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1系統(tǒng)硬件組成功能

在智能儀表中，一般不需要對(duì)RS-485通信進(jìn)行校驗(yàn)，八個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)或兩個(gè)停止位。而數(shù)據(jù)模塊則可以有校驗(yàn)，也可以無(wú)校驗(yàn)，如果是無(wú)校驗(yàn)通信，需要和智能儀表連接同一總線。PLC需有校驗(yàn)，在通信方式上也有別于上述兩種設(shè)備，因此在上位機(jī)中，IPC與PLC的通信總線和智能儀表、數(shù)據(jù)模塊的通信總線是不同的。因此，系統(tǒng)包含了兩個(gè)RS-485總線網(wǎng)絡(luò)，因此PLC的總數(shù)最多可以擴(kuò)展至16臺(tái)。

出現(xiàn)對(duì)運(yùn)算速度及可靠性的考慮，在此不建議進(jìn)行使用。PLC的可以對(duì)輸入寄存器、輸出寄存器、中間寄存器、數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)。智能儀表能夠通過(guò)上位機(jī)對(duì)PID參數(shù)、定值的讀寫(xiě)進(jìn)行設(shè)置，可以對(duì)控制輸出值、測(cè)量值及偏差等參數(shù)的讀出進(jìn)行處理。對(duì)于數(shù)據(jù)模塊而言，可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行部分讀寫(xiě)操作，也可以通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程參數(shù)的控制。MCGS軟件能夠?qū)δM控制對(duì)象的實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行連接，為監(jiān)控人員提供實(shí)時(shí)的圖像、報(bào)表、曲線、圖符等系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，包含報(bào)警信息等，可以用顏色、大小、閃爍、移動(dòng)等方法提高畫(huà)面的顯示效果。基于MCGS軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程量以歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線及多種報(bào)警的組態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)或打印。

2系統(tǒng)軟件設(shè)置

2.1下位機(jī)參數(shù)設(shè)置

兩個(gè)智能儀表的地址可以通過(guò)儀表自身按鍵進(jìn)行設(shè)置，為3和4；數(shù)據(jù)模塊的地址通過(guò)驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)置為5和6，智能儀表與數(shù)據(jù)模塊的波特率均為9600bit/s。通過(guò)編程軟件對(duì)PLC的通信方式進(jìn)行設(shè)定，地址設(shè)置為7。

2.2MCGS軟件設(shè)置

在設(shè)定好下位機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)后，對(duì)上位機(jī)還需要進(jìn)行組態(tài)，由MCGS軟件生成應(yīng)用系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)包含主控、設(shè)備、用戶等窗口及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行策略等五個(gè)部分窗口可以直接提供給用戶進(jìn)行使用，包含多種構(gòu)建，可以對(duì)畫(huà)面進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)建不同圖形對(duì)象，不同的MCGS配置參數(shù)具有不同的功能。每一個(gè)系統(tǒng)中，智能包含一個(gè)主控窗口和一個(gè)設(shè)備窗口，下層可包含多個(gè)運(yùn)行策略及用戶窗口，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。通過(guò)組態(tài)后，多個(gè)窗口構(gòu)成一個(gè)人機(jī)交互的應(yīng)用系統(tǒng)，包含多種不同功能、類型的構(gòu)件和對(duì)象，同時(shí)，可以及逆行那個(gè)可視化處理。MCGS系統(tǒng)的核心是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，其作用與數(shù)據(jù)處理中心的作用類似，也是公用數(shù)據(jù)的交換區(qū)。下位機(jī)設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)連接傳送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的存盤(pán)處理和報(bào)警處理，按照需要，將相關(guān)信息以事件的方式發(fā)送到系統(tǒng)的其它部分，從而將相關(guān)事件觸發(fā)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以面向?qū)ο蟮募夹g(shù)為其它環(huán)節(jié)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分的數(shù)據(jù)共享。

3ae2000上水箱特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

根據(jù)上文所分析的工業(yè)控制系統(tǒng)的硬件及軟件組成，作為上水箱液位控制，AE2000過(guò)程控制裝置可選擇多種控制方案：一是PLC控制方案；二是智能儀表控制方案；三是采用MCGS控制算法，I-7017、I-7024作為輸入輸出構(gòu)成DDC控制系統(tǒng)，前面兩個(gè)控制方案MCGS作為做上位機(jī)，第三種方案MGS做為控制和監(jiān)視使用。本文通過(guò)上水箱特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)MCGS軟件、PLC模擬在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備

上位機(jī)MCGS軟件、西門(mén)子PLC、RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器、實(shí)驗(yàn)連線、AE2000B型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置(PLC與智能儀表不同時(shí)使用，本實(shí)驗(yàn)采用PLC作為控制器，IPC上不裝RS485通信卡)。

3.2實(shí)驗(yàn)流程

丹麥泵把儲(chǔ)水箱的水通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)水閥進(jìn)入上水箱，上水箱通過(guò)排水閥經(jīng)過(guò)中水箱、下水箱回儲(chǔ)水箱。上水箱裝有液位傳感器。測(cè)試上水箱的一階響應(yīng)特性。

4結(jié)束語(yǔ)

AE2000雖然是一個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置，在實(shí)訓(xùn)室用于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，但她集成了常見(jiàn)典型的控制方案，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，這些控制系統(tǒng)由于性價(jià)比高、價(jià)格低廉，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，工控產(chǎn)品主要帶有RS-485通信接口，都可以與該系統(tǒng)連接，受上位機(jī)控制。如果連接的線路出現(xiàn)故障，也不影響下位機(jī)的工作。通過(guò)實(shí)際使用效果表明，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、功能完善，具有較好的人機(jī)交互界面，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高，可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。

作者：許惠萍單位：福建化工學(xué)校