行與控制的思想和方法。mcgs提供了許多“策略構(gòu)件”，這里主要用到其中的定時(shí)器和腳本程序。8.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)生一些意外情況，甚至可能會(huì)引發(fā)事故。為了進(jìn)行安全生產(chǎn)，需要系統(tǒng)顯示實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的精確監(jiān)控；當(dāng)意外情況發(fā)生后，需要及時(shí)查找原因，這就要求系統(tǒng)顯示歷史數(shù)據(jù)，以避免今后再次發(fā)生類似的情況。因此，系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)的顯示對(duì)安全生產(chǎn)

46、非常重要。這也正是組態(tài)控制技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，也是組態(tài)監(jiān)控不同于普通攝像頭監(jiān)控錄像之處。組態(tài)監(jiān)控能夠以各種方式靈活直觀顯示生產(chǎn)過程的參數(shù)及其變化，而普通攝像監(jiān)控則不能深入到生產(chǎn)過程內(nèi)部直觀顯示過程數(shù)據(jù)的變化。為了達(dá)到安全生產(chǎn)目的，需要制作數(shù)據(jù)顯示畫面，包括：實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表、水位實(shí)時(shí)曲線和水位歷史曲線。最終效果圖如圖4所示。圖4 數(shù)據(jù)顯示畫面最終效果第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1加熱反應(yīng)爐對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求在工藝過程上，加熱反應(yīng)爐對(duì)電控系統(tǒng)有如下要求：1.進(jìn)料控制加熱反應(yīng)爐開始工作時(shí)，首先檢測(cè)下液面sk1，爐溫sk2，爐內(nèi)壓力sk4是否都小于給定值，即是否都為邏輯0，若為0，則開啟排氣閥kv1和

47、進(jìn)料閥kv2。液面上升到設(shè)定位置時(shí)，使sk3閉合，并關(guān)閉排氣閥和進(jìn)料閥，延時(shí)20s后，開啟氮?dú)忾ykv3使?fàn)t內(nèi)壓力上升，當(dāng)壓力上升到給定值時(shí)（sk4=1），關(guān)閉氮?dú)忾y，進(jìn)料過程結(jié)束。2.加熱反應(yīng)控制當(dāng)爐溫低于給定值時(shí)（sk2=0），接通加熱反應(yīng)爐電源接觸器km1；當(dāng)爐溫高于給定值時(shí)（sk2=1）,切斷加熱電源，維持10 min，在此時(shí)間內(nèi)爐溫實(shí)現(xiàn)通斷控制，即保持sk2=13.泄放控制打開排氣閥kv1，使?fàn)t內(nèi)壓力降到起始值(sk4=0)，并打開排放閥kv4，當(dāng)爐內(nèi)液面下降到下液面時(shí)（sk1=0）,關(guān)閉kv4和kv1，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案首先，選擇機(jī)型。目前plc產(chǎn)

48、品種類繁多，同一個(gè)公司生產(chǎn)出來的plc也常常推出系列產(chǎn)品，這需要用戶去選擇最適合自己要求的產(chǎn)品。正確選擇產(chǎn)品中，首要的是選定機(jī)型。只有選好機(jī)型，我們才能成功的做出產(chǎn)品，其選擇方法有兩種：1. 根據(jù)系統(tǒng)類型選擇機(jī)型。從選機(jī)型的角度看，控制系統(tǒng)可以分成單體控制小系統(tǒng)、慢過程大系統(tǒng)和快速控制大系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在plc的選擇上是有區(qū)別的。1）單體控制的小系統(tǒng)：這種系統(tǒng)一般使用一臺(tái)plc就能完成控制要求，控制對(duì)象常常是一臺(tái)設(shè)備或多臺(tái)設(shè)備中的一個(gè)功能。這種系統(tǒng)對(duì)plc間的通信問題要求不高，甚至沒有要求。但有時(shí)功能要求全面，容量要求變化大，有些還要與設(shè)備系統(tǒng)的其他機(jī)器連接。對(duì)這類系統(tǒng)的選擇要注意下面三種情況。

49、一是設(shè)備集中，設(shè)備的功率較小。這時(shí)需選用局部式結(jié)構(gòu)、低電壓高密度輸入輸出模塊。二是設(shè)備分散，設(shè)備的功率較大。這時(shí)需選用離散式結(jié)構(gòu)、高電壓、低密度輸入輸出模塊。三是專門要求的設(shè)備。這時(shí)輸入輸出容量不是關(guān)鍵參數(shù)，更重要的是控制速度功能，選用速計(jì)數(shù)功能模塊。2）慢過程大系統(tǒng)：對(duì)運(yùn)行速度要求不高，但設(shè)備間有連鎖關(guān)系，設(shè)備距離遠(yuǎn)，控制動(dòng)作多，如大型料場、高爐、碼頭、大型車站信號(hào)控制；也有的設(shè)備本身對(duì)運(yùn)行速度要求不高，如大型連續(xù)軋鋼廠、冷連續(xù)軋鋼廠中的輔助生產(chǎn)機(jī)組和共有系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)等。對(duì)這一類型對(duì)象，一般不選用大型機(jī)，因?yàn)樗幊陶{(diào)試都不方便，一旦發(fā)生故障，影響面也大。一般都采用多臺(tái)中小型和低速網(wǎng)相連接。

50、由于現(xiàn)在生產(chǎn)的控制器多為插件式模板結(jié)構(gòu)，它的價(jià)格是隨輸入輸出模板數(shù)和智能模板數(shù)的多少?zèng)Q定的，同一種機(jī)型輸入輸出點(diǎn)數(shù)少，則價(jià)格便宜，反之則貴。所以一般使用網(wǎng)絡(luò)相連后就不必要選用大機(jī)型。這樣選用每一臺(tái)中小型plc控制一臺(tái)單體設(shè)備，功能簡單，程序好編，調(diào)試容易，運(yùn)行中一旦發(fā)生故障影響面小，且容易查找。3）快速控制大系統(tǒng)：隨著plc在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中的不斷擴(kuò)大，在中小型的快速系統(tǒng)中，plc不僅能完成邏輯控制和主令控制，并已逐步進(jìn)入了設(shè)備控制級(jí)，如高速線材、中低速熱連軋等速度控制系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，即使使用輸入輸出容量大、運(yùn)行速度快、計(jì)算功能強(qiáng)的一臺(tái)大型plc也難以滿足控制要求。如多臺(tái)plc，則有互相間

51、信息交換與系統(tǒng)響應(yīng)要求快的矛盾。采用可靠的高速網(wǎng)能滿足系統(tǒng)信息快速交換的要求。高速網(wǎng)一般價(jià)格都很貴，適用于有大量信息交換的系統(tǒng)。對(duì)信息交換的速度要求高，但交換的信息又不太多的系統(tǒng)，也可以采用plc的輸出端口與另一臺(tái)plc的輸入端口硬件互聯(lián)，通過輸出輸入直接傳送信息，這樣傳送速度快而且可靠。當(dāng)然傳送的信息不能太多，否則輸入輸出點(diǎn)占用太多。2.根據(jù)控制對(duì)象選擇機(jī)型 對(duì)控制對(duì)象要求進(jìn)行估計(jì)，這對(duì)確定機(jī)型十分重要。根據(jù)控制對(duì)象要求的輸入輸出點(diǎn)數(shù)的多少，可以估計(jì)出plc的規(guī)模。根據(jù)控制對(duì)象的特殊要求，可以估計(jì)出plc的性能。根據(jù)控制對(duì)象的操作規(guī)則，可以估計(jì)出控制程序所占內(nèi)存的容量。有了這些初步估計(jì)，會(huì)使

52、得機(jī)型選擇的可行性更大了。為了對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行粗估，首先要了解下列問題。1）對(duì)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)：為了正確地估計(jì)輸入/輸出點(diǎn)數(shù),需要了解下列問題。l 對(duì)開關(guān)量輸入，按參數(shù)等級(jí)分類統(tǒng)計(jì)。l 對(duì)開關(guān)量輸出，按輸出功率要求及其他參數(shù)分類統(tǒng)計(jì)。l 對(duì)模擬量輸出/輸入，按點(diǎn)數(shù)進(jìn)行粗估。2）對(duì)plc性能要求的估計(jì)：為了正確地估計(jì)plc性能要求，需要了解下列問題。l 是否有特殊控制功能要求，如高速計(jì)數(shù)器等。l 機(jī)房離現(xiàn)場的最遠(yuǎn)距離為多少？l 現(xiàn)場對(duì)控制器響應(yīng)速度有何要求。在此基礎(chǔ)上，選擇控制器時(shí)尚需注意兩個(gè)問題。其一是plc可帶i/o點(diǎn)數(shù)。有的手冊(cè)或產(chǎn)品目錄單上給出的最大輸入點(diǎn)數(shù)或最大輸出點(diǎn)數(shù)，常意味著只插

53、輸入模塊或只插輸出模塊的容量，有時(shí)也稱為掃描容量，需格外注意。其二是plc通信距離和速度。手冊(cè)上給出的覆蓋距離，有時(shí)叫最大距離，包括遠(yuǎn)程i/o板在內(nèi)達(dá)到的距離。但是如果plc裝有遠(yuǎn)程i/o模塊時(shí)，由于遠(yuǎn)程i/o模塊的響應(yīng)速度慢，會(huì)使plc的響應(yīng)速度大大下降。3. 對(duì)所需內(nèi)存容量的估計(jì)：用戶程序所需要的內(nèi)存與下列因素有關(guān)。l 邏輯量輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)。l 模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)。l 內(nèi)存利用率的估計(jì)。l 程序編制者的編制水平的估計(jì)。程序中各條指令最后都是以機(jī)器語言形式存放在內(nèi)存中?？刂葡到y(tǒng)中輸入輸出點(diǎn)數(shù)和存放系統(tǒng)用戶機(jī)器語言所占用的內(nèi)存字節(jié)之比為內(nèi)存利用率。內(nèi)存利用率與編程水平有關(guān)。內(nèi)存利用率

54、的提高會(huì)使同樣程序減少內(nèi)存容量，從而降低內(nèi)存投資，縮短周期時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間4。4.3 對(duì)象和范圍的確定plc一般適合應(yīng)用于環(huán)境差、而對(duì)安全性、可靠性要求比較高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開關(guān)量為主的自動(dòng)化控制系統(tǒng)或者裝置中。當(dāng)前的plc不僅能對(duì)開關(guān)量能有效地進(jìn)行控制，而且對(duì)模擬量的處理能力也非常強(qiáng)，可以完成復(fù)雜的自動(dòng)控制任務(wù)。在確定控制對(duì)象和控制范圍之后，就要開始plc的選型。plc的選擇主要包括plc容量的選擇與確定、plc外設(shè)的選擇與確定、plc生產(chǎn)廠家的選擇與確定3個(gè)方面。1. plc容量的選擇與確定。plc容量的選擇，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行更加詳細(xì)分析，把所有的i/o點(diǎn)找出來，包

55、括開關(guān)量i/o和模擬量i/o以及這些i/o點(diǎn)的性質(zhì)。i/o點(diǎn)的性質(zhì)主要是指它們是直流信號(hào)還是交流信號(hào)，它們的電源電壓，以及輸出是繼電器、電磁閥，還是直流24v的指示燈，則最后選用的plc的輸出點(diǎn)數(shù)可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因此plc的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)組成一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。這樣就有可能造成輸出點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。因此在設(shè)計(jì)中要盡量避免這種情況的出現(xiàn)。一般情況下，輸出為繼電器的plc使用的最多，但是對(duì)于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點(diǎn)的晶體管輸出的plc。分析與了解了這么多之后，就可以確定plc的容量了，確定該使用多少點(diǎn)和i/o類型的plc。2. plc外

56、設(shè)的選擇與確定。plc外設(shè)的選擇也是在控制系統(tǒng)任務(wù)詳細(xì)分析之后，根據(jù)實(shí)際的需要，選擇與所使用的plc相應(yīng)的配套模塊。3. plc生產(chǎn)廠家的選擇與確定。plc生產(chǎn)廠家的選擇與確定主要考慮以下幾個(gè)方面。1）功能方面：所有的plc一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的plc是否有能力完成控制任務(wù)，比如，對(duì)plc的通信能力的要求，對(duì)plc運(yùn)算速度的要求，對(duì)plc程序存儲(chǔ)空間的要求等。這就要求用戶對(duì)市場上流行的plc品種有一個(gè)比較詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。2）價(jià)格方面：不同廠家的plc產(chǎn)品價(jià)格相差會(huì)很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、容量相當(dāng)?shù)膒lc，其價(jià)格卻相差40%以上。使用plc作控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，必須考慮到生產(chǎn)成本的問題，必須要考慮plc的價(jià)格。3）設(shè)計(jì)個(gè)人的實(shí)際情況：plc控制系統(tǒng)過程中的設(shè)計(jì)人員的個(gè)人喜好必然也會(huì)影響到plc廠家的選擇問題，比如設(shè)計(jì)人員一直以來對(duì)西門子s7-200系列