PLC在自動(dòng)噴泉控制中的應(yīng)用

1、PLC在自動(dòng)噴泉控制中的應(yīng)用摘要：隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，新型噴泉與計(jì)算機(jī)的交互應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)噴泉也越來(lái)越復(fù)雜和越來(lái)越精密，使得越來(lái)越多的控制部分需要計(jì)算機(jī)來(lái)完成。計(jì)算機(jī)控制燈光噴泉成為必然趨勢(shì)。為此建立以PLC為核心的多媒體計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制噴泉，采用基于組態(tài)程序的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控音樂(lè)、燈光、流水的變化獲得較理想的效果。本文基于韓國(guó)金星公司生產(chǎn)的MASTER-K30H可編程邏輯控制器，設(shè)計(jì)三種噴泉類型，不僅能夠進(jìn)行多種水形切換，而且將各種水形，燈光按照設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了PLC的自動(dòng)噴泉控制。通過(guò)上位機(jī)與PLC之間的通訊監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，并利用北京亞控公司的組態(tài)王

2、6.55設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控程序，實(shí)現(xiàn)了噴泉的自動(dòng)控制與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。關(guān)鍵詞：程控噴泉；自動(dòng)控制技術(shù)；可編程序控制器(PLC)；組態(tài)王Abstract: Programmable Controller is used widely in the automatic produce of industry. This paper introduces the concrete application of this technique all automatic fountain.Keyword: autocontrol technology; PLC;kingview;目錄第1章 概述31.1噴泉

3、控制系統(tǒng)的應(yīng)用31.2 PLC自動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)3第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)42.1實(shí)現(xiàn)方法分析與可行性討論42.1.1單片機(jī)噴泉控制系統(tǒng)42.1.2工控機(jī)噴泉控制系統(tǒng)42.1.2 PLC噴泉控制系統(tǒng)52.1總體實(shí)現(xiàn)方案6第3章 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)83.1 PLC工作原理83.1.1 PLC的等效工作電路83.1.2 PLC的工作過(guò)程93.2 PLC選型93.2.1 PLC類型簡(jiǎn)介93.2.2金星MASTER-K系列PLC介紹103.3硬件系統(tǒng)組成11第4章 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)154.1 PLC控制程序設(shè)計(jì)154.1.1 編程軟件KGL_WE Application 簡(jiǎn)介164.1.2 噴泉PLC程序設(shè)計(jì)18

4、4.2 組態(tài)程序設(shè)計(jì)244.2.1 組態(tài)王簡(jiǎn)介244.2.2 通信數(shù)據(jù)設(shè)置274.2.3 組態(tài)畫面設(shè)計(jì)29第5章 系統(tǒng)綜合調(diào)試345.1 PLC連接測(cè)試345.2 組態(tài)程序的調(diào)試35第6章 總 結(jié)36參考文獻(xiàn)37第1章 概述1.1噴泉控制系統(tǒng)的應(yīng)用隨著人民生活水平的提高，城市環(huán)境建設(shè)日益為人們所重視。噴泉作為一種觀賞性較高的藝術(shù)水景，不斷地出現(xiàn)在城市廣場(chǎng)、居民小區(qū)、公園等場(chǎng)所。它不僅可以增加周圍空氣濕度，減少空氣中的塵埃，降低空氣溫度，更為人們生活增添了不少情趣。自動(dòng)控制噴泉能自動(dòng)且連續(xù)的改變其形態(tài)，呈現(xiàn)豐富多彩的花型變化，從而給人以美好的視覺(jué)感受。由單片機(jī)或可編程控制器PLC (Progra

5、mmable Logic Controller)組成的小型噴泉系統(tǒng)在軟件及硬件上均可以較好地滿足控制噴泉造型變化的要求。由計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，PLC或單片機(jī)作為下位機(jī)的自動(dòng)噴泉系統(tǒng)在功能上大大超越了傳統(tǒng)的噴泉系統(tǒng)，PLC完成對(duì)噴泉現(xiàn)場(chǎng)的造型、燈光的控制，并向計(jì)算機(jī)發(fā)送實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)。上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)噴泉花型監(jiān)控等功能。1.2 PLC自動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)自動(dòng)噴泉控制的實(shí)現(xiàn)方法很多，本設(shè)計(jì)題目為基于可編程邏輯控制器（PLC）的噴泉控制系統(tǒng)，用可編程邏輯控制器(PLC)，不僅能夠進(jìn)行多種水型切換，而且能將各種水型、燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行控制程序發(fā)出控制信號(hào)，使水型、燈光

6、實(shí)現(xiàn)多姿多彩的變化。通過(guò)上位機(jī)（PC）與PLC之間的通訊來(lái)監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)，以達(dá)到順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求及目的，同時(shí)還要達(dá)到低功耗、高性價(jià)比、運(yùn)行安全可靠等基本要求?；谝陨弦?，本系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：1.設(shè)計(jì)三種噴泉類型，編寫程序控制以順利實(shí)現(xiàn)噴泉的控制。2.系統(tǒng)中組態(tài)王組態(tài)畫面、PLC之間要能順利實(shí)現(xiàn)通訊。3.具備人機(jī)對(duì)話功能，即具有可視的組態(tài)畫面，能設(shè)置及監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。4.整個(gè)系統(tǒng)要具有安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1實(shí)現(xiàn)方法分析與可行性討論2.1.1單片機(jī)噴泉控制系統(tǒng)單片機(jī)也稱為單片微型計(jì)算機(jī)，是把微型計(jì)算機(jī)的各部件中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入

7、輸出接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等制作在一塊集成電路芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)，如圖2.1所示。由于單片機(jī)在一塊小芯片上就集成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)有具備的功能，所以其在工業(yè)控制中占據(jù)很重要的地位。它具有超小型化、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。特別適用于實(shí)時(shí)工業(yè)測(cè)量控制、智能化儀器儀表和家用電器控制等應(yīng)用系統(tǒng)。目前，市場(chǎng)上流行的單片機(jī)種類繁多，如MCS-51系列，8位單片機(jī)仍占有單片機(jī)市場(chǎng)60%以上的份額，促進(jìn)了8位單片機(jī)朝著高性能和多功能化方向發(fā)展。其他單片機(jī)，如凌陽(yáng)公司的SPCE061A 16位單片機(jī)，美國(guó)TEXAS INSTRUMENTS公司的MSP430系列單片機(jī)，ARM（Advanced&#

8、160;RISC Machine）嵌入式單片機(jī)等都是各有優(yōu)點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域中有著很好的應(yīng)用。 圖2.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)單片機(jī)控制系統(tǒng)用于噴泉控制是完全可行的，它可以通過(guò)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)噴泉噴射的時(shí)間進(jìn)行控制，并且也可以利用串行接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。由于單片機(jī)的價(jià)格比較便宜，所以大批量生產(chǎn)時(shí)的性能價(jià)格比很高。但由于單片機(jī)需要附屬很多的外圍電路，對(duì)電路的設(shè)計(jì)水平要求很高，否則便很可能降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且，由于噴泉控制系統(tǒng)很少會(huì)有批量生產(chǎn)的情況，對(duì)于小規(guī)模制作時(shí)，PCB印刷電路板的制作成本是很高的。綜上所述，此次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制系統(tǒng)不是最佳方案。2.1.2工控機(jī)噴泉控制系統(tǒng)工控機(jī)即工業(yè)

9、控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡(jiǎn)稱IPC，全稱Industrial Personal Computer。工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，如圖2.2所示。工控機(jī)特點(diǎn)工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒(méi)有休息。因此，工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn)：1） 機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。2） 機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。3） 機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。4） 要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能

10、力。 自1984年國(guó)內(nèi)開始從事開發(fā)和推廣應(yīng)用工控機(jī)以來(lái)，已被廣泛地應(yīng)用于鋼鐵冶金、石油化工、機(jī)電成套設(shè)備、醫(yī)藥食品、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)爐窯等工業(yè)領(lǐng)域、以及軍工和科研設(shè)備中。圖2.2 工控機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于工控機(jī)作為噴泉控制系統(tǒng)，由于噴泉控制系統(tǒng)的環(huán)境相對(duì)工業(yè)控制環(huán)境要好得多，而且噴泉控制系統(tǒng)對(duì)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作的能力要求也不是很高，用工控機(jī)設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)實(shí)屬有些大材小用。而且工控機(jī)的價(jià)格較同層次的PC機(jī)要偏高，這樣就更增加了系統(tǒng)的成本，降低了整體的性價(jià)比。2.1.2 PLC噴泉控制系統(tǒng)自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)

11、繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。如圖2.3所示。作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)

12、七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。圖2.3 PLC控制系統(tǒng)一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。對(duì)于噴泉控制系統(tǒng)這樣，被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在組態(tài)軟件設(shè)計(jì)方面，要容易一些。且PLC通常都支持現(xiàn)場(chǎng)總線，會(huì)使得系統(tǒng)通信得到有利保

13、障，更適合實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前適用于噴泉控制的中小型PLC種類繁多，價(jià)格低廉。使設(shè)計(jì)者會(huì)有更多的選擇余地。系統(tǒng)整體造價(jià)會(huì)比工控機(jī)低，而且不會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)以上三種控制系統(tǒng)的可行性分析可以看出，以PLC為下位機(jī)，PC機(jī)為上位機(jī)組成的控制系統(tǒng)是此次設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)的最佳方案。2.1總體實(shí)現(xiàn)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該噴泉控制系統(tǒng)由PLC下位機(jī)及上位機(jī)PC組成，如圖2.4所示。PLC對(duì)噴泉的水泵進(jìn)行時(shí)序控制，產(chǎn)生各種不同的噴水造型。需設(shè)計(jì)三種不同的噴泉類型。上位機(jī)編寫組態(tài)軟件對(duì)噴泉的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。要求噴泉控制程序能夠產(chǎn)生不同的噴水造型，并且符合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，邏輯合理。組態(tài)軟件要求畫面美觀大

14、方，具備人機(jī)對(duì)話功能，且操作簡(jiǎn)單。圖2.4 噴泉控制系統(tǒng)總體方案第3章 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.1 PLC工作原理3.1.1 PLC的等效工作電路PLC是一種微機(jī)控制系統(tǒng)，其工作原理也與微機(jī)相同，但在應(yīng)用時(shí)，可不必用計(jì)算機(jī)的概念去做深入的了解，只需將它看成是由普通的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位器等組成的裝置，從而把PLC等效成輸入、輸出和內(nèi)部控制電路三部分。（1）輸入部分這部分的作用是接受被控設(shè)備的信息或操作命令等外部輸入信息。輸入接線端是PLC與外部的開關(guān)、按鈕、傳感器轉(zhuǎn)換信號(hào)等連接的端口。每個(gè)端子可等效為一個(gè)內(nèi)部繼電器線圈，線圈號(hào)即輸入接點(diǎn)號(hào)，這個(gè)線圈由接收到的輸入端的外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)電源可

15、由PLC的電源部件提供(如直流24V)，也可由獨(dú)立的交流電源(如交流110V )供給。每個(gè)輸入繼電器可以有無(wú)窮多個(gè)內(nèi)部觸點(diǎn)(動(dòng)合、動(dòng)斷形式均可)(這里使用的是計(jì)算機(jī)的“COPY”概念)，供設(shè)計(jì)PLC的內(nèi)部控制電路(即編制PLC控制程序)時(shí)使用。（2）內(nèi)部控制電路 這部分的作用是運(yùn)算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應(yīng)產(chǎn)生哪些輸出。內(nèi)部控制電路實(shí)際上也就是用戶根據(jù)控制要求編制的程序。PLC程序一般用梯形圖形式表示。而梯形圖是從繼電器控制的電氣原理圖演變而來(lái)的，PIC程序中的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)、線圈等概念均與繼電器控制電路相同。 在PLC內(nèi)部還設(shè)有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位器、保持器、內(nèi)部輔助繼電器等，繼電

16、器控制系統(tǒng)沒(méi)有的器件，它們的線圈及動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)只能在PLC內(nèi)部控制電路中使用，而不能與外部電路相連。（3）輸出部分這部分的作用是驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。在PLC內(nèi)部，有若干能與外部設(shè)備直接相連的輸出繼電器(有繼電器、雙向硅、晶體管三種形式)，它也有無(wú)限多種軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)，可在PLC內(nèi)部控制電路中使用；但對(duì)應(yīng)每一個(gè)輸出端只有一個(gè)硬件的動(dòng)合觸點(diǎn)與之相連，用以驅(qū)動(dòng)需要操作的外部負(fù)載；外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電源接在輸出公共端(COM)上。總之，在使用PLC時(shí)，可以把輸入端等效為一個(gè)繼電器線圈，其相應(yīng)的繼電器接點(diǎn)(動(dòng)合或動(dòng)斷)可在內(nèi)部控制電路中使用，而輸出端又以等效為內(nèi)部輸出繼電器的一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備

17、。3.1.2 PLC的工作過(guò)程 PLC一般采用循環(huán)掃描方式工作。當(dāng)PLC加電后，首先進(jìn)行初始化處理，包括清除IO及內(nèi)部輔助繼電器、復(fù)位所有定時(shí)器、檢查I/O單元的連接等。開始運(yùn)行之后，串行執(zhí)行存貯器中的程序，這個(gè)過(guò)程可以分為如下四個(gè)階段。PLC工作時(shí)，上述過(guò)程周而復(fù)始，稱為掃描周期。（1）公共處理階段這部分在每次循環(huán)開始都要被執(zhí)行，包括復(fù)位系統(tǒng)定時(shí)器、檢查程序存貯器、檢查IO總線、檢查掃描時(shí)間等。如出現(xiàn)異常情況，則通過(guò)自診斷給出故障信號(hào)，或自行進(jìn)行相應(yīng)的處理，這將有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)或提前預(yù)報(bào)系統(tǒng)的故障，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）執(zhí)行外圍設(shè)備命令階段當(dāng)有簡(jiǎn)易編程器、圖形編程器、打印機(jī)等外部設(shè)備與PLC

18、相連時(shí)，則PLC在每次循環(huán)時(shí)，都將執(zhí)行來(lái)自外部設(shè)備的命令。（3）程序執(zhí)行階段在這個(gè)階段，CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，即按程序?qū)λ械臄?shù)據(jù)(輸入和輸出的狀態(tài))進(jìn)行處理，包括邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器。（4）輸入、輸出更新階段PLC的CPU在每個(gè)掃描周期進(jìn)行一次輸入來(lái)進(jìn)行輸出更新。CPU對(duì)各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描，并將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中；同時(shí)，把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過(guò)輸出部件轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備能接收的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備。這種對(duì)輸入、輸出狀態(tài)的集中處理過(guò)程，稱為批處理，這是PLC工作的重要特點(diǎn)。3.2 PLC選型目前。全世界的PLC生產(chǎn)廠家約有200家，生產(chǎn)300多

19、個(gè)品種的產(chǎn)品。主要集中在美國(guó)、德國(guó)、日本等多家公司。其中德國(guó)和美國(guó)是以大型PLC而聞名，而日本則主要生產(chǎn)小型PLC。3.2.1 PLC類型簡(jiǎn)介美國(guó)的PLC：美國(guó)的PLC廠家很多，現(xiàn)已超過(guò)百家。其中以A-B（ALLEN-BRADLEY）公司、美國(guó)通用（GE）公司生產(chǎn)的PLC最具代表性。A-B公司是美國(guó)的可編程控制器制造商，同時(shí)也是世界上最大的PLC制造商之一。該公司產(chǎn)品規(guī)格齊全，所提供的特殊模塊和職能模塊品種豐富。而且還有豐富的指令集和強(qiáng)大的軟件功能。其主要代表機(jī)型有：SLC-500系列、PLC-5系列、PLC-5/250系列、還有早期的PLC-3和PLC-2系列等。GE公司是世界上最早研制和生

20、產(chǎn)PLC產(chǎn)品的主要廠商之一。其主要產(chǎn)品有小型機(jī)GE-1、GE-1/J、GE-1P等，中型機(jī)GE-，還有大型機(jī)GE-等。德國(guó)的PLC：德國(guó)的PLC主要以西門子（SIEMENS）為代表，它也是世界上較早研制和生產(chǎn)PLC的主要廠商之一。適用范圍可覆蓋從代替繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。如沖壓機(jī)床、磨床、印刷機(jī)械、橡膠化工機(jī)械、中央空調(diào)、電梯控制和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等。其主流產(chǎn)品包括西門子S7-200、S7-300、S7-400系列PLC。日本的PLC：日本的PLC以性價(jià)比高的小型

21、機(jī)著稱。其主要代表廠家為歐姆龍（OMRON）、三菱等廠家。歐姆龍公司已經(jīng)有50多年的歷史，該公司以良好的性價(jià)比占據(jù)了我國(guó)PLC市場(chǎng)較大的份額。它的PLC指令系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠處理復(fù)雜的控制要求；具有品種齊全的通信模塊，在CPU本體上具有標(biāo)準(zhǔn)上位接口，可配備6種通信模塊；將PC卡（PCMCIA規(guī)格）使用在可編程控制器中，可以臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行情況和各種生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，并能夠十分方便的與以太網(wǎng)連接。主要產(chǎn)品有微型的C20P和C20、小型的C120和C200H、中型的C500和C1000H、大型的C2000H。三菱公司也是日本生產(chǎn)PLC產(chǎn)品的主要廠家之一，很早就進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)。它具有固定靈活的系統(tǒng)配置、

22、豐富的品種、無(wú)需維護(hù)的程序存儲(chǔ)器、編程簡(jiǎn)單、共同的外部設(shè)備等特點(diǎn)。其主要產(chǎn)品有小型的F、F1、F2系列，F(xiàn)X0、FX2系列和A系列等。我國(guó)的PLC：無(wú)錫光華電子工業(yè)有限公司是中日合資企業(yè)，成立于1989年4月。是生產(chǎn)開發(fā)銷售可編程序控制器、觸摸式工業(yè)圖形顯示器、接近開關(guān)、電子計(jì)數(shù)器、旋轉(zhuǎn)編碼器等電子控制產(chǎn)品的專業(yè)企業(yè)。它也生產(chǎn)多種型號(hào)與規(guī)格的PLC，如SU、SG等，發(fā)展很快，并在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)。3.2.2金星MASTER-K系列PLC介紹本次設(shè)計(jì)采用韓國(guó)金星公司生產(chǎn)的MASTER-K30H可編程邏輯控制器。金星公司即韓國(guó)最大的跨國(guó)集團(tuán)LG集團(tuán)（原名：樂(lè)喜金星集團(tuán)），是韓國(guó)產(chǎn)業(yè)電器制造業(yè)的先驅(qū)。

23、提供可編程控制器、變頻調(diào)速器、直流電機(jī)調(diào)速器、不間斷電源、高壓電器、低壓電器、電力電子設(shè)備等。MASTER-K 系列 PLC具有如下的一些特征：不同編程設(shè)備的簡(jiǎn)易編程。可以在RUN（運(yùn)行）模式下編輯。支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的不同開放網(wǎng)絡(luò)。使用專用算法處理器實(shí)現(xiàn)高速處理。為PLC不同應(yīng)用領(lǐng)域提供各種不同的專用功能模塊。特點(diǎn)持有多種類型 Master-K系列根據(jù)需要控制的I/O點(diǎn)數(shù)，具有141024點(diǎn)的各種最優(yōu)化機(jī)種。高速運(yùn)行高速運(yùn)行計(jì)算(最高 0.2 s/step)，實(shí)時(shí)控制/監(jiān)視輸出點(diǎn)和輸入點(diǎn)。各種專用功能模塊 持有控制/測(cè)定溫度、濕度、流量、風(fēng)量的模擬模塊和控制伺服電機(jī)的位置控制模塊等各種專用

24、功能模塊。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò) RS-232C/RS-485系列基礎(chǔ)通訊設(shè)備、Fieldbus、Modbus、DNet等各種通信網(wǎng)絡(luò)。提供基于Window的編程工具可編程Master-K系列整個(gè)模塊的KGL-WIN Software適用于Windows 95/98/NT O/S配置，可與GSIKGL以及KGL-DOS中制作的程序互換。3.3硬件系統(tǒng)組成根據(jù)系統(tǒng)要求，我們選擇性價(jià)比較好的K30H型PLC，共有16點(diǎn)10mA光隔輸入和16點(diǎn)繼電器輸出。輸入點(diǎn)為P00P07、P10P17；輸出點(diǎn)為P20P27、P30P37。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，故選用了韓國(guó)GoldStar公司生產(chǎn)的MASTER-K30型PLC，

25、其輸入輸出規(guī)格如下表3.1表3.2所示： 表3.1 PLC輸入規(guī)格輸入形式DC輸入點(diǎn)數(shù)16點(diǎn)額定輸入電壓DC24V額定輸入電流10mA/1點(diǎn)動(dòng)作電壓ON19V以上OFF6V以下響應(yīng)時(shí)間OFFON10ms以下ONOFF10ms以下輸入顯示綠色LED絕緣方式光電絕緣 表3.2 PLC輸出規(guī)格輸出形式繼電器點(diǎn)數(shù)16點(diǎn)額定輸出電壓AC250V，DC30V額定輸出電流5A/4點(diǎn)響應(yīng)時(shí) 間OFFON10ms以下ONOFF10ms以下輸出顯示紅色LED絕緣方式光電絕緣其DC輸入接線圖如圖3.1所示；繼電器輸出接線圖如圖3.2所示。圖3.1 DC輸入接線圖圖3.2 繼電器輸出接線圖PLC與上位機(jī)串行口通過(guò)RS

26、232C進(jìn)行串行通信。如圖3.3所示。圖3.3 硬件組成PLC通訊的電纜標(biāo)準(zhǔn)上位機(jī)應(yīng)與PLC按如下方式連接通訊 圖3.4 PLC通訊電纜接口第4章 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4.1 PLC控制程序設(shè)計(jì)PLC作為一個(gè)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，采用軟件編程邏輯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬件有線邏輯實(shí)現(xiàn)控制。其編成語(yǔ)言是面向被控對(duì)象，面向操作者，易于為熟悉繼電器控制電路的廣大電氣技術(shù)人員所掌握，通常PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言，指令助記符語(yǔ)言，控制系統(tǒng)流程圖語(yǔ)言（功能圖編程語(yǔ)言），布爾代數(shù)語(yǔ)言等，大型PLC還可用高級(jí)語(yǔ)言。3不同廠家，甚至不同型號(hào)的PLC產(chǎn)品使用的編程語(yǔ)言及編程語(yǔ)言中所采用的符號(hào)也不盡相同。一、梯形圖語(yǔ)言（LD，Ladde

27、r Diagram）梯形圖語(yǔ)言是在繼電接觸器控制原理的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種圖形語(yǔ)言，它形象、直觀，為廣大電氣人員所熟悉，是中、小型PLC的主要程序語(yǔ)言。它將PLC內(nèi)部的各種編成元件（如輸入繼電器，輸出繼電器，內(nèi)部繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器等）和命令用特定的圖形符號(hào)和標(biāo)注加以描述，并賦予一定的意義。二、指令助記符語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言雖然直觀、方便，但PLC須配有較大的顯示器才能輸入圖形符號(hào)，而小型機(jī)，特別是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)編制調(diào)試程序時(shí)，常要借助于編程器。它顯示屏小，采用的是助記符語(yǔ)言，這是一種類似微機(jī)的匯編語(yǔ)言的助記符編成表達(dá)式。不同廠家的PLC指令語(yǔ)句表使用的助記符并不相同，但基本上大同小異。三、功能圖編程

28、語(yǔ)言（SCF）這是一種較新的編程方法，它是用像控制系統(tǒng)流程圖一樣的功能圖表達(dá)一個(gè)控制過(guò)程，目前國(guó)際電工協(xié)會(huì)（IEC）正在實(shí)施發(fā)展這種新式的編成標(biāo)準(zhǔn)。不同廠家的PLC對(duì)這種編成語(yǔ)言所用的符號(hào)和名稱也不一樣。其優(yōu)點(diǎn)為：1，特別適宜順序系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以靈活地控制系統(tǒng)流程，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制。2，易于將傳統(tǒng)的手控方是選擇和自動(dòng)運(yùn)行等多種工作模式結(jié)合在一起。3，有利于提高程序的效率。4，程序的可讀性好，容易調(diào)試和修改。四、高級(jí)語(yǔ)言編程近幾年推出的PLC產(chǎn)品，尤其是大型PLC，已經(jīng)開始使用BASIC高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程。有的PLC采用類似PASCAL語(yǔ)言的專用語(yǔ)言，系統(tǒng)軟件具有這種專用語(yǔ)言的自動(dòng)編譯程序。采用高級(jí)語(yǔ)

29、言編程后，用戶可以像使用普通計(jì)算機(jī)一樣操作PLC。除了完成邏輯功能外，還可以進(jìn)行PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集和處理以及與上位機(jī)通信等。4.1.1 編程軟件KGL_WE Application 簡(jiǎn)介KGL for Windows的特征KGL for Windows是LG Master-K系列和 LG MASTER-K系列編程和調(diào)試工具。KGL for Windows 有以下相當(dāng)豐富的特征。 PLC 系統(tǒng)由工程Project結(jié)構(gòu)KGL for Windows把用戶自定義程序當(dāng)成一個(gè)包括參數(shù)和變量/注釋的工程Project來(lái)管理。同時(shí)有允許用戶把程序(*.PRG)，參數(shù)*(.PMT),，變量(*.VAR)，

30、注釋(*.CNT)各自保存起來(lái)，是這些單獨(dú)的文件應(yīng)用到別的工程Project中。2) 用戶友好接口為創(chuàng)建，編輯和監(jiān)視提供簡(jiǎn)單的和友好的接口。3) 在線編輯在在線方式下可以獲得實(shí)時(shí)編輯。在在線條件下編輯的程序可以自動(dòng)的下載、而不必停止PLC的硬件。4) 從PLC監(jiān)視信息用戶可以輕易的監(jiān)視PLC的狀態(tài)如：錯(cuò)誤狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)信息和系統(tǒng)信息。5) 調(diào)試和自診斷(LG MASTER-K系列)在精確調(diào)試中可以得到取樣跟蹤，觸發(fā)和強(qiáng)制I/O Enable。創(chuàng)建一個(gè)工程Project雙擊 KGL_WIN.exe 文件去運(yùn)行KGL for Windows或可執(zhí)行文件。開始屏幕如下所示。 為創(chuàng)建一個(gè)新的工程，在開始屏

31、幕選擇 工程Project- 新工程N(yùn)ew Project ( )。在對(duì)話框內(nèi)選擇Blank Project，然后點(diǎn)擊OK按鈕。如圖4.1所示。圖4.1 新建工程在如下的對(duì)話框中鍵入：PLC類型，編程語(yǔ)言，標(biāo)題，公司，作者和描述。 圖4.2 添加注釋點(diǎn)擊OK按鈕，然后，過(guò)程，消息，和程序窗體會(huì)自動(dòng)顯示。創(chuàng)建一個(gè)梯級(jí)圖程序 在梯級(jí)圖工具條內(nèi)選擇了常開觸點(diǎn)() 圖標(biāo)后，把光標(biāo)移動(dòng)到要插入觸點(diǎn)的地方。如圖4.3所示。圖4.3 設(shè)置觸點(diǎn)屬性點(diǎn)擊鼠標(biāo)的左鍵或按下Enter鍵，然后將出現(xiàn)觸點(diǎn)輸入對(duì)話框。鍵入觸點(diǎn)名(M0000)，點(diǎn)擊OK按鈕或按下Enter鍵。如圖4.4。圖4.4 常開觸點(diǎn)在梯級(jí)圖工具條內(nèi)

32、選擇了輸出Coil () 圖標(biāo)后，把光標(biāo)移動(dòng)M000的下一列。點(diǎn)擊鼠標(biāo)按鈕或按下Enter；鍵。在梯級(jí)圖工具條內(nèi)選擇常閉觸點(diǎn)圖標(biāo)同時(shí)把光標(biāo)移動(dòng)到插入觸點(diǎn)的地方。點(diǎn)擊鼠標(biāo)或按下Enter鍵,去打開觸點(diǎn)輸入的輸入對(duì)話框。為了完成程序的編輯，在下一行插入END指令。 選擇應(yīng)用指令圖標(biāo) ()去插入END指令，按下Enter 鍵或點(diǎn)擊鼠標(biāo)按鈕。 如圖4.5所示。圖4.5 完整梯形圖4.1.2 噴泉PLC程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)要有三種不同的噴泉控制模式，即要完成三種不同花色類型的噴泉程序設(shè)計(jì)。對(duì)于噴泉的控制實(shí)際就是對(duì)輸出點(diǎn)的順序控制。噴泉一控制要求（1）噴泉由1號(hào)6號(hào)，六組噴頭組成；（2）按動(dòng)開始按鈕后，1號(hào)先噴

33、，2s后2號(hào)噴，再1s后3號(hào)噴；（3）3號(hào)噴5s后4號(hào)，5號(hào)，6號(hào)間隔1s噴；（4）齊噴5s，后3號(hào)，2號(hào)依次間隔1s停；（5）2s后6，5，4依次間隔1s停，再2s后齊噴5s；（6）停3s后循環(huán)（2）（6）步驟（7）按動(dòng)停止按鈕后，6組噴頭全部停止。PLC系統(tǒng)資源分配（1）噴泉控制系統(tǒng)的輸入有兩個(gè)按鈕：開始按鈕和結(jié)束按鈕，也就是有兩個(gè)輸入量；（2）輸出要控制設(shè)備有1號(hào)6號(hào)六組噴頭，輸出量是6個(gè)。PLC系統(tǒng)資源分配如表4.1；表4.1 噴泉一輸入/輸出繼電器地址分配表I/O端子作用P0000開始按鈕P0001結(jié)束按鈕P00201號(hào)噴頭P00212號(hào)噴頭P00223號(hào)噴頭P00234號(hào)噴頭P00

34、245號(hào)噴頭P00256號(hào)噴頭梯形圖圖4.6 噴泉一主要程序噴泉二控制要求（1）噴泉由1號(hào)11號(hào)噴頭組成；（2）按動(dòng)開始按鈕后，1號(hào)先噴，2s后2號(hào)噴；（3）后3號(hào)10號(hào)噴頭間隔1s開始噴；（4）10號(hào)噴后間隔2s后11號(hào)噴，持續(xù)5s后全部停；（5）再3s后重復(fù)上（2）（4）步驟；（6）按動(dòng)停止按鈕后，所有噴頭全部停止。PLC系統(tǒng)資源分配（1）噴泉控制系統(tǒng)的輸入有兩個(gè)按鈕：開始按鈕和結(jié)束按鈕，也就是有兩個(gè)輸入量；（2）輸出要控制設(shè)備有111號(hào)噴頭，輸出量是11個(gè)。PLC系統(tǒng)資源分配如表4.2；表4.2 噴泉二輸入/輸出繼電器地址分配表I/O端子作用P0000開始按鈕P0001結(jié)束按鈕P0020

35、1號(hào)噴頭P00212號(hào)噴頭P00223號(hào)噴頭P00234號(hào)噴頭P00245號(hào)噴頭P00256號(hào)噴頭P00267號(hào)噴頭P00278號(hào)噴頭P00309號(hào)噴頭P003110號(hào)噴頭P003211號(hào)噴頭梯形圖圖4.7 噴泉二主要程序噴泉三控制要求（1）噴泉有16 組噴頭組成（2）按動(dòng)開始按鈕后，16組噴頭依次噴，間隔時(shí)間為1s；（3）當(dāng)16組噴頭都噴水后，保持同時(shí)噴10s；（4）10s后16組噴頭再以相反順序依次停止，間隔時(shí)間仍為1s； （5）當(dāng)全部停止后，再10s后重復(fù)（2）（4）步驟；（6）按動(dòng)停止按鈕后，全部停止。PLC系統(tǒng)資源分配（1）噴泉控制系統(tǒng)的輸入有兩個(gè)按鈕：開始按鈕和結(jié)束按鈕，也就是有兩

36、個(gè)輸入量；（2）輸出要控制設(shè)備有16組噴頭，輸出量是16個(gè)。PLC系統(tǒng)資源分配如表4.3；表4.3 噴泉三輸入/輸出繼電器地址分配表I/O端子作用P0000開始按鈕P0001結(jié)束按鈕P00201號(hào)噴頭P00212號(hào)噴頭P00223號(hào)噴頭P00234號(hào)噴頭P00245號(hào)噴頭P00256號(hào)噴頭P00267號(hào)噴頭P00278號(hào)噴頭P00309號(hào)噴頭P003110號(hào)噴頭P003211號(hào)噴頭P003312號(hào)噴頭P003413號(hào)噴頭P003514號(hào)噴頭P003615號(hào)噴頭P003716號(hào)噴頭梯形圖圖4.8 噴泉三主要程序部分4.2 組態(tài)程序設(shè)計(jì)組態(tài)程序在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞，組態(tài)英文是“C

37、onfiguration”,其意義究竟是什么呢？簡(jiǎn)單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務(wù)的過(guò)程。與硬件生產(chǎn)相對(duì)照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝一臺(tái)電腦，事先提供了各種型號(hào)的主板、機(jī)箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因?yàn)樗话阋扔布械摹安考备?，而且每個(gè) “部件” 都很靈活，因?yàn)檐洸考加袃?nèi)部屬性，通過(guò)改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性狀、顏色等）。 在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但

38、工作量大、周期長(zhǎng)，而且容易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。4.2.1 組態(tài)王簡(jiǎn)介組態(tài)王軟件是北京亞控科技發(fā)展有限公司經(jīng)過(guò)八年開發(fā)，五年的各種突發(fā)環(huán)境的真實(shí)考驗(yàn)，兩萬(wàn)五千余例工程（鋼鐵，化工，電力，國(guó)家糧庫(kù)，郵電通訊，環(huán)保，水處理，冶金等各行業(yè)）的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行（包括"中華世紀(jì)壇"國(guó)家標(biāo)志性工程），現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件的客戶首選，并且作為首家國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件應(yīng)用于國(guó)防，航空航天等重大領(lǐng)。組態(tài)王具有如下十大特點(diǎn)：一、工程管理對(duì)于系統(tǒng)集成商和用戶來(lái)說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)人員可能保存有很多個(gè)組態(tài)王工程，對(duì)于這些工程的集中管理以

39、及新開發(fā)工程中的工程備份等都是比較煩瑣的事情。組態(tài)王工程管理器的主要作用就是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對(duì)工程重命名，搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。另外，組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)提供工程加密，畫面和命令語(yǔ)言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。 二、畫面制作系統(tǒng)（1）支持無(wú)限色和過(guò)渡色組態(tài)王調(diào)色板支持無(wú)限色，支持二十四種過(guò)渡色效果， 組態(tài)王的任一種繪圖工具都可以使用無(wú)限色，大部分圖形都支持過(guò)渡色效果，巧妙地利用無(wú)限色和過(guò)渡色效果，可以使您輕松構(gòu)造面無(wú)限逼真、美觀的畫面。 （2）圖庫(kù)使用圖庫(kù)具

40、有很多好處：降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，縮短開發(fā)周期；用圖庫(kù)開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；利用圖庫(kù)的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫(kù)元素，"一次構(gòu)造，隨處使用"，節(jié)省了工程人員投資。圖庫(kù)全新改版，提供具有屬性定義向?qū)У膱D庫(kù)精靈，用戶只需稍做調(diào)整即能制作具有個(gè)性化的圖形。（3）按鈕和圖形組態(tài)王支持按鈕的多種形狀和多種效果，并且支持位圖按鈕，用戶可以構(gòu)造無(wú)限漂亮的按鈕。另外，組態(tài)王支持多種圖形格式，如Gif 、Jpg、Bmp等，用戶可以充分利用已有的資源，輕松構(gòu)造自己功能強(qiáng)大且美觀的應(yīng)用系統(tǒng)。 （4）可視化動(dòng)畫連接向?qū)ㄟ^(guò)可視化圖形操作，直接完成移動(dòng)、

41、旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫連接定義。三、報(bào)警和事件系統(tǒng)組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)全新改版，具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。報(bào)警和事件具有多種輸出方式：文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、打印機(jī)和報(bào)警窗，并且可以利用控件等工具輕松瀏覽和打印報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。四、報(bào)表系統(tǒng)組態(tài)王提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報(bào)表函數(shù)，用戶可創(chuàng)建多樣的報(bào)表。提供報(bào)表工具條，操作簡(jiǎn)單明了，比如：日?qǐng)?bào)表的組態(tài)只需用戶選擇需要的變量和每個(gè)變量的收集

42、間隔時(shí)間；提供報(bào)表模板，方便用戶調(diào)入其它的表格。報(bào)表能夠進(jìn)行組態(tài)，例如有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)表的組態(tài)，另外，報(bào)表打印時(shí)可以進(jìn)行預(yù)覽和頁(yè)面設(shè)置。五、控件組態(tài)王支持Windows標(biāo)準(zhǔn)的Active X控件（主要為可視控件），包括Microsoft提 供的標(biāo)準(zhǔn)Active X控件和用戶自制的Active X控件。Active X控件的引入在很大程度上方便了用戶，用戶可以靈活地編制一個(gè)符合自身需要的控件，或調(diào)用一個(gè)已有的標(biāo)準(zhǔn)控件，來(lái)完成一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，而無(wú)須在組態(tài)王中做大量的復(fù)雜的工作。一般的 Active X控件都具有屬性、方法、事件，用戶通過(guò)控件的這些屬性、事件、方法來(lái) 完成工作。組態(tài)王

43、版本中新增三個(gè)功能強(qiáng)大的控件，即數(shù)據(jù)表格控件（可將ODBC數(shù)據(jù)源里的大量數(shù)據(jù)在組態(tài)王中進(jìn)行顯示和打印）；歷史曲線控件（可動(dòng)態(tài)增刪曲線，進(jìn)行曲線比較，并且數(shù)據(jù)來(lái)源可以是ODBC數(shù)據(jù)源）；PID調(diào)節(jié)控件（對(duì)過(guò)程量進(jìn)行閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)三種PID控制算法：標(biāo)準(zhǔn)型，歸一參數(shù)型，和近似微分型）。六、OPC全面支持OPC標(biāo)準(zhǔn)（組態(tài)王6.0既可以作為OPC服務(wù)器，也可以作為OPC客戶端）開發(fā)人員可以從任何一個(gè)OPC服務(wù)器直接獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并集成到組態(tài)王中；同時(shí)組態(tài)王作為OPC服務(wù)器，可向其他符合OPC規(guī)范的廠商的控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。OPC節(jié)省了不同廠商的控制系統(tǒng)相連的工作量和費(fèi)用。并且組態(tài)王提供SDK開發(fā)包，用

44、戶可以自己利用VC，VB編制程序，利用組態(tài)王的OPC接口來(lái)訪問(wèn)組態(tài)王的變量和變量的域。七、通訊系統(tǒng)（1） 支持遠(yuǎn)程撥號(hào)組態(tài)王支持與遠(yuǎn)程設(shè)備間通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行通訊。組態(tài)王的遠(yuǎn)程撥號(hào)與組態(tài)王原有驅(qū)動(dòng)程序無(wú)縫連接，硬件設(shè)備端無(wú)需更改程序。利用遠(yuǎn)程撥號(hào)能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，隨時(shí)打印，報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳等功能。（2）開發(fā)中進(jìn)行硬件測(cè)試 開發(fā)系統(tǒng)中有硬件測(cè)試界面，在不啟動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，能測(cè)試對(duì)硬件設(shè)備的讀寫操作，并且IO變量支持時(shí)間戳和質(zhì)量戳，能隨時(shí)判斷數(shù)據(jù)采集的時(shí)間和檢查通訊質(zhì)量的好壞。（3）支持網(wǎng)絡(luò)DDE，組態(tài)王版本支持win2000操作系統(tǒng)下的DDEshare方式，實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與exce

45、l和VB程序間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。八、安全系統(tǒng)組態(tài)王采用分級(jí)和分區(qū)保護(hù)的雙重保護(hù)策略。新增用戶組和安全區(qū)管理，999個(gè)不同級(jí)別的權(quán)限和64個(gè)安全區(qū)形成雙重保護(hù)，另外組態(tài)王能記錄程序運(yùn)行中操作員的所有操作。九、網(wǎng)絡(luò)功能組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一種真正的客戶-服務(wù)器模式，支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式報(bào)警系統(tǒng)，組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)，可以將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)服務(wù)器，如指定報(bào)警服務(wù)器和歷史數(shù)據(jù)記錄服務(wù)器，這樣可以提高項(xiàng)目的整體容量結(jié)構(gòu)并改善系統(tǒng)的性能。十、冗余系統(tǒng)組態(tài)王提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性， 方便了系統(tǒng)維護(hù)。組態(tài)王提供三重意義上的冗余功

46、能，即雙設(shè)備冗余、雙機(jī)冗余和雙網(wǎng)絡(luò)冗余。對(duì)于這三種冗余方式，設(shè)計(jì)者可綜合運(yùn)用，可以同時(shí)采取或采取其中的任意一種或兩種。采用冗余后，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將更加穩(wěn)定、可靠，對(duì)各種情況都能應(yīng)付自如。4.2.2 通信數(shù)據(jù)設(shè)置I/O設(shè)備的輸入提供現(xiàn)場(chǎng)的信息，例如產(chǎn)品的位置、機(jī)器的轉(zhuǎn)速、爐溫等等。I/O設(shè)備的輸出通常用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，例如啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、改變轉(zhuǎn)速、控制閥門和指示燈等等。有些I/O設(shè)備(例如PLC)，其本身的程序完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，程序根據(jù)輸入決定各輸出的值。輸入輸出的數(shù)值存放在I/O設(shè)備的寄存器中，寄存器通過(guò)其地址進(jìn)行引用。大多數(shù)I/O設(shè)備提供與其他設(shè)備或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的通訊端口或數(shù)據(jù)通道，組態(tài)王通過(guò)這些

47、通訊通道讀寫I/O設(shè)備的寄存器，采集到的數(shù)據(jù)可用于進(jìn)一步的監(jiān)控。不需要讀寫I/O設(shè)備的寄存器，組態(tài)王提供了一種數(shù)據(jù)定義方法，定義了I/O變量后，可直接使用變量名用于系統(tǒng)控制、操作顯示、趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警顯示。在本系統(tǒng)中，采用串行口進(jìn)行通訊，在數(shù)據(jù)通訊前首先要在組態(tài)王中添加新的I/O設(shè)備，即要使用的金星PLC。在組態(tài)王工程瀏覽器的設(shè)備選項(xiàng)中選擇COM1口，然后新建一個(gè)設(shè)備連接，在設(shè)備配置向?qū)е羞x擇本次設(shè)計(jì)所需的PLC型號(hào)-金星MASTER-K30H如圖4.9所示圖4.9 連接設(shè)備選擇下一步后要給新設(shè)備命名，并且對(duì)其通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。具體數(shù)值如下：波特率： 9600bps數(shù)據(jù)位： 8停止位：

48、 1校驗(yàn)： 無(wú)BCC： 無(wú)到此PLC已經(jīng)與上位機(jī)建立了連接，在組態(tài)王中，用測(cè)試連接可以建立數(shù)據(jù)名稱，并在數(shù)據(jù)詞典中可以查看。組態(tài)王在通訊中要設(shè)置數(shù)據(jù)通訊類型，不同的語(yǔ)句會(huì)對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型，所以在數(shù)據(jù)采集是要特別注意。金星MASTER-K30H 系列PLC數(shù)據(jù)類型如表4.1表4.1 數(shù)據(jù)類型說(shuō)明寄存器名稱上限下限數(shù)據(jù)類型讀寫屬性HSC0255BYTE_DATATYPE讀寫M063BYTE_DATATYPE讀寫K031BYTE_DATATYPE讀寫TS0127BIT_DATATYPE讀寫CS0127BIT_DATATYPE讀寫F015BYTE_DATATYPE只讀P015BYTE_DATATYP

49、E讀寫D0255BYTE_DATATYPE讀寫TE0127UINT_DATATYPE讀寫CE0127UINT_DATATYPE讀寫CP0127UINT_DATATYPE只讀TP0127UINT_DATATYPE只讀S031BYTE_DATATYPE讀寫在本系統(tǒng)中共需要采集兩組寄存器數(shù)據(jù)，其中的P寄存器對(duì)應(yīng)的是輸入輸出口，是用于連接外部設(shè)備的裝置，如開關(guān)、按鈕等輸入設(shè)備以及電磁閥、電機(jī)、指示燈等輸出設(shè)備。M為輔助繼電器，也叫中間繼電器。不能向外直接輸出，可供程序的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)使用。4.2.3 組態(tài)畫面設(shè)計(jì)1、將所有I/O點(diǎn)的參數(shù)收集齊全，并填寫表格，以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時(shí)使用。I/O

50、位號(hào)名稱說(shuō)明正常狀態(tài)信號(hào)類型邏輯極性是否需要累計(jì)運(yùn)行時(shí)間I/O類型如圖4.10所示。圖4.10 I/O分配表2、搞清楚所使用的I/O設(shè)備的生產(chǎn)商、種類、型號(hào)、使用的通信接口類型，采用的通信協(xié)議，以便在定義I/O設(shè)備時(shí)做出準(zhǔn)確選擇。3、將所有I/O點(diǎn)的I/O標(biāo)識(shí)收集齊全，并填寫表格，I/O標(biāo)識(shí)是唯一地確定一個(gè)I/O點(diǎn)的關(guān)鍵字，組態(tài)軟件通過(guò)向I/O設(shè)備發(fā)出I/O標(biāo)識(shí)來(lái)請(qǐng)求其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下I/O標(biāo)識(shí)是I/O點(diǎn)的地址或位號(hào)名稱。圖4.11 I/O點(diǎn)地址表4、根據(jù)工藝過(guò)程繪制、設(shè)計(jì)畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖。如圖4.12，圖4.13。圖4.12 噴泉一草圖圖4.13 噴泉三草圖5、按照第一步統(tǒng)計(jì)出的表格，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，正確組態(tài)各種變量參數(shù)。6、根據(jù)第一步和第二步的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量與I/O點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即定義數(shù)據(jù)連接。如圖4.14所示。圖4.14 定義數(shù)據(jù)連結(jié)7、根據(jù)第四步的畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖，組態(tài)每一幅靜態(tài)的操作畫面（主要是繪圖）。8、將操作畫面中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量建立動(dòng)畫連接關(guān)系，規(guī)定動(dòng)畫屬性和幅度。如圖4.15，圖4.16，圖4.17所示。圖4.15 噴泉一靜態(tài)圖圖4.16 噴泉二靜態(tài)圖圖4.17 噴泉三靜態(tài)圖第5章 系統(tǒng)綜合調(diào)試5.1 PLC連接測(cè)試PLC連接到計(jì)算機(jī)