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PLC与工控机运用剖析

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PLC与工控机运用剖析

发布日期:2018-04-19 作者: 点击:

PLC与工控机运用剖析  

 1 系统组成

  某电厂化学水处理系统根底设备具有出色的可控性,运用PLC和工业控制计算机对其进行实时监控办理,系统底子组成如图1—1所示。
  选用3台西门子公司的SIMATIC S5—115U可编程序控制器控制现场的一次设备,程控系统分为3套,依次为#1补给水处理单元、#2补给水处理单元、#3凝集水处理单元。
  操作员站选用两台研华586工控机,软件开发途径选用美国Intellution公司的FIX5.5组态软件。FIX5.5是一种能结束数据搜集及控制、报警、图形数据闪现等功用的完好工业自动化软件,该版别在WINDOWS或WINDOWSNT环境下工作,选用了图形用户界面,相应其内部的图形处理是根据第三代图形技术。
  数据通讯系统选用SINEC L2网,它把SIMATIC系列可编程序控制器以及工控机连成网络。SNEC L2是令牌总线网,网络传输介质是双绞线或光缆。每个节点经过总线连接器连到总线网上,在本系统中,三台PLC之间以及与两台工控机之间都结束了数据通讯。
  该方案配备表现了松散控制系统的利益,即控制功用松散,操作办理会合。控制功用松散意味着系统实时照应快和系统风险松散,操作办理会合便于会合办理,方案配备还具有冗余特性。
  2 PLC及其程序规划
  2.1 SIMATIC S5-115U硬件组成及编程概要
  可编程序控制器SIMATIC S5-115U选用规范的模块式结构,电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上,并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板,输进、输出模件和存储器的精密分级,使得这种装置具有较强的配备适应能力;经过通讯处理器和部分网,可方便地结束PLC之间及与计算机的通讯。
  SIMATIC S5-115U的编程言语是STEP5,有3种表达办法,即控制系统流程图CSF,梯形图LAD和语句表STL。其间语句表STL最接近于机器内部的控制程序,功用也比前两种办法丰富得多,因此在本系统实践编程运用中全部选用语句表STL。
  STEP5的最大特征是选用了结构化编程办法,并供应很多规范功用块如乘法功用块FB242、通讯功用块FB244等,使得编程作业大大简化,而且所编程序条理清楚,易于读懂、批改和检验,这一利益尤其在编制大型凌乱程序时更能闪现出来。
  要结束凌乱任务,可以把整个程序分红一个个独立的程序块,STEP5有5种块类型,即组织块(OB)、程序块(PB)、次序块(SB)、功用块(FB)和数据块(DB),其间组织块(OB)用以办理用户程序,形成了操作系统和控制程序之间的接口,一切其它类型块在此被调用实行。功用块(FB)用于结束重复调用或许特别凌乱的程序功用,这些功用块可以是系统以规范功用块的办法供应的,也可以由用户自己编制。例如规范功用块FB242就可以结束16位二进制乘法功用、FB244可以结束CPU与通讯处理器之间的数据传送,用到这些功用时可以直接调用这些功用块。
  2.2 SIMATIC S5-115U大型程序的规划
  以本系统#1补给水处理单元的控制程序为例,在组织块OB1内首要有下面几条语句,结束各功用块的无条件调用。
  JU FB1 (定义PLC1向两台工控机传送的数据)
  JU FB2 (定义两台工控机向PLC1传送的数据)
  JU FB231 (结束PLC1与两台工控机之间通讯的底子设置)
  JU FB232 (结束PLC1与PLC2、PLC3之间通讯的底子设置)
  JU FB4 (结束自动控制及无扰切换功用)
  JU FB3 (气动门及电动门控制)
  JU FB10 (结束模拟量处理功用)
  JU FB11 (报警处理)
  在FB1、FB2内首要将需求通讯的数据分别写进某数据块如DB10的相应位,由此才能与通讯处理器中的变量取得共同。在FB231中调用两个STEP5本身供应的规范功用块FB244(发送数据)、FB245(接收数据),再根据通讯处理器填写一些必要的参数如接口、作业号等,然后结束数据通讯功用。在FB232内按照通讯处理器分配的数据位,定义3台PLC之间需求传送的数据。在FB4内根据出产工艺流程要求及操作规范,充分运用其它功用块及I/O模块传送的数据,结束系统的自动控制及无扰切换功用;针对多个被控方针相似的特征,分别编制了几个有代表性的功用块FB20、FB30、FB40,例如在FB4内多次调用了FB20以便处理PLC内某程序步时间和工控机画面闪现时间保持共同的标题,而且FB20内又调用了乘法功用块FB244。FB3根据FB4宣告的自动程序步指令往控制气动门、电动门及泵等现场设备。FB10担任一切模拟量的处理,在此调用了开方功用块FB5。FB11根据FB10改换出来的数据,对模拟量进行报警处理,在此一定要留神模拟量和PLC内部数字量的对应联络,以确保模拟量闪现和报警的正确性。
  3 工控机监控办理软件的规划
  工控机监控办理软件在FIX5.5软件途径下结束,FIX55是一个高精度模块化的软件系统,包括十几种软件模块,在此首要介绍开发本运用软件时所用到的几种软件模块。
  (1)系统配备模块(SCU):它首要结束网络、I/O驱动程序、数据库称谓、系统发起参数及初始发起任务等配备。Intellution公司和第三方厂商为PLC、I/O卡编写了300多种I/O驱动程序,如SIEMENS、OMRON、MODICON、ABB等公司产品的驱动程序,并供应I/O驱动程序开发工具包,供用户开发自己的I/O驱动程序。
  (2)数据扫描、报警和控制模块(SAC):它用来结束现场数据的扫描、信号调度、数据格式和数据类型的改换,报警条件判别及结束远控输出等功用,SAC将处理的现场数据送进实时数据库,或将远控输出的数据送到I/O驱动程序,以便结束远控输出功用。
  (3)实时数据库办理模块(DATABASE BUILDER):它供应以交互办法建立实时数据库和在线闪现/批改实时数据库的功用,它是系统工作的首要数据

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