工业控制组态软件（共12篇）
工业控制组态软件 篇1
1. 组态软件的含义
组态软件又称组态监控软件, 属于一个系统软件, 它的英文名字就是Supervisory Control and Data Acquisition (数据采集跟监视控制) , 英文缩写是SCADA。它是进行数据采集跟过程控制的专用软件, 运用灵活的组态方式, 建立在自动控制系统监控层一级的软件平台的开发环境, 给用户提供快速的工业自动控制系统监控功能以及同一层次的构建软件工具。组态软件能够用在电力系统、给水系统以及石油、化工等领域的数据采集监视控制跟其过程控制领域里, 其使用领域比较的广泛在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统 (RTU System, Remote Terminal Unit) 。
2. 组态软件的历史跟现状
组态软件出现之前, 工业控制一般是采用单纯的编程方式, 主要是使用ASIC、C、FORTRAN等软件语言实现控制逻辑跟算法, 这种编程方式不仅加大了工人的工作量, 而且开发周期时间也比较的长, 每遇到一个新的项目就需要重新再编程, 因此对于相关的技术人员编程水平有一定的技术要求。在实际中有一个问题, 一般熟悉工控理论的人不是很熟悉编程, 编程专业的人员对于控制理论并不了解, 为了处理这个问题, 人们假象如果有一种不熟悉软件的人也能够使用这种软件进行控制系统的开发, 对于工控技术人员简单方便使用, 这样的想法就促使组态软件的产生。组态软件最早出现在80年代初期, 80年代的组态软件是由DOS系统开发出来的, 当时主要产品是Onspec、Paragon和IFix等, 在90年代中期前, 组态软件在我国的应用还没有普及, 分析出以下几点原因:一、国内的用户缺乏对于组态软件的认识, 项目中并没有加入组态软件的预算, 有的即使愿意投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发, 也没有采用组态软件;二、长期以来, 国内用户的软件意识比较淡薄, 面对着价格昂贵的进口软件, 很少会有用户愿意花钱去购买正版货;三、当时的国内工业自动化信息技术的应用水平不够高, 组态软件提供对大规模的应用、大量的数据进行采集监控以及处理, 还可以将处理出来的结果生成管理所需要的数据, 然而这些需求还没有完全形成。随着我国工业的发展以及计算机技术的进步, 国内逐渐出现了很多组态软件, 目前在中国的市场上的组态软件产品按照厂商可以大致分为国外专业软件厂商提供的产品、国外硬件或是系统厂商提供的产品、国内自行研发的国产化产品三大类。
3. 组态软件的发展
组态软件的发展方向跟其开发的缘由就是为了让软件的运行更加的稳定、执行效率更高, 用户使用的方式更加的简单。一、更好的进行人机交互:组态软件最重要、最基本的功能之一就是进行人机交互, 良好的的人机交互能够促进开发人员对控制系统的开发以及使用人员对工艺现场的监控;二、满足客户的个性化需求:随着组态软件市场的不断扩大, 组态软件应用在社会里的各个行业里, 根据各个行业的不同特点, 制定出相应的组态软件, 这样给行业的相关人员提供了很大程度的方便;三、良好的开放性能:用户对于软件总会有不同的想法和需求, 组态软件也不可能是完美的, 因此让用户能够在使用现有的功能基础上进行自定义功能的开发能够很好的解决用户的需求和想法;四、便捷的获取信息:现在是一个网络信息技术快速发展的时代, 各个控制系统将不再是信息孤岛。比如说在企业中, 各个车间之间、工厂之间、从工业现场到高层管理融为整体, 对整个市场来讲, 企业之间也有其相互之间的联系, 这样就能够很及时的获取目前的市场变动信息, 这样有利于给企业提供效益跟竞争力;五、跟其它的系统进行交互操作:组态软件并不是万能的, 不可能解决掉所有的问题, 一个大型的系统需要通过多个软件的共同协助来完成, 因此组态软件就需要预留跟其他系统的交互接口, 这样方便在不同的系统之间进行信息通信。
4. 组态软件的特点
(1) 延续性跟其可扩充性:当现场 (包含有硬件设备或是系统结构) 或是用户需要改变软件的时候, 利用通用组态软件所开发出来的应用程序, 不需要做多处的修改就能够简单的完成软件的升级以及更新。
(2) 封装性:用户即使不了解太多的编程语言技术, 通过组态软件也能够很好的完成一个比较复杂工程所需求的所有功能, 因为组态软件能够使用一种比较简单的用户使用方法包装来完成功能。
(3) 通用性:利用组态软件所提供的底层设备I/O Driver以及开放式数据库和画面制作工具, 用户可以根据自身的实际情况完成动画效果、实时数据处理以及历史数据和曲线并存, 组态软件具有多媒体功能和网络功能, 不会受到行业的限制。
(4) 完善的组态软件以及多样化功能:Rockwell RSView32组态软件能够提供工业标准的数学模型跟控制功能库, 灵活的组态模式能够满足用户所需要的测控要求。RSView32的界面操作简便灵活, 有着双重安全体系, 能够安全可靠的数据处理功能, 而且还能够对测控信息历史记录进行存档和显示以及计算分析跟打印。
5. 组态软件的优势
(1) 高度开放的接口:第三方组态软件跟各家硬件所推广的监控软件相比较, 组态软件开放的多, 只要能够确定通讯协议, 不论什么样的现场总线或是OPC以及自定义的通讯格式, 都能够通过增加相对应的驱动, 连接到组态软件设备上, 直接进行监测控制。这样用户就能够随意的选择各家的硬件产品组合自己所需要的控制系统, 构成了以组态软件为控制核心的监控系统, 用户也有了最大的选择权。
(2) 快捷的界面设计:跟VB、VC高级编程工具相比, 组态软件显得更加的便捷, 即使不精通电脑程序的人员也可以轻松的绘制出各种人机界面, 简单的几个操作设计就能够实现最常用的历史曲线跟工作报表以及各种动画。
(3) 组态软件被自由的组网方式包围:由自由的组网方式包围组态软件, 利用网络间多种传输介质, 根据工程的需要, 就能够简便的构建所需网络, 实现真正的分布式结构。
(4) 投资成本费用比较低:组态软件的运行条件比较简单, 一台PC机器或是一般的工控机在Windows环境下就能够正常的运行组态软件, 可以说组态软件的本身开发费用跟其整体的控制系统费用都是比较低的
6. 总结
随着时间的推移跟计算机技术的快速发展, 组态软件的局限性也不断的得到完善, 进行完善, 提供的功能也会越来越丰富, 整体的性能会更加的稳定, 使用也将会比较的快捷。组态软件的小型化以及成本费用低、灵活易开发以及分布式的特点, 受到大家广泛的认可, 同时也得到了快速的发展, 在工业控制领域里成为了一个不可或缺的工控软件。
参考文献
[1]俆诚, 张文波, 尹泉升.浅析组态软件在工控行业中的应用[J].科技资讯.2011 (30)
[2]王淑芹.组态软件RSView32的应用[J].黑龙江科技信息.2007 (09)
[3]马波.自动化组态软件的发展[J].自动化博览.2008 (03)
工业控制组态软件 篇2
一、引言
随着信息化建设的持续深入发展，目前设备系统软件无论其规模还是数量都得到空前增长，软件在设备系统中的地位和重要性越发突出，成为设备系统质量和功能的关键因素。因此，加强设备系统软件的质量控制，提高软件的质量，对全面提升设备系统的质量有着重要的意义。
二、软件的特点
软件是与计算机系统操作有关的计算机程序、规程、规则，以及可能有的文件、文档及数据，它是程序加文档的集合体。软件一般具有以下的特点：
(1)软件是无形的，没有物理形态，只能通过运行状况来了解功能、特性和质量。
(2)软件渗透了大量的脑力劳动，人的逻辑思维、智能活动和技术水平是软件产品的关键。
(3)软件不会像硬件一样老化磨损，但存在缺陷维护和技术更新。
(4)软件的开发和运行必须依赖于特定的计算机系统环境，对于硬件有依赖性。
(5)软件具有可复用性，软件开发出来很容易被复制，从而形成多个副本。同时设备系统软件因为规模巨大管理困难，同时还具有高互操作性。
三、软件在质量方面存在的主要问题
由于设备系统软件在整个系统中所起的作用，使软件已不再是硬件的附属物，而成为与硬件并列的、独立的技术状态管理项目。但是，由于受多种因素的影响和制约，软件的质量和可靠性问题一直没有引起人们足够的重视。
(1)透明度差。由于软件大多由开发者自己设计、自己编程、自己测试、自己维护，造成软件的可读性较差，因此软件出现故障只能由开发者自己去维护，其他人难以介入。
(2)没有严格按软件的配置管理对软件质量进行控制。由于未对软件的更改标识、更改控制、更改检查等进行严格控制，从而造成软件的管理混乱，产品的软件错误较多。
(3)软件通用性差。同类型系统之间的软件通用性和继承性比较差，甚至软件模块的标准化系数不高，造成经费和时间的浪费以及可靠性的降低。
(4)软件测试不够。因为缺乏测试软件和测试工具，并且测试标准、规范和管理制度不健全，使得软件的测试不充分。
四、软件开发过程中对软件质量控制管理
现阶段软件管理还存在巨大的漏洞，这不可避免的影响设备系统软件质量。提高软件质量，确保系统的研制成功，确保系统发挥全部作用，是我们的重要任务。为了完成这一任务，我们要在软件开发的流程中进行质量管理。
1.软件需求分析阶段的管理
需求分析是发现、求精、建模和规约的过程，它在系统级软件分配和软件设计间起到桥梁的作用。首先，系统工程师要明确软件的功能和性能、指明软件和其他系统元素的接口，并建立软件必须满足的约束;其次，软件工程师要精化软件分解模块，并创建所需的数据、功能和行为模型;第三，通过需求分析为软件设计者提供可被翻译成数据、体系结构、界面和过程设计的模型;最后，生成的需求规约为开发者和客户提供了软件建造完后质量评估的依据。
2.软件设计阶段的管理
软件设计阶段包括初步设计和细节设计两个阶段。
在初步设计阶段主要是确定系统的具体实现方案，首先，划分出组成系统的物理元素;然后设计系统结构，确定系统中每个程序是由哪些模块组成，模块需要完成哪些适当的子功能，以及模块之间的关系。
在细节设计阶段主要是对系统中的各个模块进行程序描述，包括各模块的功能、性能、输入、输出、算法、程序逻辑、接口等。
通过这两个阶段的设计，软件工程师可以提供用于质量评估的软件表示，同时还能将用户需求准确转化成软件产品或系统。
3.软件制作阶段的管理
(1)软件文档的管理。计算机软件文档是指技术数据和信息，包括计算机的列表和打印输出。计算机软件文档可记录计算机软件的要求、设计或细节，解释软件的能力和限制条件，或提供在软件运行期中使用或保障计算机软件的操作命令。因此，在软件制作阶段要完整、规范、及时地提供出软件文档。
(2)严格软件的复审。软件复审是软件工程过程中的“过滤器”。技术复审的主要目标是在软件制作过程中发现错误，以便使缺陷在软件交付之前被发现并且能够更正。它的优点可以较早发现错误，防止错误被传播到软件过程的后续阶段。
4.软件测试阶段的管理
软件测试是软件质量保证的关键元素，代表了规约、设计和编码的最终测试。软件测试是一个为了寻找错误而运行程序的过程，它是使用对大规模系统和小规模系统都能节约地并且有效地应用的方法来认可软件的质量。测试是软件技术可以被评估的最后堡垒。所以说软件测试对于最后确认软件质量起着关键的作用。
工业控制组态软件 篇3
工业转型升级面临的形式分析
我国工业发展面临着五大形势，具体来说，第一，自主创新能力弱：缺乏核心技术和自主品牌，产品附加值低、竞争力不强。第二，产业结构不合理：恶性同质化竞争严重，市场对外依存度高，产业集中度低，大量企业处于价值链低端。第三，资源环境压力大：资源不足，对外依赖大；能源消耗大，利用率低；资源结构不合理，环境保护压力大。第四，中小企业发展形势严峻：产品研发创新能力不强；管理水平落后；产业链、集群协作能力低；市场开拓能力差。第五，物流社会化、专业化程度较低：物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水平低，物流技术基础差，服务能力弱，制约制造业发展。
我国工业发展过程中仍然面临着自主创新能力弱、产业结构不合理、资源环境压力大、生产物流成本高。中小企业发展形势严峻等诸多挑战，总体上仍处于世界产业价值链的中低端。在相对较长的时期内，“转型升级”仍将是我国工业发展的主旋律。
随着全球经济一体化和信息技术的飞速发展，全球制造业正在迈向依靠科技进步、高技术与制造业的融合、资源消耗少环境污染小及产品附加值高的高端制造形态发展。结合世界制造业的发展趋势，智能制造，绿色制造和服务型制造等高端制造是我国制造业转型升级的重点方向。
智能制造：嵌入式，网络技术、传感技术等与工业产品的融合，使得产品、装备向数字化、网络化和智能化方向发展，极大提高了产品的附加值。例如，汽车电子：围绕嵌入式的改造是未来汽车电子发展的趋势，占整车价值的30-40％；高端汽车中，汽车电子的收益率可达70％。
绿色制造世界各国制造企业积极应用绿色材料、绿色能源，研发绿色产品，加强能源调度和控制，强调可持续发展，注重节能环保，节能减排。例如，三菱电机整合了三菱“可视化”技术，从掌握能耗的现状入手，结合设备改善和管理改善，不断的核查节能效果，从而达到可持续的节能。
服务型制造制造业正加快从生产型制造向服务型制造转型；同时将非核心业务专业化外包，实现成本的最小化，制造服务化已成为制造企业走向价值链高端的重要途径。例如，通用电气传统制造仅占其产值总量的30％左右，70％的业务是由与其主业密切关联的“技术+管理+服务”构成；陕鼓从单一产品向产品系统、整体解决方案、运行维护转型。2007年，陕鼓自制加工完成的产值仅占32％，其余68％来自服务。
工业转型升级的主要途径
我国工业要实现从技术含量低、创新不足、资源环境压力大的产业价值链低端迈向依靠科技进步、自主创新能力强、资源消耗少和环境友好的产业价值链高端。需要综合应用集成协同技术、制造服务技术、工业物联技术于产品设计，生产、管理以及全生命周期，形成工业转型升级的新技术，新途径和新模式，具体包括：产品高端化。研发设计知识化，生产制造智能化、全生命周期绿色化、制造服务化、企业数字化等途径。
途径1：信息技术融入加速推动产品高端化
应用嵌入式系统、传感器、RFID、移动互联网、多媒体等技术到产品（装备）中，提高产品的数字化、智能化、网络化程度，增强产品加工制造、物流运输、运行维护等过程中的信息动态感知、智能处理与优化控制能力，促进产品和品牌创新，增加产品附加值。
例如，徐工集团利用嵌入式系统、RFTD、移动互联网、实时监控和远程故障诊断等M2M技术，实现工程机械群自动组网、信息采集、协同作业以及远程故障诊断与预测。
途径2：知识研发创新促进企业从跟踪仿制向正向创新设计转变
在CAD、CAE、PDM等工业软件基础上，融合产品专业知识、业务流程、标准规范，专业软构件，建立产品正向创新设计的集成平台，支持分布式协同设计、多学科仿真优化、虚拟仿真与物理验证，提高产品自主创新能力。
例如，我国新一代运载火箭CZ-5，通过建立集成化研发平台：完成了全箭各系统模装协调、确定了总体布局方案；完成了静态与动态干涉检查、动静态间距检查、维修性检查和人机工程检查，提前暴露并消除了十多处总体布局不协调问题；基本替代了实物模装，使模装周期由2年缩短到2个月，节省成本数千万元。
途径3：生产过程智能化促进从粗放型生产向精益生产转变
生产制造智能化通过提高生产设备的数字化、智能化和网络化程度以及生产过程的自动化、柔性化和集成化水平，实现生产制造涉及的人员、物料、设备的优化配置和集成化管控。促进生产效率的显著提高。
例如，丰田汽车实现基于RFID的供应链上汽车零部件的跟踪，及时准确地获取关键零部件的详细信息。
途径4：全生命周期绿色制造促进节能环保转变
采用全生命周期评价、制造执行系统、物联网等新型信息技术，强化研发设计、生产制造、销售、供应、运行，报废回收等产品全生命周期的环境影响评价与优化，提高资源利用率，减少能源消耗和环境污染，实现经济效益和社会效益协调优化。
例如，日立公司利用GuideforAssessingDesignforEnvironment软件，分析电视机制造、使用等全生命周期中的能耗和材料使用等数据，改进W42系列等离子电视机型，提高产品在全生命周期中的节能环保特性。
途径5：信息化与制造业融合促进从生产型制造向服务型制造转变
以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑，拓展产品研发设计、工程总包、大修维修MRO、系统集成、物流、电子商务、租赁等服务，促进企业从产品生产销售向专业服务商、总包商、系统集成服务商，专业化公共服务商转型。
nlc202309022206
例如，罗一罗公司采用数据采集与融合分析，远程监测与控制等技术，建立网络远程状态监控和诊断系统和后勤保障系统。支撑运营模式变革，扩展发动机维护、租赁和数据分析管理等服务，拓展了新业务，增加了服务型收入。2007年服务收入达到公司总收入的53.7％。
途径6：综合集成促进传统企业向数字企业转变
应用新一代集成协同技术，实现全业务过程数字化综合集成，拓展和优化企业价值链，形成应对动态不确定的市场竞争的企业战略选择执行能力和资源优化配置能力。
例如，波音公司利用集成与协同技术。构建了支持合作伙伴、供应商、客户之间协同研制、供应和服务的集成平台，对波音787飞机实现全球化协同研制起到了关键作用。
工业软件在转型升级中的作用
首先，工业软件是工业转型升级的“转换器”
我国工业需要通过新型工业化道路，实现从价值链低端迈向价值链高端，实现工业转型升级。温家宝总理说过，软件“在制造业当中，起到的作用很大”，“由制造到创造，软件是个桥梁”。工业软件是信息化与工业化的融合剂，没有工业软件，工业化就只能停留在机械化，电气化、自动化的水平。大力发展工业软件，是两化融合向纵深和高水平发展，向核心领域前进的重要举措。通过工业软件的发展，促进新型工业技术的研究，构建新型工业装备，打造新型工业产品，从而形成工业软能力。
第二，工业软件是提升工业能力的“倍增器”
工业软件支撑信息技术与研发设计的深度融合，使产品设计呈现网络化、协同化、虚拟化、个性化等特点，极大提高了产品设计创新能力。工业软件支撑信息技术与生产制造的深度融合，使生产制造呈现敏捷化，柔性化、绿色化、智能化，加强了企业信息化的集成度，提高了产品质量和生产制造的快速响应能力。工业软件支撑信息技术与企业经营管理的深度融合，使管理业务的精细化、组织结构的扁平化、决策科学化，提高了企业经营管理能力。
第三，工业软件是打造新型工业装备的助推器
工业软件嵌入到传统意义的工业装备中，使得机械化、电气化、自动化的工业装备具备了数字化、网络化，智能化特征，形成了新型工业硬装备。工业软件通过与业务流程、知识、经验、标准以及规范的集成，形成了工业软装备。
第四，嵌入式技术支撑产品智能化
研发基于底层嵌入式架构的高可靠实时控制、远程监测、智能诊断技术和系统，开展面向产品创新的嵌入式技术集成应用，形成智能化产品，提升产品核心技术水平和附加值。通过嵌入式技术与制造业产品、装备和生产过程的融合，提高产品核心技术水平和附加值，提升装备运行指标，促进节能减排。嵌入式技术与工业产品技术相融合，促进产品、装备向智能化方向发展。
第五，专业化构件支撑产品研发知识化
将知识与软件工具集成形成专业化构件，如将设计知识（经验）与仿真软件集成形成专业化仿真构件。知识含量高的专业性集成构件的开发是深度集成和智能协同的基础，专业化构件将提高分布式自主、智能协同能力。
第六，行业解决方案支撑企业综合集成
全生命周期管理支撑产品协同研制：产品全生命周期管理软件（PLM）作为两化深度融合的集成框架平台，在企业内综合集成阶段，实现面向产品的综合集成，对企业内部资源和流程共享、重组和优化；在企业间综合集成阶段，实现企业间协同研制以及资源共享。
企业综合管控支撑过程综合集成：企业综合管控软件（ERP、PM、BI）作为两化深度融合的集成框架平台，在企业内综合集成阶段，实现面向过程的综合集成，对企业内部资源和流程共享、重组和优化在企业间综合集成阶段，面向产业链，实现多企业协同供应链综合集成。
数字化能力平台支撑全球业务协作面向全球化业务分工与协作需求，以企业数字化平台为基础，建立面向产业链的业务协同与资源配置集成服务平台，开展集团企业协同研制、协同供应和协同服务的应用示范。
第七，业务服务平台支撑新产业形态
装备制造企业工程成套服务平台：结合装备制造企业从单一产品提供商向整体方案解决商和系统集成商转变的趋势，研发工程整体方案快速设计、快速报价，分包商协同等服务业务支持平台，开展示范应用，提高企业工程总包服务能力。
产业链协同服务平台：围绕汽车、摩托车、家电等产业链协作特征明显的重点产业，研发支持供应链、营销链、服务链和物流链等产业价值链业务协同与优化的服务平台，服务于中小企业，提升产业链的整体竞争能力。
第三方专业化制造服务平台：研究支持第三方专业化制造服务的信息化解决方案，开发面向物流拉动的现代制造服务、专业化产品研发服务等第三方专业化服务平台，服务制造企业，推动制造业及生产性服务业发展。
制造资源云服务平台：面向服装、机械、模具、电子等企业区域聚集且制造资源共性特征明显的产业或区域，开发构建整合制造企业所需的各种软硬件制造资源并提供4A服务的云制造服务平台，为企业提供产品设计、生产制造，经营管理以及标准、知识等共性业务资源服务，促进制造企业资源共享。
工业控制组态软件 篇4
关键词：RSView32,DMC控制算法
1 引言
随着电子技术和计算机工业的发展,近二十年来工厂自动化程度不断提高,对自动化控制系统提出了越来越高的要求。而且现代工业生产过程大都处于大型化、复杂化状态。许多复杂、多变量、时变的状态又是生产过程关键系统的控制,常规PID(Proportion Integration Differentiation)控制已不能胜任。在这些情况下,必须借助于对非线性、大滞后和时变不太敏感的先进控制算法。先进控制的基础是获取对象的动态数学模型,它的优势是利用大量的实测信息,采用合理的控制目标和控制结构,更好地适应工业生产的需要。
先进控制应用于工业现场一般有两种方法:一是嵌入上位机工控软件平台中;二是工控硬件开发公司主动支持先进控制算法,在控制系统硬件设备中开发先进控制算法模块。在一个自动控制系统中通常要用上位机来实现对现场设备和数据的实时监控,组态软件正是为满足这一要求而产生的。它打破了传统的采用软件编程方法实现监控的模式,采用灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和简便的使用方法,非常容易地实现和完成监控功能。
目前国内外企业提供了许多优秀的组态软件,如Wonderware公司的InTouch、Intellution公司的FIX、GE公司的Cimplicity、AB公司的等。工控组态软件可靠性高、易生成应用程序、适应面广,故在生产过程计算机控制系统中得到了广泛的应用。组态软件的应用突出了系统集成思想,可以避免重复性的开发工作,缩短项目开发周期,提高系统的可靠性,也减少开发费用。同时,业界对组态软件也提出了更高的要求。本文选用罗克韦尔自动化公司的RSView32组态软件,二次开发RSView32,嵌入DMC控制算法,应用于工业自动化控制系统中。
2 系统软件设计与实现
2.1 RSView32及其主要功能
对于一个计算机监控系统来说,硬件是基础,软件是灵魂。软件已经成为计算机系统的主体,在很大程度上决定了系统的先进性、可靠性、实用性以及实效性。充分利用计算机的强大的处理能力,可以设计出实时性好、监测控制高效可靠,软件分析功能齐全,并且具有动画效果,操作界面友好的监控软件。工业控制组态软件是可以从P L C,现场仪表等设备中实时采集数据,发出控制指令并监控系统正常运行的一种软件包。
Rockwell Automation公司推出的RSView32工控组态软件是基于Windows开发平台设计的一款软件,它可以将一些繁重而有重复的图形编辑的工作任务完成,而开发人员的工作主要集中在数据流的分析上,从而大大提高了系统软件的开发速度和可靠性。利用RSView32软件,可以在小型计算机上建立功能强大的操作显示站,它是Windows 32位应用软件,可以用于获取数据,管理监视和控制,及在Microsoft Windows环境中进行信息管理。它的结构如图1所示。它可以通过可视化的图形,数据表格和控制按钮将在线设备的运行情况呈现在计算机上,从而进行实时监控,并可以交互式操作。
它的特点是:
(1)图形与动画。画面显示功能丰富,界面可视化,易于学习,开放的图形显示系统可通过OLE容器方式支持A c t i v e X控件,用户可以方便地将方案添加到RSView32项目中。
(2)报警监视。利用它可对开关量或模拟量标签进行报警组态,并在警告摘要窗口中显示报警信息。用户可以自定义报警摘要窗口,用不同的颜色标记各个级别的报警错误。
(3)以微软Visual Basic for Application(VBA)作为内置编程语言,可以最大限度地实现对RSView32项目的扩展和自定义。
(4)安全系统。项目级安全系统允许限制用户或用户访问特定的画面或改变某些标签值的权限。系统级安全系统允许将用户锁定在RSView32应用软件中,而不能退出Windows操作系统。
RSView32组态软件是以MFC(微软基础类库)、COM(组件对象模型)技术为基础的运行于Microsoft Windows9X/Windows NT环境下的HMI(人机接口)软件包。它与ControlLogix PLC控制器自然集成,为组成ControlLogix控制系统提供了极大的灵活性。它的主要功能:
(1)组态软件完善,功能多样
RSView32组态软件提供工业标准数学模型库和控制功能库,组态模式灵活,能满足用户所需的测控要求。它以业界流行的微软Visual Basic for Applications(VBA)作为内置编程语言,可以完成各种复杂的控制算法,实现监控项目的自动化。RSView32对测控信息的历史记录进行存储、显示、计算、分析、打印,界面操作灵活方便,具有双重安全体系,数据处理安全可靠。
(2)丰富的画面显示组态功能
RSView32组态软件提供给用户丰富方便的常用编辑工具和作图工具,提供大量的工业设备图符、仪表图符,还提供趋势图、历史曲线、组数据分析图等;提供十分友好的图形化用户界面GUI(Graphics User Interface),包括一整套Windows风格的窗口、弹出菜单、按钮、消息区、工具栏、滚动条、监控画面等。画面丰富多彩,为设备的正常运行、操作人员的集中监控提供了极大的方便。
(3)强大的通信功能和良好的开放性
RSView32组态软件向下可以通过Winteligent L I N K,O P C,O F S等与数据采集硬件通信;向上通过TCP/IP,Ethernet与高层管理网互联。对于DDE或OPC数据源,“标记/数值”对的列表会被传给DDE或OPC服务器和客户机(server/client),在服务器里写操作可能会组合在信息包里(取决于服务器的执行)。在数据库编辑器里添加了Browse OPC Server Space OPC地址浏览器,方便与OPC数据源的连接[1]。
(4)多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享
RSView32组态软件基于Windows95,Windows98,Windows NT,充分利用面向对象的技术和ActiveX动态连接库技术,极大地丰富了控制系统的显示画面和编程环境,从而方便灵活地实现多任务操作。ActiveX对象是一个由第三方供应商开发的、现成可以使用的软件组件。RSView32可以通过它的属性、事件和方法来使用它所提供的功能。嵌入一个ActiveX对象,然后设定其属性或指定对象事件,该对象就可以与RSView32交互作用了。信息通过RSView32标记(Tags)在ActiveX对象和RSView32之间传递。
2.2 工控组态软件的二次开发设计
先进控制技术用于解决那些采用常规P I D控制效果不佳或无法控制的复杂工业过程控制问题。如:控制策略的改进,数据采集、处理和软测量技术,动态过程模型辨识技术,多变量预测控制技术等等。先进控制的实现需要足够的计算能力作为支持。简单的先进控制程序可用DCS提供的过程控制语言编写,运行在现场控制层,计算复杂的先进控制软件运行在DCS指定的节点上,如TPS的Appnode,还有的运行于上位机[2]。
最早产生于工业过程的预测控制算法,有理查勒特等提出的建立在脉冲响应基础上的模型预测启发控制(MPHC)或称模型算法控制(MAC),以及卡特勒(Cutler)等提出的建立在阶跃响应基础上的动态矩阵控制(DMC)。这类预测控制原理与现代控制理论有所不同。在模型建立方面,以对象的脉冲响应或阶跃响应为预测模型,模型易得,且算法简单;预测控制汲取了现代控制理论中的优化思想,但用滚动优化取代传统的最优控制;预测控制利用实测值对预测值进行反馈校正,在一定程度上克服了不确定性的影响,增强了控制的鲁棒性。
预测控制等先进控制算法在工业控制系统中的应用,可以在底层嵌入控制硬件中实现,也可以在上位机实现。一般情况下,先进控制算法是在上位机软件实现的。由于大部分工控组态软件的二次开发功能,很多先进的控制算法应用都是在二次开发上位机监控组态软件基础上实现的。
由于RSView32优良的VBA二次开发能力,本文提出二次开发RSView32,在RSView32的Visual Basic编辑器中以VBA的形式嵌入DMC控制算法模块化程序。即在上位机中把DMC控制算法嵌入RSView32平台中,进行模块化编程。D M C算法的实现如下:
(1)初始化
在控制的第一步,由于没有预测初值,也没有误差,需要进行初始化,其算法与在线算法不同。流程图如图2所示。
在图2中,y为系统的实际输出值,Yr为参考轨迹,dT为控制系数,dT=[,10,0,⋅⋅⋅,0][ATQA+R]-1ATQ。经初始化程序计算出来的预测值可以直接应用到以下时刻的周期运行程序中。
(2)在线计算
在线计算程序流程如图3所示。
DMC在线实施时,要确定的原始参数是:采样周期T,建模时域N,优化时域P,控制时域M,误差权矩阵Q,控制权矩阵R及校正参数向量ih。在系统调试运行时,需对这些参数进行调整,所以在RSView32中编制出系统控制参数组态画面,供工程师调试时使用。
根据工业生产状况运行特点,选择一个合适的采样周期T,然后每隔时间T就调用预测控制算法一次,控制算法计算出一个控制量,通过上位机和下位控制器PLC之间的通信来完成一次控制作用。RSView32中有一个调用V i s u a l B a s i c编辑器的过程的内部函数VbaExec,其调用形式为VBAExec<程序名>[参数1],[参数2],即VbaExec DMC,这样就执行了DMC过程算法程序[3]。
3 结束语
使用RSView32开发的计算机监控系统,可以实时显示现场运行情况,监视和记录现场数据,灵活地实现各种控制功能。RSView32组态软件为我们提供了实现远程监控现场自动化设备的能力,运用网络组态软件与可编程工业控制器(PLC)通讯并进行远程控制,具有实时性好、速度快、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点,具有理想的远程通讯、监视、控制效果。基于RSView32的远程人机界面控制技术,具有较高的使用价值,值得在工业自动控制中推广应用。
参考文献
[1]苏俊,林红权,马增良.工业监控组态软件与VBA的集成设计[J].化工自动化与仪表,2002,29(4):38-41.
[2]罗克韦尔自动化.NetLinx罗克韦尔自动化开放式网络架构[Z].2000,63￣65
梦想远程控制软件（本站推荐） 篇5
梦想远程控制软件介绍
梦想远程控制软件，是一款适合个人、家庭、公司等用户对计算机进行远程维护、远程监控、远程协助或远程管理的多功能应用软件.这几年来，我们在不断完善自我的同时也借鉴了许多国内外先进的远程控制技术，网络人的内网穿透、vnc的vnc捕屏等技术，确保了远程连接的稳定、快速、安全性！
梦想远程控制软件功能
1.屏幕墙功能：同时观看多台电脑的屏幕，了解对方的电脑使用情况。可用于监督员工工作。
2.视频墙功能：同时打开多台电脑的摄像头，并同时观看摄像头视频。可用于周围环境的安全监控。
3.批量管理电脑：可以同时关闭、重启或注销多台电脑，方便公司电脑的统一管理。
4.文件分发：把电子文件批量分发到多台指定电脑中，节约资源和时间。
工业控制组态软件 篇6
【关键词】可编程控制器;面粉机;组态软件;应用
0.引言
在科技发展的今天，各行各业都在追求并实现高效率，高品质，高产值的生产模式，在一些传统的生产方式也在改变，本文介绍面粉机从传统的生产方式向现代科技过渡，并实现自动化，智能化的过程。
传统的面粉机是由电动机或者柴油机带动，而且只能控制一台，当使用电动机当动力源时，其控制方式为合闸分闸，再进一步实现接触器控制，这样故障频繁，操作者也没有安全保障，而且生产效率极低。现利用可编程控制器和组态软件可轻松实现多台机器运行，日产上百吨的面粉。
整个面粉生产系统可分为两大部分，即粮间，粉间。粮间又分为毛麦收购，清杂，一次润麦，二次润麦，粮仓；粉间可分为磨粉，包装。
由于日产量上百吨，所以采用多点的三菱Q系列PLC对粮间和粉间进行控制，可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显示和故障报警，又有组态软件可实现各参数报表显示等。通过人机界面操作，使得修改各种参数简单、易行，对于机械设备的运行能及时、快速、准确的反映。
1.PLC面粉机控制系统结构
面粉机的电气控制系统框图见图1。其核心是可编程控制器，它的输出部分主要用于控制各驱动电机。其输入部分主要接收组态软件的各种指令，实现软控制。其通迅端口沟通远程测量模块和上位机，进行数据交换，下面分别对各给成部分加以叙述。
主机采用PC的工控机，由一台主机和两个显示屏组成，一个显示屏显示粮间各设备工作情况，另一个显示屏显示粉间各设备工作情况。因为主机放在单独的控制室中，因此可采用较好的商用甚至家用计算机。下位机由PLC、通迅模块、控制仪表等组成。主机与通信模块间采用工业RS-485串行总线连接，组成主从式连接网络。下位机各仪表可实现各种模拟信号的采集，可独立实现部分控制功能，也可按上位机的指令管制。带485通迅接口的PLC作为上位机的各输入输出开关量信号的接口，可以建立动画图形画面，同I/O服务程序进行数据交换。它通过实时数据库管理从工业控制对象采集到的各种数据，把数据的变化用动画的方式形象的表示出来，同时完成报警、历史数据记录、趋势曲线等功能。
本控制系统能进行一键控制粮间粉间数百台机器，其各参数可以在组态界面上显示。可以微机上对PLC编程，并能提供所有软件设备。软件可显示各设备运行的时间和历史记录，随机和定时印数据、报表、曲线等。同时可监控多项故障和事件发生。必要时能够进行人工干预。
图1
1.1 QX42 DC输入模块(正极公共端型)
QX42是Q系列输入模块，是由插槽固定在主板上。是可配用Q系列CPU模块的总线输入模块，DC输入模块的响应时间可改变，且可支持在线更换。QX42每个模块是十六进制64点输入，DC24V/4mA 响应时间：1/5/10/20/70ms 共阳极连接器。输入电阻5.6k.总输入点可以随模块增加而扩展。
1.2 QY42P输出模块
QY42P 是可配用Q系列CPU模块的总线输出模块，其每个模块是十六进制64点输出，也是由插槽固定在主板上，带短路保护，隔离方法是光电耦合，其主要参数如下：额定负荷电压12/24VDC，最大负荷电流0.1A/点，2A/公共端，开关响应时间 1ms或更少。总输出点也是随模块增加而扩展。
1.3 QJ71C24 串行通迅模块
串行通迅模块可以通过串行通迅线路RS-485把外部设备连接到Q系列PLC来实现数据收集/更改和CPU模块的运行监视产状态控制来管理和监视PLC侧设施。还可以把信息和数字数据等到输出到外部设备来打印。在本控制系统中其功能是和组态软件进行连接，以实现组态软件对PLC的控制。
2.软件组成
本自动生产线PLC控制系统的软件选择的是组态软件，是在PC 机上开发的智能型人机接口软件系统，它以 Microsoft Windows 98/2000/NT 中文平台作为其操作系统，充分利用了Windows 图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。设计者在这个环境中可以完成界面的设计、数据库定义、动画连接等。开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制對象的特性，对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等重要功能有简单的操作办法。利用图形控件功能可以大大减少设计界面的时间，从整体上提高工控软件的质量。在运行过程中通过数据库与I/O服务程序的数据交换可以采集到各种数据例如：原粮重量、电能耗多少、面粉打包数量等。同时完成报警、历史数据计录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件和打印。软件结构图如图2所示：
图2
3.结束语
本控制系统具有一键控制各面粉机设备的运行，几乎是无人值守生产，节约劳动资源，还具有实时监控、故障报警、维修检查。更一目了然的看到小麦收购的数量、各设备的电能耗情况、面粉生产量等。采用一主机两显示屏，也可用触摸屏，可在微机上对PLC编程，操作方便，生产效率高。是现代控制技术的主流。
【参考文献】
［１］龙志文.工控组态软件[M].重庆大学出版社,2005,7.
［２］陈忠平,周少华,玉宝,李锐敏.三菱FX-Q系列PLC自学手册[M].人民邮电出版社,2009,6.
［３］殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护[M].机械工业出版社,2003.
工业控制组态软件 篇7
本文中主要介绍是一种基于组态软件控制系统的工业污水处理项目的应用方案,此项技术的研究与应用具有广泛的经济效益及社会效益。
1 工业污水处理项目概述
1.1 工业污水的概念
工业污水(industrial wastewater)包括工业废水和工业废液,其所含有的主要污染物有以下集中:包括易生物降解的耗氧有机物、无机有害污染物、悬浮物、重金属等;其中重金属和耗氧有机物是最受人类关注的污染物。
1.2 工业污水处理工艺的基本要求
工业污水处理工艺要考虑到其处理的特点,工业污水处理效果的好坏,直接关系到我国工业的发展水平,工业污水处理工艺的基本要求如下:
(1)设计部门应以工艺技术的成熟程度及经济合理性为原则进行总体设计,力求达到工艺技术先进成熟的工业污水处理工艺流程标准;
(2)在工艺流程选择这一问题上,要做到系统运行稳定、高效、设备布置合理且结构安排紧凑;
1.2 工业污水处理项目概况说明
通化市固体废物无害化处理厂是一座能够处理城市生活垃圾的现代化工厂,通过其配套建设的工业污水处理装置完成垃圾渗滤液的固液分离、脱氮、硝化、中和等一些列无害化处理。垃圾渗滤液的最终产物是农作物固体肥料和灌溉用水,从而达到保护环境的目的。
2 工业污水处理项目组态软件控制系统概述
2.1 工业污水处理的工艺流程
该工业污水处理项目的处理工艺流程与其他项目的要求略有不同,整个工艺流程通过如下两个阶段完成污水处理的全过程:
2.1.1 工艺流程第一阶段
将垃圾渗滤液导入格栅车间的受入槽,经格栅机进行固液分离后,将其导入工业污水处理车间,进行脱氮处理、硝化处理,并在这两个过程中以曝气和中和的方式调节污水中的含氧量和PH值,并使代谢物沉淀,使污水初步得到净化。
2.1.2 工艺流程第二阶段
将工业污水导入净化车间,向污水中加入高分子絮凝药剂,使处理后的水质参数符合国家相关标准,最后将净水排出,灌溉农田。
2.2 组态软件控制系统组成
2.2.1 组态软件控制系统的主要功能介绍
工业污水处理工艺流程组态软件能够实时监控每一个具体操作,并同时将处理结果显示到组态软件控制界面当中。本软件工艺流程主要分为格栅车间、污水净化车间和污泥脱水车间三个部分。
组态软件系统主要由开机界面、工艺参数设置界面及工艺流程运行控制界面组成。其中,在工艺流程运行控制界面中,主要可以显示格栅车间、污水净化车间和污泥脱水车间工艺流程的运行情况。组态界面能够显示各车间工艺流程的运行情况,实现无人值守的控制方式。组态界面中可以显示各个监控点的液位值、ORP含氧量值、PH值等参数,也可以显示各个电气设备的开关状态。
2.2.2 组态软件控制系统的组态软件平台介绍
根据本组态软件控制系统的自身特点,并结合目前市场上较为先进的.NET架构平台理念,最终选定将由北京九思易自动化软件有限公司开发的“易控组态软件”作为本系统的组态软件平台。易控组态软件(INSPEC)完全基于.NET平台开发,基于分布式和开放式架构设计,性能稳定,其众多功能可以帮助客户轻松实现生产过程的组态化控制。
2.2.3 组态软件控制系统的硬件组成介绍
本组态软件控制系统采用可编程序控制器(PLC)控制方式,其主要的特点为系统的可靠性高、抗干扰强、通用性好及易于维护保养等特点。整个系统的硬件部分由工控机、UPS后备电源、稳压器、可编程序控制器(PLC)、PH值酸碱度传感器、ORP含氧量值测量仪表、超声波流量计仪表、超声波液位计、污泥提升泵、用于投放药剂的薄膜泵、罗茨风机、轴流风机、格栅机、电动闸门、手动开关按钮、指示灯等装置组成。
3 工业污水处理项目组态软件控制系统应用情况评价
目前,该工业污水处理项目组态软件控制系统已经通过竣工验收,投入正常使用,并成功运行已8个月,实现了整个工业污水处理项目的全组态化控制,提高了污水处理的效率,减轻了运行人员的劳动负担,提高了工业污水处理项目运行的安全性和可靠性。通过基于易控组态平台开发,使该系统具有系统运行稳定,操作界面简单易学等特点;并且利用易控平台良好的开放性,为该项目的后期建设提供了很好的接口。
参考文献
[1]任萍,王创新.基于PLC的污水处理控制系统[J].控制系统,2006(8):9-11.
[2]孙力平.污水处理新工艺及设计计算实例.科学出版社,2002.
工业控制组态软件 篇8
1 概述
运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一,广泛应用于冶金、有色金属、煤矿等行业。早期运料小车电气控制系统多为“继电器—接触器”组成的复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责操作。现代的运料小车基本将控制系统更改为基于PLC核心的计算机控制,并且为了更方便的对运输现场实施监控,传统的指示灯报警和提示已不能满足要求。人们需要掌握小车的实时运行路径、了解小车的工作状态、记录小车的运行历史并能够随时修改小车的运行参数和调用历史数据,还需要按照可视和可控的格式,实时传输、管理和显示这些信息。因此,采用组态软件进行实时的数据管理和监控显得尤为重要。
本系统采用西门子SIMATIC系列PLC进行控制,伺服器与交流电机构成传动装置,驱动小车来回往返,用北京昆仑通态公司MCGS(英文说明)作为组态监控界面,实现实验环境下运料小车系统的运行。连接如图1所示:
2 系统功能
在本系统中,有三个站点需要将物品运至仓库,当需要运送物品时,发送呼叫请求,由运料小车负责将站点的物品送往仓库,小车由伺服电机驱动。
按下启动后,系统检测小车状态,若小车处于起点且状态置为“闲”,否则,控制小车运行至起点并置“闲”。就绪后,等待呼叫。当某站点需要运货时,发送呼叫指令。此时小车开始运行,到达该站点后,站点打开放料阀开始装运,装运结束,小车运回仓库,卸料后,小车将状态标志位“闲”,等待下一次呼叫。在小车状态标志为“忙”时,其他站点等待,不能发送呼叫指令,在系统运行中,若出现故障,则发出报警信息。系统运行流程图如图2所示:
本系统通过PLC将小车运行速度、位置、起始点检测、站点位置检测、站点阀门开闭状态等参数传递至上位机,并在HMI中形成监控画面,从而进行实时的分析与处理。小车在三个工作站和仓库之间循环运行。系统能够及时监控站点的发货指令,监控小车的状态,所处位置,运行速度,运行路径,能够控制站点的放料和闭合过程。PLC负责对单站的控制,小车状态的控制,MCGS负责收集数据,并监控实时动态,能够对小车的运行历史数据和轨迹进行分析,并可以通过发送指令的方式对系统进行控制,当系统出现故障时进行报警。
3 组态设计
下位机PLC现场采集的数据参数通过RS-232接口传递至上位机中,由MCGS负责进行状态监控和流程控制。MCGS组态对系统状态进行监控,对运行流程进行控制,在系统运行过程中提供历史数据查询。组态部分的设计主要有数据库设计,界面设计,流程控制,设备通信等。
3.1 数据库设计
实时数据库是MCGS的核心,主要用于工厂过程的自动采集,存储和监事,实现保存,检索连续变化的生产数据,并行地处理数据,并及时记录过程报警[3]。MCGS中数据库作为一个对象封装起来,程序通过方法和属性与数据库中的数据进行交换,在设备窗口中通过设备构件驱动SIMATIC S7200 PLC,通过串口将采集的数据送入实时数据库;由用户窗口组成的图形对象,与实时数据库中的数据对象建立连接关系,以动画形式实现数据的可视化;运行策略通过策略构件,对数据进行操作和处理。本系统需要的数据变量及连接的PLC地址变量对应关系如下,篇幅限制,只列出主要变量,如表1所示。
3.2 组态界面设计
现场采集的数据需要进行监控和处理,对于小车状态,站点的呼叫请求可用状态指示灯的亮灭显示,若站点的出料阀未打开,则通过报警显示,小车的运行速度和位置用标签的输出功能显示,数据查询可用历史报表和实时报表的方式显示.在HMI中启动和停止系统,控制小车的运行方式等。
根据需求,在MCGS6.8嵌入版软件中,新建主界面,在主界面上添加模拟小车,车轨道,ABC三个工作站,仓库,若干指示灯及相关控件,相关控件可通过绘制或从对象元件库中调用,在查询窗口添加历史报表和实时报表。用矩形框的颜色填充表示状态指示灯,系统启动、小车状态为“闲”、站点发送呼叫指令等状态用绿色表示,系统停止、小车为“忙”、报警及站点未呼叫时,用红色表示。添加3个文本框,分别显示小车的运行速度,位置及系统运行时间。添加3个标准按钮,分别用以控制系统的运行,停止和相关数据的查询,查询数据和报警信息单独用界面显示。在轨道上添加4个黄线,用以指示小车到达指定的位置。添加若干标注文本框,并合理排版布局,形成监控画面,系统的主界面如图3所示。
当点击启动按钮后,运行指示灯亮。小车归位,并标注状态为“闲”,指示灯亮,等待站点呼叫,当工作站A发出呼叫指令后,A站状态指示灯亮,小车开始向站A运行,同时小车状态标志为“忙”,指示灯变红色。当小车到达站点A时。站A阀打开,进行货物装配,结束后,阀关闭,小车往回运行,到达仓库后,小车停止运行,卸货后,小车状态为“闲”,等待其他站点的呼叫。在小车标志为“忙”时,其他工作站不能发送运货指令,系统运行时,若出现故障则产生报警信息。
3.3 运行策略
除对系统进行监控外,还需要对小车的运行进行控制,让小车移动,并准确定位到发出呼叫的站点,对运货量进行计算,提供历史数据查询等.为此在系统的循环策略中编写相关程序,策略循环时间为100ms.MCGS采用类似于Basic语言编写脚本程序,本系统中站A发送呼叫请求后,小车运行的控制程序如下:
If站A请求=1 then
If站B请求=0 and站C请求=0 and车位置=仓库then
车状态=1
If车位置<站A and tag=0 then
车右移动=1
If车位置=站A位置then
车右移动=0
定时=!TimeValue(1,0)
If定时>5 and tag=1 then
车左移动=1
If车位置=仓库位置then
车左移动=0
站A呼叫=0
主界面.OpenSubWnd(报警窗口,100,100,300,150,2)
B、C站的呼叫代码原理同A。
3.4 实现MCGS与PLC的通信
本系统采用SIMATIC S7200 PLC与MCGS 6.8嵌入版进行控制,MCGS操作和读写西门子PLC设备的各种寄存器的数据或状态时,使用西门子PPI通讯协议,采用西门子标准的PCPPI通讯电缆。串口父设备属性中设置COM波特率为9600kbps,8位数据位,1位停止位,偶校验采集周期为200ms。PLC地址为总线上挂的PLC地址。指示灯数据的读取方式为只读,启动按钮数据读取方式为读写。小车的速率及位置数据读取方式为只读
将配置好得组态程序下载至触摸屏中,运行即可。
4 结束语
MCGS组态软件是32位系统,可方便的应用于Windows平台,具有良好的并行处理能力,集中式的数据管理,操作界面简单灵活。在工控领域有较好的系统监控和数据处理能力,并且可以对工控系统进行分布式控制和管理,使分布在不同现场的采集设备和工作站之间实现协调工作。在运料小车系统中,MCGS对数据的集中处理,通过指示灯的亮灭标明系统的运行状况,可视性强,通过标签按钮显示系统的关键运行参数,对于错误的产生进行报警提示。对小车的运行方向,站点的判断,装卸货的过程进行合理的控制,提供数据查询等功能,提高了系统的运行效率,方便人们对现场进行控制和管理。
参考文献
[1]向晓汉.PLC控制技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2010.
[2]徐新.人机界面与网络应用技术[M].北京:机械工业出版社,2012.
[3]曹辉.组态软件技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2011.
[4]韩小新.三菱FX系列PLC基础及应用[M].北京:机械工业出版社,2010.
工业控制组态软件 篇9
我国电梯发展从建国后开始, 从1954年正式投产电梯, 50年的时间, 电梯技术迅猛发展。目前我国电梯厂家共200多家, 产量仍然不足。庞大的中国市场吸引着全世界各大电梯公司, 世界主要知名电梯品牌, 如西子-奥迪斯, 日本三菱, 北欧迅达等企业都进入中国市场, 并在我国建厂;现在合资品牌产量已经占市场超过一半;先进的设计工艺和管理经验融入使得国内电梯行业迅猛发展, 我国现阶段几乎所有电梯产品都能生产;国内市场需要的电梯产品, 国内电梯行业完全可以独立完成生产, 缩短了与国外优质电梯产品的差距。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高[1,2]。
2 本文研究的意义及内容
当今是个科技高速发展的时代, 随着交流感应电动机问世, 电梯传动设备进一步简化, 电梯的行进速度和平层的舒适性都得到了极大地改善。成为人们生活和工作中重要的承载工具。近些年, 控制技术发展迅速, 不断有新的控制技术问世, 以PLC逻辑控制器为主的控制技术正以很快的速度发展着;有着简单易学;功能强, 性价比高;程序简易, 代码量小;低功耗等特点。使电梯控制技术由传统晶闸管、继电器控制技术转向PLC电气控制技术发展, 形成发展趋向[3,4]。
本文所研究的内容主要是用PLC控制技术实现电梯电气控制系统的设计。首先对电梯系统结构阐述, 和PLC可编程控制器介绍, 接着阐述了电梯电气设计特点, 确定系统电气设备的选型, 然后是设计系统的硬件部分, 软件部分, 监控及远程控制部分, 最终完成电梯整体电气设计。并由AUTOCAD软件画出PLC外部接口接线图和主线路图, I/O用在分析了电梯系统的软件设计方法基础上, 设计出程序梯形图。用MCGS组态软件实现对四层电梯控制系统的模拟, 完成PLC程序与MCGS组态软件的联机调试等工作。
3 系统硬件设计
3.1电梯的控制要求。电梯电气设计系统主要由传动控制系统两部分和逻辑信号控制系统构成。
主要硬件包括PLC主机、信号继电器、低压电器元件、各类指示灯和按钮等。 (图1)
3.2电梯电气控制系统的功能。a.电梯上 (下) 行进可由轿厢内和轿厢外呼梯信号决定;b.电梯行进中, 遇其它呼梯信号时, 同方向停车, 逆向不通车, 形成优先控制;c.轿厢内和轿厢外呼梯信号具有记忆功能, 到一层或顶层解除记忆;d.轿厢内和轿厢外呼梯信号、电梯行进方向、各楼层位置均有信号灯指示;e.行车时不能手动开门或本层呼梯开门, 开门不能行车。
四层电梯的控制要求:a.电梯到达指定楼层后电梯门开, 并延时3S后关。b.当外部呼叫电梯时, 电梯门关, 到达指定楼层电梯门开。c.内部呼叫电梯时, 如果呼叫楼层与停靠楼层相同时, 电梯门开, 如果不同, 是电梯门关。d.电梯运行优先级:同时向上、向下呼叫电梯时, 按照同方向优先的原则运行。如果一层、三层同时向上呼叫电梯时, 电梯应当先运行至一层再想上运行。
3.3硬件的选型。PLC选型:西门子S7-200;输入/输出点分配:该系统占用PLC的36个I/O口, 20个输入点, 16个输出点。
4 系统软件设计
4.1上行信号。当电梯在一楼时I1.4闭合, 除一楼呼叫电梯以外的呼梯电梯均上行;当在二楼时I1.5闭合, 此时除一楼二楼呼梯以外电梯均上行;当在三楼时I2.0闭合, 四楼呼梯电梯上行。
4.2下行信号。当电梯在四楼时, 其他楼层呼梯电梯均下行;当电梯在三楼时, 一楼二楼呼梯电梯下行;当电梯在二楼时, 一楼呼梯电梯下行。
5 组态监控系统设计
组态软件选择MCGS组态软件, MCGS (Monitor and Control Generated System, 通用监控系统) 是一套基于Windows平台、方便用户快速的搭建上位机监测, 控制系统的组态软件系统。MCGS为用户提供了典型的实际工程案例和开发平台, 能够完成上位机画面绘制, 提供大量资源库;便于实现现场数据采集、实时和历史数据处理、报警控制、动画演示等功能。
MCGS通过上位机中的串行口设备和PLC上的通讯单元 (编程口) 建立串行通讯连接, 从而达到操作PLC设备的目的。PLC的默认设置是只支持RS232通信, 所以要使用RS485通信协议, 必须事先用RS232 (即PLC的编程口) 通信, 设置寄存器PLC D8120寄存器。
此次MCGS通过监控计算机的RS-232串行口读取PLC存储区的数据, 与PLC建立连接。MCGS的结构形式使其成为一个“与设备无关”的系统, 对于不同的硬件设备, 只需定制相应的设备构件, 放置到设备窗口中, 并设置相关的属性, 系统就可对这一设备进行操作, 而不需要对整个系统结构作任何改动。 (图2)
6 结论
本文采用PLC和组态监控的的方式开发了一套简易的电梯控制系统, 此系统可应用于多层电梯控制, 也可作为典型案例应用在高校实训室, 及电梯系统培训中模拟使用。
参考文献
[1]罗雪莲.交流变频调速电梯PLC控制系统设计[J].电气时代, 2003, (11) :1-3.
[2]廖常初.可编程控制器的编程方法和工程应用[M].重庆:重庆大学出版社, 2001 (2) :30-46.
[3]廖常初.可编程序控制器应用技术第五版[M].重庆:重庆大学出版社, 2007, 6:201-208.
工业控制组态软件 篇10
在当前监控系统领域中常采用以下两种方式对现场设备进行监控: (1) 采用计算机进行监控, 主要硬件设备包括计算机, 采集卡和控制卡, 采集卡负责对现场信号进行采集, 计算机通过采集卡对现场采集过来的信号进行处理显示, 再通过控制卡输出相应的信号对现场设备进行控制, 由于采集卡主要采集数字量信号, 模拟量采集通道较少, 且抗干扰能力较差, 不适宜远程监控; (2) 采用PLC直接对现场设备进行控制, 而计算机只起辅助作用, PLC具有通信简单、编程指令系统丰富、数据处理功能及抗干扰能力强、能建立现场子站, 拓展性高, 适宜远程集中监控。文章就以PLC控制为主, 计算机监控为辅简单介绍在液体管路上的应用。
2 PLC数据采集系统
2.1 PLC系统的组成
液体管路监控系统主要包括:计算机, PLC, 模拟量输出输入模块, 数字量输入输出模块等。模拟量和数字量模块负责对现场信号进行采集及控制信号的输出, 而PLC作为核心处理器, 负责对采集的信号进行处理, 并可与计算机进行数据交换, 实现计算机对现场设备的监控。
2.2 系统的设计
假设液体管路系统有四个不同大小的管路组成, 每个管路中分别装有差压计, 流量计, 电动阀门和温度传感器, 并以电流信号两线制形式输出, 同时可用电压信号控制阀门开度。
根据上述传感器信号, 进行如图1所示设计。
其中PLC采用S7-200-CPU226系列, I/O点数为40 (输入点数24, 输出点数16) , 负责管路动力设备 (水泵) 的启停及报警输出;模拟量输入模块为EM231, 4个模拟量通道输入, 负责对现场四个管路上的压力, 流量, 温度, 电动阀门开度进行信号采集, 其中拨位开关SW1=0N, SW2=ON, SW3=OFF表示只采集0-5V或0-20m A范围的模拟量信号;模拟量输出模块为EM232, 负责对电动阀门进行控制, 各个模块之间按顺序通过内部电缆进行连接。
2.3 数据的采集与处理
2.3.1 数据的采集
EM231的模数转换精度是12位, 相对于16位的信号存储, 分辨率为8, 同时转换时间<250μs, 模拟输入阶跃响应1.5ms到95%, 足以满足常规采样要求, 而且采集的模拟量信号都是经过二次线性仪表后输出的值, 与其过程参数已是线性关系, 可直接进行采集, 通过程序设计对实时采集的数据进行处理显示, 减少CPU不必要的负担, 同时模块的入口设有模拟RC滤波器, 能有效地抑制高频干扰, 但对低频干扰滤波效果不佳, 有时需利用编程程序对信号进行进一步的数字滤波。
2.3.2 PLC软件滤波
EM231其四个模拟量输入信道:A+、A-;B+、B-;C+、C-;D+、D-, 在编程软件中对应的地址下标则由模块个数和与PLC连接的先后顺序决定。如图1中的4块EM231, 根据先后排列顺序, 地址分别为AIW0 (1#管路压力) , AIW2 (1#管路流量) , AIW4 (1#管路温度) , AIW6 (1#开度反馈) , AIW8 (2#管路压力) …以此类推, 其模拟量必须用偶数字节地址。为减小数据的波动, 在编程软件中进行均值化滤波处理, 以图1中的1#管路压力信号为例, 具体如下:
(1) 使用FOR循环指令, 对1#管路压力信号进行2n次的连续采集, n可根据实际信号的变化量而定, 如温度信号变化较小, n可以取较小值, 反之亦然。
(2) 利用MOV-W指令将AIW0 (1#管路压力) 地址内的数据赋值至变量如VW0 (单字的变量存储区) , 并通过ADD_DI指令将VW0赋值得到的数据与另一变量如VW2 (初始值为零, 若数据值较大, 可存储至双字的变量存储区) 进行累加并循环赋值至VW2, 最后得到的VW2值为2n次AIW0采集的数据之和。
(3) 将2n通过ENCO指令赋值至累加器AC0, 得到AC0的值为n+1。
(4) 最后通过SHR_W指令对VW2进行移位, 即右移AC0, 从而得到2n次的连续采集数据的均值, 以该均值作为最后的显示值。
3 力控组态软件对数值的整定
在实际采样过程中, 模拟量信号通过传感器转变为控制系统可接收的电信号 (0~5V或4~20m A) , 再由输入模块以数字量的形式送给PLC, 该数字量与实际过程量具有某种函数对应关系, 但在数值上并不相等, 必须经过一定的转换, 转化的过程称为模拟量的输入数值整定。数值的整定可在PLC编程软件中通过相应指令实现, 而上位机力控软件的使用, 可以直接通过力控软件进行整定, 其方法是在力控软件的数据库组态里找到相应区域的I/O点, 在I/O点相应的数据库变量中设置过程量的量程, 以及量程的变化 (PLC) , 如模拟信号0~20m A对应PLC量程变化0~215, 并在窗口属性中添加整定条件进行编辑, 具体数学表达式 (算法) 如下:参数定义过程量的表达式为
设系统偏移量为En, 则实际显示值为
Yn表示过程量的显示值;Xn表示采集信号的数字量;Kn为过程量测量范围;YN表示实际显示值,
监控软件中数据的显示主要通过设置数据库变量的数据连接里连接相应的PLC设备及数据存储的变量 (如VW2) , 同时可在相应的窗口属性里添加编辑数据的有效性判断, 若输入数据的量程溢出或信号低于信号量程范围, 则判断系统输入部件 (如变送器、输入线路等) 的故障, 并在监控界面上进行相关显示。
4 结束语
力控组态软件是一款功能非常强大的监控组态软件, 集成了许多现成的功能模块和通信协议, 可快速构造监控画面及数据曲线, 本文对此不作详细介绍;而PLC稳定性高、采样值较准确, 拓展性好, 两者的结合能很好的实现集中管理和监控的目的。
摘要：工控组态软件是近年来在自动控制领域兴起的新型软件开发技术, 通过与下位机进行通信可快速构造上位机的监控系统, 形成计算机实时监控系统。文章以力控组态软件为例, 介绍西门子PLC在液体管路中的应用与数据处理, 以及如何实现与PLC的通信, 实现对现场设备的实时监控。
关键词：西门子PLC,力控组态软件,模拟量模块,软件滤波
参考文献
[1]牟秋锋.基于OPC的生产线监控系统的研究与应用[D].东南大学, 2005.
[2]朱善君.可编过程控制系统[M].北京:电子工业出版社, 1993.
工业控制组态软件 篇11
工控软件管理体系
上海新华控制技术（集团）有限公司是为工业生产过程提供自动化控制系统设计、制造和整合相关产品的高科技企业。公司专业从事控制系统设计、软件开发、硬件制造和控制系统总成套，自1985年成立以来，已为1000多家电力、冶金、交通、石化、环保、水泥、市政工程等行业的用户提供了各种规模的优质自动控制成套设备和自动化控制系统。集团公司拥有多种专业高素质的研发队伍，不断加大对研发的投入，以环保、节能、安全的设计理念创新技术、创新产品，重点发展大型生产过程和连续生产过程综合自动控制、先进的工业控制技术、轨道交通自动控制、节能变频调速，帮助用户以更经济的代价获得更满意的产品和服務。
新华集团下设研发中心包括：软件研发部、硬件研发部，另设测试中心、技档部。各部门分工明确，职责分明，协同工作。其中软件研发部设部门经理，系统架构师，系统分析师，软件工程师，测试工程师，UI工程师等。
新华一向注重严格的科学管理及全面的质量控制，建立了完整的质量管理体系，通过了ISO-9001:2000质量管理认证和国际认证。独特的创新管理和企业文化造就了新华员工为社会创造价值、不断创新、自强不息、超越自我、勇创一流的追求。
软件开发严格遵循国内、国际标准，有着严格的流程管理与控制，同时根据软件项目的需求和特性灵活地采取各种先进的软件开发管理方法。针对软件开发项目成立项目组，制定明确的目标，建立起高效、具有共同目标、明确角色划分、团结协作、融洽的开发团队。
对于需求分析、设计、采购/编码实现、安装、新华软件及接口测试、移交、维护等工作，给出每项工作任务的预定开始日期、完成日期及所需资源，规定各项工作任务完成的先后顺序以及表征每项工作任务完成的标志性事件（“里程碑”）。新华软件实施计划配合项目整体计划推进。
新华软件开发有着严密、严格的质量保证机制。软件质量保证是为使新华软件产品满足规定需求所进行的一系列有计划的必要的工作。在软件整个开发期间，成立软件质量保证小组负责质量保证工作。软件质量保证人员检查和督促本计划的实施。软件质量保证工作涉及软件生存周期各阶段的活动，贯彻到了日常的软件开发活动中，而且特别注意软件质量的早期评审工作。因此，对新开发的或正在开发的各子系统，要进行各项评审工作（主要针对T：时间、Q：质量、C：成本）。
软件研发的文档也有着严格的管理制度。基本文档包括:软件需求规格说明书、软件详细设计说明书、软件验证与确认计划、软件验收报告、用户文档等。文档是新华软件的重要组成部分，是新华软件生存周期各个不同阶段的产品描述。必须检查各阶段文档的合适性。评审文档质量的度量准则是有六条：完备性、正确性、简明性、可追踪性、自说明性、规范性。
新华软件研发十分重视配置管理。软件配置管理是指对本项目软件生存期间各文档, 程序和数据的版本和变动控制。在软件系统整个开发期间，软件配置控制组负责配置管理工作。配置管理内容包括：建立配置控制组；确定各个配置基线；建立接口控制协议；制订评审与检查软件配置管理计划和规程；制订相关的软件开发、测试和使用工具的配置管理计划和规程。
新华软件验证与确认包括需求验证、设计验证、代码验证、测试验证、文档评审及确认。每阶段的评审和验证都能有效地保证了软件开发的质量、成本和时间。
可靠性设计
软件的可靠性指标除了MTBF、MTTR以外,:还有系统平均不工作间隔时间MTBD (Mean Time Between System Down)、平均停机时间 MDT (Mean DownTime)、系统不工作次数、可用性、初期故障率、偶然故障率、处理能力等等。
软件的可靠性首先保证软件的准确性,能准确无误地完成系统所要求的功能。在可靠的前提下,软件必需便于使用、便于扩展。
容错技术和同步处理是软件可靠性的基本保证。新华控制系统针对可靠性要求采用了具有容错功能的控制系统；针对不同的用户需求和设计目标，提供组态方式编程，设计成多种通用且固定的功能模块，功能块是被组态修改的最小对象，控制系统的所有功能都需要用功能块来实现。功能块中的程序相对是固定的，因此可以有充分的时间对其进行测试，最大限度地排除错误，使应用软件生成简单化、标准化，克服了普通软件编程中的人为因素对可靠性的影响，同时也缩短了软件生成的周期。一个软件系统是否采用了组态方式，是否标准化是软件可靠性设计的一个重要标志。
新华制定了严格的软件测试流程和测试规范，并通过建立软件可靠性模型对软件进行7×24小时的连续测试和评估，以保证软件系统的正确性、完整性、一致性和健壮性。
管控一体化解决方案
新华的软件产品涵盖了从底层设备驱动、控制系统，到监控系统、生产管理系统、企业管理系统的全方位产品。同时新华开发有专用的性能计算、优化控制软件。新华的软件产品从底层设备到上层管理系统，为企业提供了真正的管控一体化解决方案。
MCTS（Management & Control Top Solution）是新华控制针对企业对管理控制一体化日益强烈的需求，结合自身的优势以及生产型企业的特点而提出的企业管控一体化解决方案。
MCTS的层次结构
MCTS将企业的层次结构划分为5层：实体层、过程控制层、厂级监控层、制造执行层和管理应用层。MCTS旨在为企业提供从实体层到管理应用层的全面一体的先进的、开放的、前瞻性的解决方案，新华利用自己几十年的从业经验、 自主的优质产品为企业提供全面优质服务。新华专注于控制与系统集成，提供过程控制、厂级监控、制造执行系列产品，向下通过与实体层（执行器、智能仪表、现场设备等）集成，向上通过与管理应用层（ERP、OA、财务、HR、SCM等系统）的集成，为企业构筑全面一体化的解决方案。
实体层及过程控制层。新华可视化图形化组态软件OnXDC用于新华过程控制系列产品：TiSNet-P600，XDC-800，XDC-E1000,XDC-T3000等，适用于不同层次的应用，实现和优化现场控制过程。
厂级监控层。新华的XSCADA/XSIS建立在新华实时数据库XH-fS的基础上，可根据企业实际情况组建厂级监控系统，实现全厂的生产监控。XSCADA/XSIS除了可与新华自身过程控制系统TiSNet-P600，XDC-800，XDC-E1000,XDC-T3000实现无缝集成，也可与其他厂商的DCS系统和PLC系统实现集成。
制造执行层。新华XMES（Xinhua Manufacturing Execution System）为优化企业生产执行过程、实现计划与生产的协调统一，实现生产过程优化、实现生产、维修、质量、设备、能耗、库存等的有效管理。XMES以过程控制层/监控层（DCS、PLC等控制系统，SCADA、SIS）的实时数据为基础，与过程控制层/监控层实现有效集成。XMES具有强大的开放性和可集成性，提供各种开发接口，可与各种上层管理软件（ERP、OA、HR等）实现有效集成。
工业控制组态软件 篇12
本文介绍Wonderware公司的Intouch工控组态软件在港口石油运输管线电伴热系统中的应用, 阐述了该工程的系统结构、功能、通讯网络配置及Intouch9.0在本系统中实现的功能。
1 系统构成
1.1 系统简介
系统由上位机操作及信息管理系统、带通讯的温控仪表所组成, 通过专用485通讯电缆实现中控室对现场各温控器的实时监控;上位与仪表通讯采用modbus通讯协议。整体系统结构如图1所示。整体系统以设立在监控室的工程师站为中心, 配置两个操作员站, 基于modbus通讯协议通过专用485通讯电缆连接分布在石油管线各处的控制柜, 完成数据的采集及电加热的控制。同时基于SQL Server数据库, 完成数据的存储和查询。
1.2 系统设计
系统通过网络状态的检测及采集现场控制柜内仪表的温度、状态并加以控制。
系统具有下述功能: (1) 用户登录, 防止非操作人员操作; (2) 电伴热系统运行后, 检测并显示各路仪表的温度设定值、测量值等信息; (3) 实时显示温度曲线; (4) 历史温度曲线; (5) 历史数据查询、报警监测。
根据上述功能要求设计了监控系统主界面, 大部分工程开发工作在InTouch9.0的WindowMaker完成。
1.2.1 创建工程
在打开In Touch应用管理器界面后, 单击“文件”菜单, 选择“新建”;系统将会弹出创建新应用程序菜单, 选择“下一步”, 在创建新应用程序菜单上输入工程名称及描述;然后点击“完成”, 一个工程就创建完成, 这时通过WindowMaker就可以打开刚才新建的工程, 并进行其他组态。
1.2.2 访问名配置
访问名是InTouch和现场设备通讯的关键参数, InTouch通过访问名来确定它将要跟现场哪个设备进行通信。
配置步骤如下:在InTouch WindowMaker工作环境下, 双击应用程序浏览器中的“访问名”, 打开访问名配置窗口;点击“添加”, 打开添加访问名配置窗口 (如图2所示) , 此时, 新的访问名设为dbr;应用程序名为modbus, 主题名设为NET_1, 选择使用DDE协议。
1.2.3 建立标记名
标记名是完成与下位机通信的关键部分, 它决定了该通信变量的基本类型。本系统根据设计要求及现场监控设备的数量-共有106个温控仪表, 每个仪表分别有测量值、设定值、回差值、状态等, 为每一个输入输出点都建立了标记名, 以便In Touch和现场设备能够准确地通信。在I n T o u c h WindowMaker工作环境下, 选择应用程序浏览器中的“标记名字典”, 打开标记名字典 (TagName) 输入窗口进行添加标记名。根据需要选择是否记录数据。
1.2.4 画面组态部分
监控画面是人机交互的重要部分。组态画面的步骤是:在InTouch WindowMaker下单击“文件”菜单, 选择“新建窗口”, 打开“窗口属性”窗口, 输入窗口名称, 定制窗口的其他属性。这些工作完成后, 即可以绘制图形。图3即为在前面的步骤完成之后根据系统的控制要求设计的监控系统主界面。但是, 所设计的系统要能够和现场设备进行通信, 还必须对InTouch的通信软件进行配置。
1.2.5 数据库设置
在I n T o u c hW i n d o w M a k e r下单击SQL访问管理器, 设置“绑定列表”, 建立O D B C数据源, 链接到所需的数据库中, 通过设置SQLConnect () 、SQLInsert () 函数, 可以使得程序启动时连接Microsoft SQL Server, 程序运行时执行数据插入到SQL Server 2000数据库中, 为报表查询提供数据依据。
1.2.6 趋势配置
本系统中操作界面中的实时和历史趋势均由intouch9.0自带的16笔趋势图来实现, 通过向导趋势选择16笔趋势及完成添加。在运行时可以选择需要观察的标记名, 在实时和历史曲线中进行切换。
2 结语
本系统应用组态软件InTouch9.0设计了港口石油运输管线电加热系统, 该系统已在秦皇岛港务局实践运行。在调试过程中, 通过分网控制、降低通信速率等方法, 解决了因现场控制柜离控制室距离远、分站多、信号读取时间过长等问题。目前运行结果表明, 该系统稳定可靠, 完全满足系统的设计要求, 操作界面简单, 操作方便, 系统扩展性好, 操作人员可以便捷地掌握电伴热系统的运行情况。
摘要：针对港口石油运输管线电伴热, 采用人机界面组态软件InTouch9.0进行控制系统设计。介绍了上位机控制系统的硬件配置, 软件工程开发流程, 给出完整的操作员控制画面。投入使用的结果表明, 该系统操作简便、可靠, 提高了电伴热控制效率。
关键词：Intouch,监控系统,电伴热
参考文献
[1]马正午, 周德兴.过程可视化组态软InTouch应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2006:274～294.