用PC和PLC實(shí)現(xiàn)集散控制
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操作站與控制站數(shù)據(jù)交換地址的分配：操作站與控制站的數(shù)據(jù)通信是通過(guò)讀寫PLC的內(nèi)部寄存器來(lái)完成的，為了實(shí)現(xiàn)操作站與控制站的實(shí)時(shí)通訊，還必須為PLC配置足夠的內(nèi)部寄存器地址來(lái)存貯這些數(shù)據(jù)；比如，定義DM0232作為操作站與控制站交換LT－101的數(shù)據(jù)的內(nèi)部寄存器，則PLC把采集到LT－101的液位信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后存貯在DMO232，而操作站則到PLC的DM0232讀取LT－101的數(shù)據(jù)來(lái)建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)；本系統(tǒng)中，共定義此類地址184點(diǎn)。
中間地址的分配：PLC在運(yùn)行過(guò)程中，還需要大量的中間寄存器來(lái)存放那些運(yùn)算過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，為提高應(yīng)用程序的可讀性，也必須對(duì)這些寄存器進(jìn)行必要的定義和注釋。
2.4.2.為控制策略編寫梯形圖
自動(dòng)調(diào)節(jié)：本系統(tǒng)中選用3個(gè)PID03模塊組成6個(gè)調(diào)節(jié)回路來(lái)完成生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，為了方便操作人員在操作站對(duì)控制過(guò)程的管理，PID03的SW2應(yīng)設(shè)置為ON，并編寫相應(yīng)梯形圖以實(shí)現(xiàn)PLC與PID03的數(shù)據(jù)交換，比如：調(diào)節(jié)回爐PIC111由單元號(hào)為5的PID03的第二回路完成，當(dāng)執(zhí)行圖2所示一段程序后，PLC中地址DM0060中的數(shù)據(jù)就被定義為調(diào)節(jié)回路PIC111的給定值。
圖2 為PIC111寫設(shè)定值
三取二表決：為保證安全生產(chǎn)，常壓罐的壓力必須控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，每升高（降低）到一定范圍時(shí)，就必須啟動(dòng)（停止）相應(yīng)的設(shè)備；為此，在現(xiàn)場(chǎng)用三塊壓力表來(lái)測(cè)量其壓力，PLC中對(duì)三個(gè)壓力進(jìn)行比較，只有三塊中的二塊同時(shí)具備條件時(shí)，連鎖才動(dòng)作；在編寫梯形圖時(shí)，采用比較指令、再加上與、或、非等邏輯指令就可實(shí)現(xiàn)此控制策略。（梯形圖略）
連鎖保護(hù)：梯形圖與電氣連鎖邏輯圖非常相似，I/O地址確定以后，為連鎖保護(hù)編寫梯形圖既操作簡(jiǎn)單又可讀性強(qiáng)。為保護(hù)設(shè)備和生產(chǎn)安全，本系統(tǒng)共編寫連鎖回路21個(gè)。（梯形圖略）
2.4.3.I/O模塊的設(shè)置與校正：
梯形圖編寫完成以后，還必須對(duì)I/O模塊進(jìn)行必要的設(shè)置和校正，PLC才能正常工作；模擬模塊應(yīng)設(shè)置與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)種類和對(duì)輸入信號(hào)的預(yù)處理方法，還應(yīng)對(duì)零點(diǎn)和量程進(jìn)行校正；PID模塊除了對(duì)輸入信號(hào)種類、輸入信號(hào)的預(yù)處理方法進(jìn)行設(shè)置外，還要對(duì)PID模塊存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)容及其修改方式、調(diào)節(jié)回路設(shè)定值的修改方式、PID的控制作用及其控制方式等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。
2.5.操作站軟件的組態(tài)：
操作站的組態(tài)選用INTELLUTION的系統(tǒng)軟件FIX32作為技術(shù)平臺(tái)：其主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)配置、建立數(shù)據(jù)庫(kù)、繪制流程圖、定義歷史趨勢(shì)和報(bào)表等。
系統(tǒng)配置在本系統(tǒng)中實(shí)際上就是在PC機(jī)上安裝FIX系統(tǒng)，其主要內(nèi)容是定義FIX系統(tǒng)的安裝目錄，安裝接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序配置SCADA系統(tǒng)，配置報(bào)警系統(tǒng)，配置網(wǎng)絡(luò)等。FIX提供有龐大的I/O接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，本系統(tǒng)配置控制站為OMRON的PLC，因此要選擇安裝I/O驅(qū)動(dòng)程序OMR.drv和OMRON的PLC進(jìn)行通訊。
建立數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)是SCADA系統(tǒng)賴以工作的基礎(chǔ)，它由一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)際上就是一個(gè)功能塊，F(xiàn)IX提供了各種功能塊以滿足不同的需要，這些功能塊或?qū)涌谠O(shè)備讀寫數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和報(bào)警處理。在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)就是定義一個(gè)功能塊，其內(nèi)容包括：功能塊類型，數(shù)據(jù)點(diǎn)的位號(hào)、注釋、零點(diǎn)、量程，接口設(shè)備，I/O地址，數(shù)據(jù)的格式，報(bào)警上、下限等。如：在數(shù)據(jù)庫(kù)中添加一個(gè)AI模塊，在其屬性對(duì)話框中定義：“位號(hào)”為“LT-101”，“描述”為“緩沖球罐F0101A液位”，“接口設(shè)備”為“OMR”，“I/O地址”為“D：DM：232”，“數(shù)據(jù)的格式”為“12AL”，“零點(diǎn)”為“0”，“量程”為“17”，“單位”為“M”；則在數(shù)據(jù)庫(kù)中便建立了一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)LT-101，它讀取PLC中地址為DM0232的寄存器中的數(shù)據(jù)（0 -4095），并轉(zhuǎn)換為0-17M的數(shù)據(jù)供FIX其它功能塊和流程圖調(diào)用。
繪制流程圖：流程畫面實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)接口，操作人員就是通過(guò)流程畫面來(lái)了解和控制生產(chǎn)過(guò)程的，所以流程畫面既要信息全面，又要簡(jiǎn)單扼要。FIX系統(tǒng)提供了WINDOWS風(fēng)格的繪圖工具和相關(guān)控件，可以很方便地繪制多種動(dòng)態(tài)畫面來(lái)滿足操作人員的要求。比如：在流程畫面中，為了形象地顯示緩沖球罐F0101A的液位，只需在其圖形的動(dòng)態(tài)特性對(duì)話框中選中動(dòng)態(tài)填充屬性，定義其填充色的高度隨“位號(hào)”為“LT-101”的數(shù)據(jù)的大小而變；為了準(zhǔn)確地顯示該液位的實(shí)際高度，可在該球罐圖形旁邊定義一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)連接，連接到“位號(hào)”為“LT-101”的數(shù)據(jù)點(diǎn)；為了直觀地顯示各種閥門的工作狀態(tài)，在其圖形的動(dòng)態(tài)屬性對(duì)話框中選中動(dòng)態(tài)顏色變化，閥門關(guān)顯示靜止的紅色，閥門開(kāi)顯示靜止的綠色，閥門關(guān)出現(xiàn)故障顯示閃爍的紅色，閥門開(kāi)出現(xiàn)故障顯示閃爍的綠色；為了快速控制閥門，把它的彈出式開(kāi)關(guān)畫面連接到其圖形上，只需用鼠標(biāo)單擊其圖形，即彈出開(kāi)關(guān)畫面，實(shí)現(xiàn)流程畫面上的對(duì)象所見(jiàn)即所得。
定義報(bào)表：考慮到總公司已推行電子化辦公，各種報(bào)表均設(shè)置為定時(shí)保存到文件，操作人員可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用，并隨著辦公自動(dòng)化的推行，與企業(yè)內(nèi)部管理網(wǎng)連網(wǎng)，通過(guò)WEB頁(yè)瀏覽和調(diào)用。
3.結(jié)束語(yǔ)
該控制系統(tǒng)投用2年多來(lái)，性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，界面友好，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量很小，受到了操作和維護(hù)人員的歡迎；投用后，根據(jù)技改工作需要又進(jìn)行了2次擴(kuò)容均未影響正常生產(chǎn)，實(shí)踐證明PC+PLC構(gòu)成DCS，系統(tǒng)配置靈活、軟件組態(tài)簡(jiǎn)單，便于自行設(shè)計(jì)和調(diào)試，性能價(jià)格比優(yōu)越，系統(tǒng)擴(kuò)展容易且維護(hù)工作量小，是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和中小型生產(chǎn)過(guò)程首選的自控系統(tǒng)。
評(píng)論