加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)方案

1、畢業(yè)論文 < 設(shè)計）加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計學(xué)生姓名：郭凱指導(dǎo)教師：高艷萍（副教授>專業(yè)名稱：自動化所在學(xué)院：信息項目學(xué)院2018 年6月目錄摘要IAbstract II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 項目的建立 93.2 變量的定義 93.3 控制畫面的設(shè)計與制作 103.4 動畫連接 113.5 控制程序的編寫 113.6 數(shù)

2、據(jù)顯示畫面的設(shè)計與制作 12第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計 174.1 加熱反應(yīng)爐對電氣控制系統(tǒng)的要求 174.2 系統(tǒng)設(shè)計方案 174.3 對象和范圍的確定 194.4 電路設(shè)計 204.5 系統(tǒng)硬件圖設(shè)計 204.6 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 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 對它進(jìn) 行實時監(jiān)控是非常必要的。本設(shè)計實現(xiàn) PLC 對加熱反應(yīng)爐的可視化控制，該控制技術(shù)可以對

3、真空爐的溫度、真空度和水開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行檢測，并根據(jù)操作前的設(shè)定值，進(jìn)行升溫和保 溫控制，實現(xiàn)加熱反應(yīng)爐內(nèi)水位變化實時曲線和歷史曲線的顯示輸出，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)異常或各參 數(shù)越限時立即報警。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)軟件對整個 系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，模擬實驗調(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、檢測，具有良好的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞 ：加熱反應(yīng)爐， PLC ，MCGS ，監(jiān)控，報警AbstractThermal reaction furnaces are i

4、mportant equipment in factory. It is necessary toapplication 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 f

5、or temperature, vacuum, water switch statustesting.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 st

6、ate abnormal or various parameters 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 logiccontroller as the core.Programmable logic controller through the dedicated data l

7、ines and the host computer communication.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 furna

8、ces,PLC, MCGS,technology monitor, 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)驗進(jìn)行操作，往往存在送 料、溫度、壓力等條件變化時不能實施有效控制的問題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)次品，造成 原料浪費，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失?？删幊绦蚩刂破鱌LC以其可靠性高、功能強(qiáng)、控制靈活等特點，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。

9、1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國際上對加熱爐的優(yōu)化控制開始于 70 年代，我國從 80 年代才開始對這方面進(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，對生產(chǎn)自動化的要求越來越迫切，改變鍋爐運行中傳統(tǒng)手動、半自動 操作方式，實現(xiàn)自動化控制和管理，提高熱效率，保障安全運行已經(jīng)勢在必行。在鋼鐵領(lǐng)域， 以前人們對加熱爐優(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

10、這種落后狀 況，有效途徑之一就是進(jìn)行加熱爐監(jiān)測和控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。加熱爐的工作目標(biāo)是在最短的 時間內(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)?？删幊绦蚩刂破鞯陌l(fā)展加速了熱 處理自動化，并有與其它工序組成自動熱處理線的趨勢。1.3 研究的內(nèi)容本課題主要研究通過可編程控制器對加熱反應(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、加熱等自動控制，主要分為三個階段送料控制，加熱反應(yīng)控制和泄放控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)實 時顯示報表輸出和歷史數(shù)據(jù)的記錄和報表輸出，并對反應(yīng)爐內(nèi)水位變化進(jìn)行實時曲線顯示輸出 和歷

11、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 logic Controller ，是指以計算機(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 <1 nternational Electrical Committee ）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草 案中對 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)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于 其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算

12、,順序控制，定時，計數(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)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制 程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的 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)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。國際電工委員會 (IEC>

13、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)計的。它采用一 類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(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?？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)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè) 計。2.2 PLC 的特點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 因為采用現(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

14、 PLC 的平均無故障工作時間則更長。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功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信 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

15、有完善的數(shù)據(jù)運算能力，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，深受項目技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計算機(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 為項目技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(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現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計 算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。

16、4. 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造 的周期大為縮短，同時維護(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。因為體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(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)在自動化系統(tǒng)集成項目中的重要性越來越顯著，甚至有人提出”網(wǎng)

17、絡(luò)就是控制器”的觀點說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC與PLC之間、PLC與上位計算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交 換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(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，還未實現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對于一個自動化項目 （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

18、、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)備對控制系統(tǒng)的要求大都屬于邏輯順序控制,所以這也是最 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)自動化 制造業(yè)是典型的工業(yè)類型之一,在該領(lǐng)域主要對物體進(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。其電器自動控制系統(tǒng)中

19、的開關(guān)量占絕大多 數(shù),有些場合,數(shù)十臺、上百臺單機(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,因為 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)中也占絕對主導(dǎo)地位。3. 運動控制為適應(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動控制功能。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)電動機(jī)和伺服電動機(jī)的位置控制模塊，這 些智能化的模塊可以實現(xiàn)任何對位置控制的任務(wù)要求?，F(xiàn)在工業(yè)自動化領(lǐng)域基于 PLC 的運動 控制系統(tǒng)和其他的控制手段相比，功

20、能更強(qiáng)、裝置體積更小、價格更低、速度更快、操作更方 便。4. 流程工業(yè)自動化 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，其特點是對物流進(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)的分布式控制系統(tǒng) DCS 相比，其價格方面也具有 了較大的優(yōu)勢，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)自動化領(lǐng)域的普

21、及，雖然大中型的單獨的基于 PLC 的控制系統(tǒng) 在逐步減少，但實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。可以預(yù)計，在未來的相當(dāng)長的時期里， PLC 仍然將快速發(fā)展，繼續(xù)擔(dān)當(dāng)工業(yè)自動化應(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,Control 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

22、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，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的 軟件平臺和開發(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。對應(yīng)于原有的 HMI< 人機(jī)接口軟件， Human Machine Interface ）的概念，組態(tài)軟件 應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的 HMI 的軟件工具，或

23、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，實時 數(shù)據(jù)庫、實時控制、 SCADA 、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 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)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。1. 產(chǎn)品特點方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種項目、畫面模板、可嵌入

24、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；高性能實時、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫4 萬點數(shù)據(jù)負(fù)荷時，訪問吞吐量可達(dá)到20000 次 /秒；強(qiáng)大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲，恢復(fù)功能； 支持操作圖元對象的多個圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏； 強(qiáng)大的 ACTIVEX 控件對象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象 的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對象的方法、屬性；全新的、靈活的報表設(shè)計工具：提供豐富的報表操作函數(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

25、提供報表設(shè)計器，可以設(shè)計多套報表模板；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 實時監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，支持通過移動GPRS、CDMA 網(wǎng)絡(luò)與控制設(shè)備或其它遠(yuǎn)程力控節(jié)點通訊，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. 全新的高性能實時、歷史數(shù)據(jù)庫力控 6.0 組態(tài)軟件重新設(shè)計了數(shù)據(jù)庫內(nèi)核部分。除了采用旋轉(zhuǎn)門算法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮 外，重新優(yōu)化設(shè)計了磁盤存貯算法以實現(xiàn)對長年形成的海量歷史數(shù)據(jù)的快速查詢。支持的數(shù)據(jù) 類型除原有的浮點型、布爾型、

26、字符串型外，新增了對二進(jìn)制型數(shù)據(jù)的支持。單臺服務(wù)器容量 可達(dá) 100,000 點，吞吐量支持每秒寫入 /查詢 20,000個數(shù)據(jù)點。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)計開發(fā)的實時數(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，并增加了動態(tài)控制變化數(shù)據(jù)集功能。因為 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。

27、4. 進(jìn)程管理 新增的進(jìn)程管理器可按照配置安全啟動、停止各個程序進(jìn)程，支持進(jìn)程異常自動處理功 能。可遠(yuǎn)程監(jiān)測各進(jìn)程狀態(tài)，遠(yuǎn)程啟、停進(jìn)程，遠(yuǎn)程上傳、下載項目應(yīng)用或更新程序組件。5. 報警、事件處理 強(qiáng)大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲，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)計的 HMI 的對象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象 的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對象的方法、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)

28、的SQL腳本?？筛鶕?jù)SQL腳本函數(shù)返回值判斷執(zhí)行結(jié)果、支持模糊查詢、支持 時間類型字段的處理等。7. 靈活的報表生成器1）提供豐富的報表操作函數(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、計算功能、 圖表功能等。3）支持圖表顯示自動刷新，可輸出多種文件格式：Excel 、 TXT 、PDF、HTML 、CSV等。4）可實現(xiàn)多層表頭，可以實現(xiàn)報表嵌套，可以制作復(fù)雜的報表格式。5）具備打印、打印預(yù)覽、頁眉頁腳打印功能。6）報表數(shù)據(jù)源支持實時數(shù)據(jù)庫和各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，可顯示、處理實時和歷史數(shù)據(jù)。7）提供報表設(shè)計器

29、，可以設(shè)計多套報表模板。8. 對標(biāo)準(zhǔn)組件和圖庫進(jìn)行了大量更新與擴(kuò)充1）重新設(shè)計、開發(fā)實時和歷史趨勢、 XY 曲線、多功能報警、歷史報表、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 透明動畫、 CAD 圖形組件等實用圖形工具。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、起始時間、時間范 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，同時支持IIS服務(wù)器，開

30、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）豐富了 XML 數(shù)據(jù)傳送接口。4）加強(qiáng)了 GPRS/CDMA 移動網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)數(shù)據(jù)功能，適合大型移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理。10. 全面升級的 I/O 調(diào)度6.0的 I/O 調(diào)度在兼容原有全部驅(qū)動程序的前提下，進(jìn)行了多項功能改進(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）每個驅(qū)動可加載獨立進(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)動管理器，可查看信道、設(shè)備的狀態(tài)信息，信道的通信報文，對信道進(jìn)行啟、停 控制。4）支持異種通信協(xié)議共享同一信道 如：采用 R

31、S485 協(xié)議同時在一個鏈路上采集多種廠 家、不同協(xié)議的設(shè)備）。5）增加了監(jiān)控數(shù)據(jù)讀寫的優(yōu)先級控制功能。11. 組態(tài)軟件特點 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，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，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動， 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)成功的工控軟件又因為每個控制 項目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘 若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進(jìn)

32、行源程序的修改，因而更 是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際項目可題提供了一種嶄新的方 法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象 和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制項目。組態(tài)Configuration ）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點：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，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級；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，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)甚至不需要編程

33、技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)雜項目所要求的所有功能；3） 通用性，每個用戶根據(jù)項目實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備PLC、智能儀表、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，就能完成一個具有動畫效果、實時數(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)功能的項目，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。以繼電一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)域的計算機(jī)化 已勢在必行，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又是使其計算機(jī)化的簡便和可靠途徑。

34、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，實現(xiàn)對模擬量采集；方法上運用到的是過程控制中常用的前饋與串 級控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)所運用到的界面是由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

35、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，因此對系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù) 和控制理論。故以 PLC為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程的計算機(jī)控制，使的企業(yè)總的自動化水平大大提 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)器氮氣閥壓力感應(yīng)器泄放閥2. 加熱反應(yīng)爐原理圖：力口熱反應(yīng)爐整體由四個閥：排氣閥、進(jìn)料閥、氮氣閥、泄放閥，四個傳感器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅?、下液面?zhèn)鞲衅鳎仩t，加熱器及加熱接觸器等組成。排氣閥壓力傳感器上液面?zhèn)鳉w進(jìn)料閥氮氣閥溫度傳感器下液面?zhèn)鞲须?/p>

36、=2加熱器接觸器AC380圖1加熱反應(yīng)爐原理圖第三章控制畫面的創(chuàng)建3.1項目的建立打開電腦，按以下步驟建立項目：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“新建項目”。3. 單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“項目另存為”，彈出文件保護(hù)窗口。在文件名一欄輸入項目名：“加熱反應(yīng)爐可視化監(jiān)控系統(tǒng)”單擊“保存”按鈕，項目建立完畢。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，開關(guān)量輸入，液位超過下液位時為則為01，否X2開關(guān)0爐內(nèi)溫度，開關(guān)量輸入，溫度超過設(shè)定值時為為01,否則X3開關(guān)0上液面檢測，開關(guān)量輸入，液位超過上液位時為則為01，否X

37、4開關(guān)0爐內(nèi)壓力，開關(guān)量輸入，壓力超過設(shè)定值時為為01,否則SB1開關(guān)0啟動按鈕,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)量輸岀，0有效Y2開關(guān)1進(jìn)料閥，開關(guān)量輸岀，0有效Y3開關(guān)1氮氣閥，開關(guān)量輸岀，0有效Y4開關(guān)1泄放閥，開關(guān)量輸岀，0有效Y5開關(guān)1加熱爐電源，開關(guān)量輸岀，0有效ZHV1開關(guān)0定時器時間到ZHV2開關(guān)0定時器啟動ZHV3數(shù)值0定時器計時時間水?dāng)?shù)值0動態(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） 單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”選項卡，進(jìn)入實時

38、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）單擊工作臺右側(cè)“新增對象”按鈕，在數(shù)據(jù)對象列表中立刻出現(xiàn)了一個新數(shù)據(jù)對象。3）選中數(shù)據(jù)對象，單擊右側(cè)“對象屬性”按鈕或直接雙擊該數(shù)據(jù)對象，彈出“數(shù)據(jù)對象 屬性設(shè)置”窗口。4）將“對象名稱”改為 X1 ；“對象初值”改為 0；對象類型改為開關(guān)型；“對象內(nèi)容注釋”欄填入：下液面檢測，開關(guān)量輸入，液位超過下液位時為1，否則為 0。5）單擊“確定”按鈕。6）重復(fù) 2）到5），定義其他 16 個對象。7單擊“保存”按鈕3.3 控制畫面的設(shè)計與制作按照 MCGS 組態(tài)軟件的要求，建立并編輯自動控制畫面如圖 3 所示。畫面畫出了加熱反 應(yīng)爐的簡單示意圖，并設(shè)計了

39、九個指示燈，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，氮氣泄放閥和加熱爐電源的情況，運行時，指示燈隨之做 出相應(yīng)指示。圖中還設(shè)計了七個按鈕，分別代表開始，停止，復(fù)位， X1,X2,X3,X4. 其中 X1,X2,X3,X4 這幾個按鈕分別代表與之對應(yīng)的傳感器情況，用來模擬傳感器信號；用鼠標(biāo)點擊 開始，停止，復(fù)位這幾個按鈕可對系統(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，接通實際對象，這些按鈕可以去掉。1.畫面建立1）單擊屏幕上角的工作臺圖標(biāo)，彈出工作臺窗口。2）單擊“用戶窗口選項卡”，進(jìn)入“用戶窗口”頁。3）單擊右側(cè)新

40、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“工作臺”的“用戶窗口”中，“窗口0”圖標(biāo)已變?yōu)椤凹訜岱磻?yīng)爐自動控制畫面”。選中“加熱反應(yīng)爐自動控制畫面”，單擊右鍵彈出下拉菜單，選中“設(shè)置為啟動窗口”，則當(dāng) MCGS 運行時，將自動加載該窗口。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）畫流動塊8）畫箭頭9）畫底部折線10）輸

41、入文字標(biāo)簽11）畫按鈕12）對多個對象進(jìn)行排列3.4 動畫連接畫面編輯好后，需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對象關(guān)聯(lián)起來，以便運行時，畫面上的內(nèi)容能隨變量變化。動畫連接的內(nèi)容如下：液面升降動畫效果的制作指示燈的動畫連接閥門的動畫連接流動塊的動畫連接液位實時顯示動畫效果的制作按鈕的動畫連接3.5 控制程序的編寫系統(tǒng)要求實現(xiàn)的功能 即工藝過程）在前面已經(jīng)有過陳述，為了實現(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，所謂運行策略，可以簡單理解為系統(tǒng)運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器，腳本程序。1. 定時器的制作1）在策略中添

42、加定時器構(gòu)件2）定時器屬性設(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”按鈕腳本程序上移至定時器行上。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)計與制作在系統(tǒng)實際運行的時候

43、，可能會發(fā)生一些意外情況，甚至可能會引發(fā)事故。為了進(jìn)行實時 的精確監(jiān)控，需要系統(tǒng)進(jìn)行實時的數(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)顯示對安全生產(chǎn)非常 重要。這里制作的顯示畫面包括：實時報表，歷史報表，水位實時曲線和水位歷史曲線。其系 統(tǒng)流程圖如圖2所示。圖2系統(tǒng)流程圖1. 組對象的定義1 ）進(jìn)入實時數(shù)據(jù)庫，單擊“新增對象”按鈕，增加一個數(shù)據(jù)對象。2）雙擊該對象，彈出屬性設(shè)置窗口。3）在“基本屬性”設(shè)置頁設(shè)置對象名：組對象，類型：組對象。4> 單擊“組成員對象”選項卡，進(jìn)入“組對象成員”頁。5 ）在左邊數(shù)據(jù)對象列

44、表中選擇“ X1 ” ,單擊“增加”按鈕，數(shù)據(jù)對象“ X1 ”被添加到右 邊的“組對象成員列表”中。按照同樣的方法，將“X2”，“ X3” ,“X4”，“ Y1 ”，“ Y2 ”，“ Y3 ”，“ Y4 ”，“ Y5 ”，“水”添加到組對象成員中。6）單擊“確認(rèn)”按鈕，組對象設(shè)置完畢。2. 報表輸出 所謂數(shù)據(jù)報表就是根據(jù)實際需要以一定的格式將統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，常用的報表有實時數(shù)據(jù)報表和歷史數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)報表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分，是 對生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對象狀態(tài)的綜合記錄。實時報表 :實時報表用于將當(dāng)前時間的數(shù)據(jù)變量按一定報告格式顯示和打印出來。通常實 時報表可以通過

45、 MCGS 系統(tǒng)的自由表格構(gòu)件來創(chuàng)建。具體操作步驟從略。歷史報表 :歷史報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)。利用歷史表格動畫構(gòu)件實現(xiàn)歷史報表的步驟從略。3. 曲線顯示對生產(chǎn)過程的重要參數(shù)進(jìn)行曲線記錄有兩個好處:一是評價過去的生產(chǎn)情況，二是預(yù)測以后的生產(chǎn)過程，因此曲線顯示在工控系統(tǒng)中是一個非常重要的部分。曲線顯示有實時曲線顯示 和歷史曲線顯示。實時曲線 :實時曲線可象筆繪記錄儀一樣與曲線形式實時顯示一個或多個數(shù)據(jù)對象數(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

46、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，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. 自動控制畫面的菜單連接經(jīng)過以上設(shè)置，在 MCGS 運行環(huán)境中，單擊菜單欄中的“數(shù)據(jù)顯示”菜單，畫面便會切 換到數(shù)據(jù)顯示畫面。為了保證快速便捷的返回自動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，名為控制畫面，并建立“控制畫面”菜單和策略之間的關(guān)系。加熱爐自動控制系統(tǒng)X4水位£3S1壓力養(yǎng)松需X4上蔽位謹(jǐn)彥器X3視度麥送置低菠甜1房憲 回 4嚴(yán)圖3自動控制畫面6. 連接將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對象關(guān)聯(lián)起來，運行時，畫面上的內(nèi)容隨變量的改

47、變而變化。7編寫控制程序按照系統(tǒng)所要求實現(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。所謂運行策略，可以簡單理解為系統(tǒng)運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器和腳本程序。8.實時數(shù)據(jù)顯示在系統(tǒng)實際運行的時候，可能會發(fā)生一些意外情況，甚至可能會引發(fā)事故。為了進(jìn)行安全 生產(chǎn)，需要系統(tǒng)顯示實時的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實時的精確監(jiān)控；當(dāng)意外情況發(fā)生后，需要及時查找 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 顯示對安全生產(chǎn)非常重要。這也正是組態(tài)控制技術(shù)的主要優(yōu)勢，也是組態(tài)監(jiān)控不同于普通攝像 頭監(jiān)控錄像之

48、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：實時報表、歷史報表、水位實時曲線和水位歷史曲線。最終效果圖如 圖4所示。加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示11血X4Y1T2Y314T5事采隼時間XI1213T1nT3T4丄丄1。丄|0h|oi|ol|o1|01|01|01|01|0i|oHoi|ol|ol|01|01|01|01|01|0i|oi|o1|Ol|01|O歷史抿五水位歷史曲紀(jì)rxA時汾渺時:分:砂時汾:秒出« a k 1 w州K圖4數(shù)據(jù)顯示畫面最終

49、效果第四章控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1加熱反應(yīng)爐對電氣控制系統(tǒng)的要求在工藝過程上，加熱反應(yīng)爐對電控系統(tǒng)有如下要求：1. 進(jìn)料控制加熱反應(yīng)爐開始工作時，首先檢測下液面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和進(jìn)料閥KV2。液面上升到設(shè)定位置時，使SK3閉合，并關(guān)閉排氣閥和進(jìn)料閥，延時20S后，開啟氮氣閥 KV3使?fàn)t內(nèi)壓力上升，當(dāng)壓力上升到給定值時 SK4=1 ），關(guān)閉氮氣閥，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SK2=1 ），切斷加熱電源，維持 10 min，在此時

50、間內(nèi)爐溫實現(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SK仁0 ），關(guān)閉KV4和KV1，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，進(jìn)入下一個循環(huán)。4.2系統(tǒng)設(shè)計方案首先，選擇機(jī)型。目前 PLC產(chǎn)品種類繁多，同一個公司生產(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

51、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PLC 就能完成控制要求，控制對象常常是一臺設(shè)備或多臺設(shè)備中的一個功能。這種系統(tǒng)對 PLC 間的通信問題要求不高，甚至沒有要 求。但有時功能要求全面，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。對這類系 統(tǒng)的選擇要注意下面三種情況。一是設(shè)備集中，設(shè)備的功率較小。這時需選用局部式結(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 速計數(shù)功能模塊。2）慢過程大系統(tǒng)：對運行速度要求不高，但設(shè)備間有

52、連鎖關(guān)系，設(shè)備距離遠(yuǎn)，控制動作 多，如大型料場、高爐、碼頭、大型車站信號控制；也有的設(shè)備本身對運行速度要求不高，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。對這一類型對 象，一般不選用大型機(jī)，因為它編程調(diào)試都不方便，一旦發(fā)生故障，影響面也大。一般都采用 多臺中小型和低速網(wǎng)相連接。因為現(xiàn)在生產(chǎn)的控制器多為插件式模板結(jié)構(gòu)，它的價格是隨輸 入輸出模板數(shù)和智能模板數(shù)的多少決定的，同一種機(jī)型輸入輸出點數(shù)少，則價格便宜，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。這樣選用每一臺中小型 PLC 控制一臺單 體設(shè)備，功能簡單，程序好編，調(diào)試容易，運行中一旦發(fā)生故障影響面小

53、，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，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、運行速度快、計算功能強(qiáng)的 一臺大型 PLC 也難以滿足控制要求。如多臺 PLC ，則有互相間信息交換與系統(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)一般價格都很貴，適用于有 大量信息交換的系統(tǒng)。對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 PLC 的輸入端口硬件互聯(lián)，通過輸出輸

54、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，否則輸入輸出點占用太多。2. 根據(jù)控制對象選擇機(jī)型 對控制對象要求進(jìn)行估計，這對確定機(jī)型十分重要。根據(jù)控制對象要求的輸入輸出點數(shù)的 多少，可以估計出 PLC 的規(guī)模。根據(jù)控制對象的特殊要求，可以估計出 PLC 的性能。根據(jù)控 制對象的操作規(guī)則，可以估計出控制程序所占內(nèi)存的容量。有了這些初步估計，會使得機(jī)型選 擇的可行性更大了。為了對控制對象進(jìn)行粗估，首先要了解下列問題。1）對輸入 /輸出點數(shù)的估計：為了正確地估計輸入/輸出點數(shù) ,需要了解下列問題。 對開關(guān)量輸入，按參數(shù)等級分類統(tǒng)計。 對開關(guān)量輸出，按輸出功率要求及其他參數(shù)分類統(tǒng)

55、計。 對模擬量輸出 /輸入，按點數(shù)進(jìn)行粗估。2）對 PLC 性能要求的估計：為了正確地估計 PLC 性能要求，需要了解下列問題。 是否有特殊控制功能要求，如高速計數(shù)器等。機(jī)房離現(xiàn)場的最遠(yuǎn)距離為多少？ 現(xiàn)場對控制器響應(yīng)速度有何要求。在此基礎(chǔ)上，選擇控制器時尚需注意兩個問題。其一是 PLC 可帶 I/O 點數(shù)。有的手冊或產(chǎn) 品目錄單上給出的最大輸入點數(shù)或最大輸出點數(shù)，常意味著只插輸入模塊或只插輸出模塊的容 量，有時也稱為掃描容量，需格外注意。其二是 PLC 通信距離和速度。手冊上給出的覆蓋距 離，有時叫最大距離，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， 因為遠(yuǎn)程 I/O 模塊的響應(yīng)速度慢，會使 PLC 的響應(yīng)速度大大下降。3. 對所需內(nèi)存容量的估計：用戶程序所需要的內(nèi)存與下列因素有關(guān)。 邏輯量輸入輸出點數(shù)的估計。模擬量輸入輸出點數(shù)的估計。 內(nèi)存利用率的估計。程序編制者的編制水平的估計。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 用率的提高會使同樣程序減少內(nèi)存容量，從而降低內(nèi)存投資，縮短周期時間，提高系統(tǒng)的響應(yīng) 時間 4。4.3