基于工業(yè)以太網(wǎng)EPA現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài)控制設(shè)計

.z---..--總結(jié)資料屆畢業(yè)設(shè)計〔論文〕設(shè)計〔論文〕題目基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài)控制設(shè)計子課題題目模擬電梯控制姓名學(xué)號所屬學(xué)院自動控制與機械工程系專業(yè)年級指導(dǎo)教師年月摘要電梯作為現(xiàn)代高層建筑最常用的垂直運輸工具，廣泛應(yīng)用于社會活動的各個角落，如何保證每臺電梯都能夠可靠運行，已成為提高物業(yè)管理水平和電梯技術(shù)進步的關(guān)鍵所在。電梯運行質(zhì)量直接由控制系統(tǒng)的功能決定，而控制系統(tǒng)軟件又直接決定著控制系統(tǒng)運行的好壞。本文介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模擬電梯控制的組態(tài)設(shè)計的整個過程。文中首先對課題的研究背景及意義做了明確的說明，其次對基于EPA現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設(shè)計及組態(tài)控制設(shè)計所需用到的各種硬件及軟件設(shè)施做了一定的說明，然后設(shè)計了基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模擬電梯控制，最后使用組態(tài)設(shè)計實現(xiàn)對模擬電梯的控制。系統(tǒng)采用PLC_Config進展編程，通過PEC系列模塊實現(xiàn)對模擬電梯的控制，使模擬電梯運行起來。組態(tài)設(shè)計是采用力控ForceControl6.1，力控是我國較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。最近幾年，力控得到了長足的開展，最新版本的組態(tài)軟件在功能、特性、易用性、開放性和I/O驅(qū)動數(shù)量上都得到了很大的提高。關(guān)鍵詞：電梯；EPA；編程；組態(tài)；控制AbstractLiftthemostmonlyusedasamodernhigh-risebuildingverticaltransportation,socialactivitiesarewidelyusedineverycorner,howtoensurereliableoperationofeachelevatorcanhavealifttoimprovepropertymanagementandthekeytotechnologicalprogress.Qualityelevatorcontrolsystemfunctionsdirectlyfromthedecisionandcontrolsystemsoftwareanddirectlydeterminesthequalitycontrolsystemoperation.InthispaperbasedonIndustrialEthernet(EPA)fieldbuscontrolsystemconfigurationoftheanalogdesignofelevatorcontroltheentireprocess.Inthefirstpartofthebackgroundandsignificanceofthesubjectmadeaclearstatement,followedbytheEPAbasedonfieldbuscontrolsystemdesignandconfigurationcontroldesignusedinallthenecessaryhardwareandsoftwarefacilitiestodoacertainamountofdescription,andthendesignedbasedonIndustrialEthernet(EPA)fieldbuscontrolsystemsimulation,elevatorcontrol,thefinaldesignandimplementationofsimulationusingtheconfigurationoftheelevatorcontrol.ProgrammingsystemusesPLC_ConfigbyPECseriesofmodulesonthesimulationoftheelevatorcontroltosimulatetheelevatorupandrunning.ConfigurationdesignistheuseofforcecontrolForceControl6.1,powercontrolistheemergenceoftheconfigurationsoftwareoftheearlierone.Inrecentyears,powercontrolhasbeenconsiderabledevelopment,thelatestversionoftheconfigurationsoftwareinfunctionality,features,easeofuse,openness,andI/O-drivennumberhavebeengreatlyimproved.Keywords:elevator;EPA;programming;configuration;control目錄摘要-1-目錄-3-第一章緒論-5-1.1基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的研究背景及意義-5-1.1.1研究背景及意義-5-1.1.2創(chuàng)新之處-5-1.2電梯控制設(shè)計的要求-6-設(shè)計目的-6-1.2.2設(shè)計要求-6-1.2.3控制要求-6-1.3電梯的簡介-7-1.3.1電梯的起源-7-1.3.2電梯的定義與分類-7-1.3.3電梯電氣控制開展-8-1.3.4電梯的國內(nèi)外開展狀況-8-1.4EPA的簡介-10-1.4.1EPA的起源-10-1.4.2EPA控制系統(tǒng)-10-1.4.3EPA取得的成果-11-EPA的特點-11-1.4.5EPA的研究現(xiàn)狀-13-1.4.6EPA的開展方向-13-第二章基于工業(yè)以太網(wǎng)EPA及力控的開發(fā)環(huán)境-15-2.1EPA可編程控制器產(chǎn)品介紹及特點-15-2.2基于IEC61131-3編程標準的PLC_Config編程軟件-17-2.2.1PLC_Config編程軟件-17-2.2.2PLC_Config編程指令介紹-18-2.3EPA可編程控制器硬件安裝-19-電源連接如圖2.2-19-2.3.2編程線纜連接-19-2.4力控ForceControl6.1-20-力控ForceControl6.1概述-20-力控ForceControl6.1主要特點-20-第三章電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計-22-3.1四層電梯的主電路-22-3.1.1四層電梯曳引機及門電機電路圖-22-3.1.2電梯控制PLC外部I/O接線圖-23-3.1.3電梯控制PLCI/O點數(shù)的估算-23-3.2現(xiàn)場總線的三級控制模式-24-3.3電梯控制的系統(tǒng)框圖-25-3.4電梯控制的程序圖-27-3.4.1PLC編程語言-27-3.4.2程序設(shè)計常用編程方法-28-3.4.3外召喚信號登記及消除-29-內(nèi)指令信號登記及消除-30-電梯的平層信號處理-31-選層定向及反向截梯-31-內(nèi)指令外召喚信號的保持-33-各樓層停車信號-34-3.4.9手動及自動開關(guān)門-35-第四章組態(tài)控制設(shè)計-36-4.1繪制組態(tài)圖并定義相關(guān)變量-36-4.2組態(tài)設(shè)置-38-設(shè)置I/O點的地址并保存-38-設(shè)置本機IP地址-38-4.2.3對設(shè)備〔PEC8000〕進展配置-39-4.3組態(tài)調(diào)試-40-4.4最終實時組態(tài)效果-40-參考文獻-41-附錄-42-附錄A參數(shù)說明-42-附錄B從設(shè)備資源和特性-44-附錄C端子排布及指示燈說明-46-謝辭-48-第一章緒論1.1基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的研究背景及意義研究背景及意義現(xiàn)代社會中，電梯已經(jīng)成為不可缺少的運輸設(shè)備。電梯的存在使得每幢高層建筑的交通更為便利。此次設(shè)計是通過基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)對模擬電梯進展組態(tài)控制設(shè)計，基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要用于工業(yè)控制系統(tǒng)中控制方案的開發(fā)、現(xiàn)場設(shè)備的控制以及對現(xiàn)場設(shè)備運行情況的實時監(jiān)控，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于石油、化工、機械、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。隨著計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的開展，信息交換的領(lǐng)域已經(jīng)覆蓋了工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場，而隨著自動化控制技術(shù)的進一步開展，需要建立包含從工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備層到控制層、管理層等各個層次的綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺，建立以工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為根底的企業(yè)信息化系統(tǒng)。當前，在企業(yè)的不同網(wǎng)絡(luò)層次間傳送的數(shù)據(jù)信息已變得越來越復(fù)雜，對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的開放性、互連性、帶寬等方面提出了更高的要求。EPA即是建立在此根底上的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備開放網(wǎng)絡(luò)平臺，通過該平臺，不僅可以使工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備〔如現(xiàn)場控制器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等〕實現(xiàn)基于以太網(wǎng)的通信，而且可以使工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)不游離于主流通信技術(shù)之外，并與主流通信技術(shù)同步開展，同時，用以太網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備層到控制層、管理層等所有層次網(wǎng)絡(luò)的“E網(wǎng)到底〞，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)各層次的信息無縫集成，推開工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造和提升、加快信息化改造進程?；诠I(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，具有很好的通信可行性；EPA系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)廣泛，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景；促進了我國工業(yè)數(shù)據(jù)通信方面的研究，改變了跟蹤研究的現(xiàn)狀;改變了現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)難度大、技術(shù)要求高、難以產(chǎn)業(yè)化，市場化的局面，推動了我國工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研究開發(fā)。創(chuàng)新之處EPA實時以太網(wǎng)，是一種全新的適用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的開放性實時以太網(wǎng)標準，EPA將大量成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，利用高效、穩(wěn)定、標準的以太網(wǎng)和UDP/IP協(xié)議確實定性通信調(diào)度策略，為適用于現(xiàn)場設(shè)備的實時工作建立了一種全新的標準。以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線都有各自的優(yōu)點和特點,現(xiàn)在的自動控制系統(tǒng)即采用了現(xiàn)場總線來加強現(xiàn)場設(shè)備控制穩(wěn)定、可靠、平安性,又采用了以太網(wǎng)技術(shù),以便更容易與其他系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù),信息交流共享,并更好的實現(xiàn)HMI即人機界面的操作性,所以怎么合理的搭配以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線,結(jié)合實際情況規(guī)劃工程網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造,不但能提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性,并且能節(jié)省大量的工程本錢,而且使以后的維護等方面更加容易。1.2電梯控制設(shè)計的要求設(shè)計目的：基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，使用組態(tài)設(shè)計，實現(xiàn)對模擬電梯的控制。設(shè)計要求：1.基于工業(yè)以太網(wǎng)〔EPA〕現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，構(gòu)建EPA現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)；2.組態(tài)EtherNet/IP；3添加I/O模塊及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描系統(tǒng)；4.離線/在線組態(tài)設(shè)備網(wǎng)；5.實現(xiàn)對模擬交通燈的控制；6.編寫組態(tài)過程說明書?？刂埔螅弘娞轂樗膶铀恼居兴緳C駕駛客梯，轎廂行走由滑塊動作示意，開門動作由信號燈指示示意。電梯控制邏輯關(guān)系如下：1)行車方向由內(nèi)選信號決定,順向優(yōu)先執(zhí)行；2)行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車；3)內(nèi)選信號、呼梯信號具有記憶功能,執(zhí)行后解除；4)內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示；5)停層時可延時自動開門、手動開門、(關(guān)門過程中)本層順向呼梯開門；6)有內(nèi)選信號時延時自動關(guān)門,關(guān)門后延時自動行車；7)無內(nèi)選時延時5s自動關(guān)門，但不能自動行車；8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車。1.3電梯的簡介電梯的起源人類利用升降工具運輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的根本原理至今仍無變化：即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。早期的升降工具根本以人力為動力。1203年，在法國海岸邊的一個修道院里安裝了一臺以驢子為動力的起重機，這才完畢了用人力運送重物的歷史。19世紀初，在歐美開場用蒸汽機作為升降工具的動力。1845年，第一臺液壓驅(qū)動升降機研制成功，液壓驅(qū)動的介質(zhì)是水。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進展不斷改良，然而被工業(yè)界普遍認可的升降機仍未出現(xiàn)，直到1852年世界第一臺平安升降機誕生。1852年，美國紐約楊克斯的機械工程師奧的斯先生創(chuàng)造了世界第1臺平安升降機。1857年3年23日，奧的斯公司在紐約為一座專營法國瓷器和玻璃器皿的商店安裝了世界上第一臺客運升降機。1862年，奧的斯公司采用單獨蒸汽機控制的升降機問世。1878年，奧的斯公司在紐約百老匯大街155號安裝了第1臺水壓式乘客升降機。1889年12月，奧的斯公司在紐約的第瑪瑞斯特大樓成功安裝了1臺直接連接式升降機。這是以直流電動機為動力的世界第1臺電力驅(qū)動升降機，從此誕生了名副其實的電梯。電梯的定義與分類2003年2月19日國務(wù)院公布了?特種設(shè)備平安監(jiān)察條例?，明確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對電梯的含義做了表達：“電梯是指動力驅(qū)動，利用沿剛性導(dǎo)軌運行的箱體或者沿固定線路運行的梯級(踏板)進展升降或者平行運送人、貨物的機電設(shè)備〞。這種對電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動人行道(英語PassengerConveyor)和自動扶梯(英語Escalator)?，F(xiàn)代電梯主要由曳引機〔絞車〕、導(dǎo)軌、對重裝置、平安裝置(如限速器、平安鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些局部分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求平安可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。電梯的根本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。目前，電梯行業(yè)及社會上對電梯的分類大致有以下幾種：(1)按用途分：乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。(2)按額定速度分：低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯；中速梯，常指速度1.00～2.00m/s的電梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。超高速梯，速度超過5.00m/s的電梯。(3)按拖動方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。(4)按控制方式分：手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號控制電梯、集選控制電梯、向下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、智能控制電梯。其他分類方式還有：按電梯有無司機分類等。電梯電氣控制開展1857年美國人OTIS創(chuàng)造出真正意義上的電梯。從此以后，電梯電氣控制技術(shù)越來越收到人們的重視。電梯電氣控制技術(shù)是否，主要表達在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計上。電梯的電氣控制主要是對各種指令信號、位置信號、速度信號和平安信號進展管理，使電梯正常運行或處于保護狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號。電梯的電氣控制，過去采用繼電器邏輯線路，一般稱繼電器控制。這種硬布線的邏輯控制方式具有原理簡單、直觀等特點。但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，國家已規(guī)定淘汰。目前我國電梯主要由先進的、可靠性高的微型計算機或可編程控制器控制。PLC是可編程控制器的簡稱，它是一種用于自動控制的專用微機，實質(zhì)上屬于微機控制方式，但可編程控制器具有其自身的特點：〔1〕PLC在設(shè)計和制造上采取了許多抗干擾措施，能在較惡劣的各種環(huán)境里工作，可靠性高?！?〕PLC將CPU、存儲器、1/0接口等做成一體，使用方便，擴展容易。目前在國產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛采用了PLC控制系統(tǒng)，特別適合在用電梯的技術(shù)改造和控制器開發(fā)。電梯的國內(nèi)外開展狀況在經(jīng)濟不斷開展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟開展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€不可缺少的組成局部。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)構(gòu)造等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。上世紀80年代以來，隨著經(jīng)濟建立的持續(xù)高速開展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙模孔钥谶M入了“第三次浪潮〞，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未到達飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要到達這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將到達130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量到達13．5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長17．8%。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的開展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額到達了74%。先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。**江南、**百斯特、**巨人、**華立、昌華、**飛鵬、**宏大、**申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標準化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低本錢的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了奉獻。當今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些興旺的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成局部。1.4EPA的簡介EPA是EthernetforPlantAutomation的縮寫，它是Ethernet、TCP/IP等商用計算機通信領(lǐng)域的主流技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場設(shè)備間的通信，并在此根底上，建立的應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信的開放網(wǎng)絡(luò)通信平臺。其是一種全新的適用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的開放性實時以太網(wǎng)標準，將大量成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，利用高效、穩(wěn)定、標準的以太網(wǎng)和UDP/IP協(xié)議確實定性通信調(diào)度策略，為適用于現(xiàn)場設(shè)備的實時工作建立了一種全新的標準。EPA的起源在當前多種現(xiàn)場總線并存、無法統(tǒng)一的形勢下，以以太網(wǎng)和無線技術(shù)為代表的商用COTS〔mercial-Off-The-Shelf〕技術(shù)在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的信息管理層、監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛應(yīng)用，并有直接向下延伸，應(yīng)用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的趨勢,即所謂的“E〔Ethernet〕到底。EPA的提出背景用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)構(gòu)造與通信規(guī)*EPASystemArchitectureandmunicationSpecificationforuseinindustrialcontrolandmeasurementsystemEthernetforPlantAutomation標準是一種用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的實時動態(tài)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。該協(xié)議是在國家“863〞方案支持下，由浙大中控、**大學(xué)和中國科學(xué)院**自動化研究所、**郵電學(xué)院、**理工大學(xué)、清華大學(xué)等單位的科技人員聯(lián)合制定的。EPA控制系統(tǒng)它是一種分布式系統(tǒng)，它利用ISO/IEC8802-3、IEEE802.11、IEEE802.15等協(xié)議定義的網(wǎng)絡(luò)，將分布在現(xiàn)場的假設(shè)干個設(shè)備、小系統(tǒng)以及控制/監(jiān)視設(shè)備連接起來，使所有設(shè)備一起運作，共同完成工業(yè)生產(chǎn)過程和操作中的測量和控制。EPA控制系統(tǒng)可以用于工業(yè)自動化控制環(huán)境。同時EPA系統(tǒng)構(gòu)造提供了一個系統(tǒng)框架，用于描述假設(shè)干個設(shè)備如何連接起來，它們之間如何進展通信、如何交換數(shù)據(jù)和如何組態(tài)。圖1.1EPA控制系統(tǒng)構(gòu)造圖EPA取得的成果·2003年通過了以中科院自動化領(lǐng)域首席院士*家廣院士為首的專家驗收.·EPA原理樣機·EPA標準制定〞入選“2004年度工控及自動化領(lǐng)域十大新聞〞·IEC國際標準、聲明遠播EPA的特點.1確定性通信EPA系統(tǒng)中，根據(jù)通信關(guān)系，將控制現(xiàn)場劃分為假設(shè)干個控制區(qū)域，每個區(qū)域通過一個EPA網(wǎng)橋互相分隔，將本區(qū)域內(nèi)設(shè)備間的通信流量限制在本區(qū)域內(nèi)；不同控制區(qū)域間的通信由EPA網(wǎng)橋進展轉(zhuǎn)發(fā)；在一個控制區(qū)域內(nèi)，每個EPA設(shè)備按事先組態(tài)的分時發(fā)送原則向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送數(shù)據(jù)，由此防止了碰撞，保證了EPA設(shè)備間通信確實定性和實時性。.2“E〞網(wǎng)到底EPA是應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信的開放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用分段化系統(tǒng)構(gòu)造和確定性通信調(diào)度控制策略，解決了以太網(wǎng)通信的不確定性問題，使以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍牙等廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)管理層、過程監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)的COTS〔mercialOff-The-Shelf〕技術(shù)直接應(yīng)用于變送器、執(zhí)行機構(gòu)、遠程I/O、現(xiàn)場控制器等現(xiàn)場設(shè)備間的通信。采用EPA網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)綜合自動化智能工廠系統(tǒng)中從底層的現(xiàn)場設(shè)備層到上層的控制層、管理層的通信網(wǎng)絡(luò)平臺基于以太網(wǎng)技術(shù)的統(tǒng)一，即所謂的"E〔Ethernet〕網(wǎng)到底"。采用EPA，可實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)智能工廠中垂直和水平兩個方向的信息無縫集成。通過EPA網(wǎng)絡(luò)通信平臺提供的實時數(shù)據(jù)通信效勞，來自不同廠商的現(xiàn)場智能設(shè)備和應(yīng)用程序可以實現(xiàn)信息透明互訪和互可操作。采用EPA網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)智能工廠中從管理層、控制層直至現(xiàn)場設(shè)備層等所有網(wǎng)絡(luò)層基于以太網(wǎng)的信息無縫集成，用戶可以在世界的任何地方通過其權(quán)限，直接通過常用的工具或軟件〔而不是專用軟件〕智能工廠中的任何一個設(shè)備。利用EPA開放網(wǎng)絡(luò)平臺，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)〔如DCS、PLC〕與基于EPA的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS之間的信息無縫集成，使得工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備中的大量控制和非控制信息能夠無縫地傳遞到制造執(zhí)行層和企業(yè)管理層系統(tǒng)，通過信息集成創(chuàng)新技術(shù)、數(shù)據(jù)綜合利用技術(shù)、數(shù)據(jù)增值挖掘技術(shù)等，對工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)全過程實現(xiàn)高效智能化管理。.3互可操作與傳統(tǒng)的4-20mA標準不同，工業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)不僅要解決信號的互通和互連，更需要解決信息的互通問題，即信息的互相識別、互相理解和互可操作。所謂信號的互通，即兩個需要互相通信的設(shè)備所采用的通信介質(zhì)、信號類型、信號大小、信號的輸入/輸出匹配等幾方面的參數(shù)符合同一標準，即物理層標準。在此根底上，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，不同的設(shè)備就能連接在同一網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)互連。.4開放性?EPA標準?完全兼容IEEE802.3、IEEE802.10、IEEE802.11、IEEE802.15以及UDP〔TCP〕/IP等協(xié)議，采用UDP協(xié)議傳輸EPA協(xié)議報文，以減少協(xié)議處理時間，提高報文傳輸?shù)膶崟r性。為確保EPA系統(tǒng)運行的可靠性，?EPA標準?中還針對工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境，增加了媒體接口選擇規(guī)*與線纜安裝導(dǎo)則。商用通信線纜〔如五類雙絞線、同軸線纜、光纖等〕均可應(yīng)用于EPA系統(tǒng)中，但必須滿足工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境的可靠性要求，如使用屏蔽雙絞線代替非屏蔽雙絞線。EPA網(wǎng)絡(luò)支持其他以太網(wǎng)/無線局域網(wǎng)/藍牙上的其他協(xié)議〔如FTP、HTTP、SOAP，以及MODBUS、ProfiNet、Ethernet/IP協(xié)議〕報文的并行傳輸。這樣，IT領(lǐng)域的一切適用技術(shù)、資源和優(yōu)勢均可以在EPA系統(tǒng)中得以繼承。.5分層的平安策略對于采用以太網(wǎng)等技術(shù)所帶來的網(wǎng)絡(luò)平安問題，?EPA標準?規(guī)定了從企業(yè)信息管理層、過程監(jiān)控層和現(xiàn)場設(shè)備層三個層次，采用分層化的網(wǎng)絡(luò)平安管理措施。EPA現(xiàn)場設(shè)備采用特定的網(wǎng)絡(luò)平安管理功能塊，對其接收到的任何報文進展權(quán)限、密碼等的檢測，使只有合法的報文才能得到處理，其他非法報文將直接予以丟棄，防止了非法報文的干擾。在過程監(jiān)控層，采用EPA網(wǎng)絡(luò)對不同微網(wǎng)段進展邏輯隔離，以防止非法報文流量干擾EPA網(wǎng)絡(luò)的正常通信，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。對于來自于互聯(lián)網(wǎng)上的遠程，則采用EPA代理效勞器以及各種可用的信息網(wǎng)絡(luò)平安管理措施，以防止遠程非法。.6冗余EPA支持網(wǎng)絡(luò)冗余、鏈路冗余和設(shè)備冗余，并規(guī)定了相應(yīng)的故障檢測和故障恢復(fù)措施，如設(shè)備冗余信息的發(fā)布、冗余狀態(tài)的管理、備份的自動切換等。EPA的研究現(xiàn)狀制定了國家標準?用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的EPA通信標準?，在此根底上形成的65C/357/NP正式成為國際標準PAS文件IEC/PAS62409，專家認為“EPA標準〞是我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線標準，改變了我國現(xiàn)場總線技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)一直所處的跟蹤研究現(xiàn)狀，實現(xiàn)了我國在自動控制領(lǐng)域國際標準零的突破。EPA的開展方向縱觀當今工業(yè)以太網(wǎng)的開展趨勢和市場需求，未來以太網(wǎng)有以下幾種開展方向：.1未來網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造在總線系統(tǒng)中，用戶習(xí)慣把現(xiàn)場設(shè)備使用菊花鏈連接。因此，自動化廠商現(xiàn)在生產(chǎn)的以太網(wǎng)設(shè)備都兼容地支持菊花鏈技術(shù)，或者說，在現(xiàn)場設(shè)備上安裝2個交換端口。但比照使用獨立的工業(yè)以太網(wǎng)交換機，其交換本錢卻隨著設(shè)備數(shù)量的增加而增加。另一個劣勢是碰到流量突發(fā)時，以菊花鏈式連接的交換機吞吐量和帶寬會受到限制，因為所有的用戶不得不通過一條共同的線纜通信。環(huán)形連接的重要優(yōu)勢在于一方面減低了布線本錢，另一方面能夠提高鏈路可靠性，舉例來說，當一處不能正常工作時，通信不受影響。因此必須根據(jù)應(yīng)用和需求來決定到底哪種方式才是適宜的。.2讓交換機學(xué)習(xí)自動化語言大型的自動化廠商使用它們自己的基于以太網(wǎng)的應(yīng)用協(xié)議，類似于EtherNet/IP,Profinet或Modbus/TCP。這些協(xié)議都支持標準的TCP/IP，所以這類應(yīng)用中，標準的工業(yè)以太網(wǎng)交換機也可以使用。SNMP協(xié)議已被廣泛使用于商用環(huán)境中，用于交換機的配置和診斷。然而，自動化中使用的配置工具不支持SNMP協(xié)議，因此很難用來配置相應(yīng)的交換機。所以赫思曼公司開場讓交換機學(xué)習(xí)自動化的語言，將來使用PLC、驅(qū)動設(shè)備或I/O來配置交換機都會成為可能。對用戶來說最大的益處是可以用熟悉的自動化工具配置網(wǎng)絡(luò)了，并且一*完整的材料單也可以被輕松地創(chuàng)立。.3平安增長的重要性自從工業(yè)以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)從管理級到現(xiàn)場級一致的數(shù)據(jù)傳輸，用戶只需要掌握一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即可，同時，也提高了工作效率?？墒?，統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造也因為整體的網(wǎng)絡(luò)透明度承當了一定的風(fēng)險。例如：生產(chǎn)線中的機器人的IP地址能被任何工作站操作。因此就必須有一套明確的規(guī)則來定義通訊的時間和對象。當然僅在公司的出口端安置一臺防火墻來抵抗外部的攻擊是遠遠不夠的。導(dǎo)致一個致命的錯誤甚至停機事故的往往是來自內(nèi)部的誤操作，所以分布式平安體系在自動化領(lǐng)域是非常關(guān)鍵的。因為這樣，整個系統(tǒng)或系統(tǒng)部件可以被分割為獨立的平安單元，各個平安的單元之間通過定義的規(guī)則來通信。.4無線網(wǎng)絡(luò)提供新的應(yīng)用可能如今無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WirelessLAN(WirelessLocalAreaNetworks))被廣泛應(yīng)用在辦公環(huán)境中。移動性、靈活性、非常易于安裝、低本錢，無線通信的這些優(yōu)點，使得這項技術(shù)漸漸被應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中?，F(xiàn)在WLAN越來越多的成為傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的一種補充。典型的應(yīng)用是在生產(chǎn)物流的移動終端上，操作和監(jiān)控生產(chǎn)線或提供在線數(shù)據(jù)的快速交換。例如預(yù)定數(shù)據(jù)可以從監(jiān)控中心直接送到倉庫的鏟車上。現(xiàn)在已有不少工業(yè)級的WLAN設(shè)備面市，它們都基于IEEE802.11b/g/a/h協(xié)議，可以提供約100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度。傳輸距離方面，如果在5GHz頻率下使用適宜的天線，可以到達20公里。赫思曼的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案就能滿足這樣的需求。將來，擴展的協(xié)議IEEE802.11n將進一步規(guī)*WLAN在工業(yè)環(huán)境中的標準。新的標準可能在明年開場實行，屆時數(shù)據(jù)通信將更可靠，速率也更高，可達640Mbit/s，甚至在無線電通信條件很差的環(huán)境中。工業(yè)環(huán)境下的無線電網(wǎng)絡(luò)也會根據(jù)WLAN的應(yīng)用有具體的區(qū)分。例如應(yīng)用在距離70公里之上的數(shù)據(jù)傳輸WiMA*(IEEE802.16)或應(yīng)用于近距離傳輸?shù)腂luetooth(IEEE802.15.1)和Zigbee(IEEE802.15.4)。Zigbee非常有意思，由于其低功率的消耗，所以非常適合傳感器間的無線通訊。但是，這項技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中的廣泛應(yīng)用可能還需要幾年時間。.5更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬的趨勢有線和無線的網(wǎng)絡(luò)都需要越來越高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。在工業(yè)環(huán)境中，特別是在控制層，快速以太網(wǎng)(100Mbit/s)差不多被默認為當今的主流。但是，在自動化和辦公環(huán)境中都越來越趨向于千兆以太網(wǎng)(GigabitEthernet)。原因可以歸結(jié)為以下三點：首先，越來越多的現(xiàn)場設(shè)備通過以太網(wǎng)連接，隨著設(shè)備數(shù)量的增加帶寬需求也增加了。第二，多種效勞，例如控制數(shù)據(jù)，IP或IP視頻也快速增長，并在同一根的線纜上傳輸。第三，千兆以太網(wǎng)有十倍于快速以太網(wǎng)的交換能力，許多實時的應(yīng)用可以在標準的千兆以太網(wǎng)環(huán)境中實現(xiàn)。赫思曼已在2007年初推出了萬兆的工業(yè)級交換機。同無線解決方案面臨的問題一樣，更高的傳輸速度意味著高功率的消耗和高本錢的芯片。但是，隨著芯片本錢的降低，千兆以太網(wǎng)將會在工業(yè)環(huán)境中日益普及。第二章基于工業(yè)以太網(wǎng)EPA及力控的開發(fā)環(huán)境本章主要就EPA軟件的根本知識及編程功能塊指令進展介紹，簡要介紹力控組態(tài)軟件。2.1EPA可編程控制器產(chǎn)品介紹及特點EPA系列可編程控制器PEC8000，具有1個以太網(wǎng)接口，2個RS485接口，可以通過以太網(wǎng)組成控制系統(tǒng)，也可以通過RS485接口連接Modbus設(shè)備。PEC8000支持IEC61131-3功能塊和梯形圖編程，自主開發(fā)的編程軟件PLC_Config可以對EPA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和Modbus網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進展統(tǒng)一的編程和管理。PEC7000也同時支持Modbus/TCP和Modbus/UDP協(xié)議，與現(xiàn)有的人機界面軟件可以直接相連。自主開發(fā)的可編程控制器DIO3000，具有2個RS485接口，支持IEC61131-3功能塊和梯形圖編程。DIO3000同時支持Modbus

RTU/ASCII協(xié)議，具有24路DI〔2路高速DI〕、16路DO〔2路高速DO〕、2路AO。溫度控制模塊TAC6000，具有8路AI、3路DI和9路DO以及1個RS485接口；能夠以PWM方式實現(xiàn)多路控溫，具有PID和模糊控溫方式，并具有控制參數(shù)自整定功能；支持IEC61499功能塊組態(tài)編程。DIO2000是可編程序開關(guān)量控制器，具有23路DI、12路DO和1個RS485接口，支持IEC61131-3功能塊方式編程。表2.1EPA產(chǎn)品介紹規(guī)格型號DIO3000DIO3400AIO5000PEC3000PEC3400PEC5000PEC8000模擬量輸入886支持全系列熱電偶、熱電阻、標準電流、標準電壓、毫伏電壓等多種傳感器類型模擬量輸出22882支持0~20mA或0~20V輸出，可配置為開關(guān)量輸出開關(guān)量輸入2481248182路高速2路高速2路高速輸入電壓*圍為10V~30V，高速輸入頻率*圍為0.3Hz～50KHz開關(guān)量輸出163211632182路高速2路高速2路高速≤140mA，高速輸出頻率*圍為10Hz～50KHz以太網(wǎng)通訊1111支持EPA協(xié)議、ModbusTCP/UDP協(xié)議標準串行通訊2222222支持ModbusRTU和ASCII協(xié)議，標準波特率1200～115200和高速MB+總線500K、1M波特率無線通訊*1111111支持802.15.4的ZigBee無線通訊標準存儲區(qū)程序存儲區(qū)128KB用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)10752字，可掉電保存網(wǎng)絡(luò)擴展通過RS485和ZigBee網(wǎng)絡(luò)可擴展16個從設(shè)備，自動對從設(shè)備進展管理編程語言IEC61131-3標準功能塊梯形圖指令碼編程軟件PLC_Config編程軟件工作條件工作溫度：-40℃～80℃工作濕度：≤電源電壓10V～30V直流輸入，功耗<5W外形尺寸45mm×110mm×110mmEPA系列可編程控制器基于IEC61131-3編程標準，可以應(yīng)用于各種自動化控制系統(tǒng)。該系列產(chǎn)品構(gòu)造緊湊，可擴展性強，指令集豐富，既可以單獨進展工作，也可以同其他產(chǎn)品配合組成控制系統(tǒng)，靈活的配置可為各種自動化控制系統(tǒng)提供理想的解決方案。本控制器是一種集工業(yè)以太網(wǎng)、MB+高速總線、Modbus標準總線、無線ZigBee通訊為一體的產(chǎn)品，具備如下特點：·支持基于EPA標準的高速工業(yè)以太網(wǎng)，同時支持ModbusTCP/UDP協(xié)議，具有開放性，可與各種組態(tài)軟件互聯(lián)·支持速率高達1Mbits/s的MB+總線，網(wǎng)絡(luò)通訊具有毫秒級響應(yīng)速度·支持基于RS485接口的標準Modbus協(xié)議，可以與第三方設(shè)備連接·EPA、MB+、Modbus、ZigBee網(wǎng)絡(luò)自由組合，輕松實現(xiàn)無限點I/O自由組態(tài)·編程軟件PLC_Config支持功能塊，可對網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備統(tǒng)一編程，實現(xiàn)分布式控制·模入模出、開入開出組合模塊化設(shè)計，每個模塊既可單獨工作，也可通過網(wǎng)絡(luò)互連組成控制系統(tǒng)，現(xiàn)場應(yīng)用方便靈活。2.2基于IEC61131-3編程標準的PLC_Config編程軟件2.2.1PLC_Config編程軟件PLC_Config編程軟件為您管理控制器及其從設(shè)備、開發(fā)程序、監(jiān)視變量等提供了良好的環(huán)境，目前PLC_Config可以通過以太網(wǎng)或RS485兩種通訊方式和本系列產(chǎn)品相連接。PLC_Config界面如下列圖2.1所示：圖2.1PLC_Config界面PLC_Config軟件包是基于Windows的應(yīng)用軟件，它支持32位的Windows2000、Windows*P和WindowsNT等使用環(huán)境。使用PLC_Config時，應(yīng)至少具有以下的條件：1.一臺PC機，CPU為PentiumIII或更高的處理器，128M內(nèi)存；2.VGA顯示器，或Microsof1024*768及以上、Windows支持的其他顯示器；3.至少50M的硬盤空間；4.Windows2000、WindowsNT或Windows*P系列操作系統(tǒng)；5.鼠標。2.2.2PLC_Config編程指令介紹在編程過程中主要用到了以下功能塊：“與〞功能塊：當兩個輸入同時為真時輸出為真，否則為假。“或〞功能塊：當兩個輸入同時為假時輸出為假，否則為真?！拜敵雳暪δ軌K：當輸入為真時輸出也為真。置位功能塊：當輸入為真時將置位從初始位開場的后N位。復(fù)位功能塊：當輸入為真時將復(fù)位從初始位開場的后N位。調(diào)定時器功能塊：等。定時器說明：〔1〕所有定時器(T0～T127)均可以配置為以下3種定時器，通過標號區(qū)分?！?〕所有定時器均以100ms為時基，其中T80~T119可以通過配置SMW59為1將時基縮短為10ms?！?〕T124、T125、T126、T127支持定時器中斷?！?〕定時器符號T在位操作時為定時器到達標志位，字操作時為當前計時數(shù)值，使用時會自動進展區(qū)分。2.3EPA可編程控制器硬件安裝電源連接如圖2.2圖2.2電源連接在設(shè)備底端側(cè)面的V+和V-接入9～30V內(nèi)適宜的直流電源，上電后即可完成對設(shè)備的供電。編程線纜連接編程線纜分為以太網(wǎng)和串口兩種方式進展連接?！?〕如果您使用以太網(wǎng)方式對本產(chǎn)品編程，則使用隨產(chǎn)品附帶的以太網(wǎng)通訊線纜即可，一頭連接產(chǎn)品的以太網(wǎng)接口，另一頭連接以太網(wǎng)交換機或PC機的網(wǎng)絡(luò)接口如圖2.3：連接產(chǎn)品一端連接交換機或PC機圖2.3網(wǎng)絡(luò)接口以太網(wǎng)編程線纜您也可以自行制作，水晶頭一端按照EIA/TIA568B標準制作，從左到右線序如圖2.4：圖2.4以太網(wǎng)編程線纜從左到右線序另一端按照下列圖2.5所示的顏色和端子標識連接即可圖2.5以太網(wǎng)編程線纜的顏色和端子標識2.4力控ForceControl6.1力控ForceControl6.1概述監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進展采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式〞而不是編程方式來進展系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進展簡單的“組態(tài)〞，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大的提高了集成效率。力控監(jiān)控組態(tài)軟件是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺，它能同時和國內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進展網(wǎng)絡(luò)通訊，它可以與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以到達集中管理和監(jiān)控的目的，同時還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來實現(xiàn)與“第三方〞的軟、硬件系統(tǒng)來進展集成。力控ForceControl6.1工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件是三維力控科技**根據(jù)當前的自動化技術(shù)的開展趨勢，總結(jié)多年的開發(fā)、實踐經(jīng)歷和大量的用戶需求而設(shè)計開發(fā)的高端自動化軟件產(chǎn)品，是力控科技全體研發(fā)工程師集體智慧的結(jié)晶，該產(chǎn)品主要定位于國內(nèi)高端自動化市場及應(yīng)用，是企業(yè)信息化的有力數(shù)據(jù)處理平臺。產(chǎn)品面向.NET開發(fā)技術(shù)，開發(fā)過程采用了先進軟件工程方法，與力控早期產(chǎn)品相比，F(xiàn)orceControl6.1產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理性能、容錯能力、界面容器、報表等方面產(chǎn)生了巨大飛躍。力控ForceControl6.1主要特點.1互聯(lián)網(wǎng)時代的驕傲提供在Internet/Intranet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)備或其它遠程力控節(jié)點通訊；面向國際化的設(shè)計，同步推出英文版和繁體版，保證對多國語言版的快速支持與效勞；力控軟件內(nèi)嵌分布式實時數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫具備良好的開放性和互連功能，可以與MES、SIS、PIMS等信息化系統(tǒng)進展基于*ML、OPC、ODBC、OLEDB等接口方式進展互連，保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時地傳送到以上系統(tǒng)內(nèi)。.2強大的移動網(wǎng)絡(luò)支持通過移動GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)與控制設(shè)備或其它遠程力控節(jié)點通訊,力控移動數(shù)據(jù)效勞器與設(shè)備的通訊為并發(fā)處理、完全透明的解決方案，消除了一般軟件采用虛擬串口方式造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的隱患，有效的流量控制機制保證了遠程應(yīng)用中節(jié)省通訊費用。.3完整的網(wǎng)絡(luò)冗余及軟件容錯解決方案作為民族產(chǎn)業(yè)的大型SCADA、DCS軟件，力控軟件支持控制設(shè)備冗余、控制網(wǎng)絡(luò)冗余、監(jiān)控效勞器〔雙機〕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。力控軟件支持控制設(shè)備冗余如SIEMENS公司的S7400H,GE的GE9070系列PLC的冗余模式，支持普通的232、485、以太網(wǎng)等控制網(wǎng)絡(luò)的冗余，支持控制硬件的軟冗余切換和硬冗余切換。.4穩(wěn)定的通訊處理支持通過RS232、RS422、RS485、電臺、輪循撥號、以太網(wǎng)、移動GPRS、CDMA、GSM網(wǎng)絡(luò)等方式和設(shè)備進展通訊。支持主流的DCS、PLC、DDC、現(xiàn)場總線、智能儀表等1000多種廠家設(shè)備的通訊。支持離線診斷，在開發(fā)環(huán)境下可以診斷是否正常通訊。支持不同協(xié)議的設(shè)備在一條通訊鏈路進展通訊。.5圖形系統(tǒng)主要特點方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式〔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；強大的分布式報警、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；強大的Active*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，可以提供報表設(shè)計器，可以設(shè)計多套報表模板，報表文件格式兼容E*cel工作表文件，支持圖表顯示自動刷新，可輸出多種文件格式：E*cel、T*T、PDF、HTML、CSV等。圖2.6力控ForceControl6.1開發(fā)界面第三章電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1四層電梯的主電路四層電梯曳引機及門電機電路圖根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如下圖。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1~KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進展對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。圖3.1四層電梯曳引機及門電機電路圖電梯控制PLC外部I/O接線圖本設(shè)計的PLC外部接線圖如下圖.CPU226的傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設(shè)計中PLC容量完全滿足要求，CPU226的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓*圍為5~30V〔DC〕或5~250V〔AC〕。圖3.2PLC外部接線圖電梯控制PLCI/O點數(shù)的估算采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關(guān)SQ1～SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10～K7和指示燈H10～H7；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST1檢測，開門到位由行程開關(guān)ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。綜上所述，輸入點共有20個，輸出點共有21個。輸入/輸出的分配如下：該系統(tǒng)占用PLC的41個I/O口，20個輸入點，21個輸出點，具體的I/O分配如表3.1所示：表3.1電梯控制PLCI/O分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0一層平層*I0.00電梯上行記憶Q0.01二層平層*I0.11電梯下行記憶Q0.12三層平層*I0.22電機正轉(zhuǎn)Q0.23四層平層*I0.33電機反轉(zhuǎn)Q0.34內(nèi)呼一樓*I0.44內(nèi)呼一樓指示Q0.45內(nèi)呼二樓*I0.55內(nèi)呼二樓指示Q0.56內(nèi)呼三樓*I0.66內(nèi)呼三樓指示Q0.67內(nèi)呼四樓*I0.77內(nèi)呼四樓指示Q0.78一層外呼上行*I0.88一層外呼上行指示*Q0.09二層外呼上行*I0.99二層外呼上行指示*Q0.110三樓外呼上行*I0.1010三樓外呼上行指示*Q0.211二樓外呼下行*I0.1111二樓外呼下行指示*Q0.312三樓外呼下行*I0.1212三樓外呼下行指示*Q0.413四樓外呼下行*I0.1313四樓外呼下行指示*Q0.514手動開門*I0.1414門電機正轉(zhuǎn)*Q0.615手動關(guān)門*I0.1515門電機反轉(zhuǎn)*Q0.716開門限位*I1.016運行到一層指示*O

0.817關(guān)門限位*I1.117運行到二層指示*O0.918電梯上升極限位*I1.218運行到三層指示*O0.1019電梯下降極限位*I1.319運行到四層指示*O0.1120停車報站鐘*O0.123.2現(xiàn)場總線的三級控制模式最底層為實時數(shù)據(jù)采集層：使用標準的Modbus總線，主要負責(zé)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，產(chǎn)生一些必要的實時報表，逾限報警記錄以及一些實時曲線記錄。中間層為監(jiān)控層：過程監(jiān)控層采用EPA工業(yè)以太網(wǎng)，主要用于控制室儀表、裝置以及人機接口之間的連接。根據(jù)EPA控制網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)造及其特點，結(jié)合過程監(jiān)控層EPA工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)段和現(xiàn)場設(shè)備層Modbus總線的連接對整個現(xiàn)場數(shù)據(jù)進展監(jiān)控，確保系統(tǒng)平安穩(wěn)定高效運行。最頂層為管理層：主要是用于信息管理，通過以太網(wǎng)進展連接，便于管理層對工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)進展了解，為管理層的決策提供實時數(shù)據(jù)。3.3電梯控制的系統(tǒng)框圖電梯上下行流程圖見圖3.3。假設(shè)電梯停在N〔N=1,2,3,4〕樓,M樓有信號,M＞N時，電梯上行；M＜N時，電梯下行。圖3.3電梯上下行流程圖在電梯運行過程中，電梯上升〔或下降〕途中，任何反方向下降〔或上升〕的外呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應(yīng)該外號。電梯應(yīng)具有最遠反向外梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。電梯響應(yīng)流程圖見圖3.4。圖3.4電梯響應(yīng)流程圖當電梯到達系統(tǒng)控制的目標樓層時，延時2秒鐘，控制系統(tǒng)發(fā)出開門信號，電梯門開，當門開到開門限位時，再延時5秒鐘，然后關(guān)門，直到關(guān)門限位產(chǎn)生信號。此過程期間，按開門按鈕電梯門翻開，按關(guān)門電梯門關(guān)閉，并且當門關(guān)閉動作時，門間來人會使光電傳感器產(chǎn)生信號，控制系統(tǒng)發(fā)出開門信號，電梯開關(guān)門流程圖見圖3.5。圖3.5電梯開關(guān)門流程圖3.4電梯控制的程序圖3.4.1PLC編程語言PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC運行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。指令是指示PLC動作的文字代碼或圖形符號。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不一樣。但從本質(zhì)上來講，指令的實質(zhì)都是二進制機器碼。同普通的計算機一樣，PLC的編程軟件通過編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機器代碼。PLC提供了功能較為完整的編程語言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用PLC的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設(shè)計和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序〞。PLC的編程語言一般有五種：順序功能圖(SequentialFunctionChart)、梯形圖(LadderDiagram)、功能塊圖(FunctionBlockDiagram)、指令表(InstructionList)和構(gòu)造文本(StructuredTe*t)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)是圖形編程語言，指令表(IL)和構(gòu)造文本(ST)是文字語言。程序設(shè)計常用編程方法在工程中，對PLC應(yīng)用程序的設(shè)計有多種方法，這些方法的使用，也因各個設(shè)計人員的技術(shù)水平和喜好有較大的差異?，F(xiàn)將常用的幾種應(yīng)用程序的設(shè)計方法簡要介紹如下。1.經(jīng)歷設(shè)計法經(jīng)歷設(shè)計法也叫湊試法。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計的根底上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)歷進展選擇、組合。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計是比擬湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經(jīng)歷設(shè)計法的具體步驟如下：〔1〕確定輸入/輸出電器；〔2〕確定輸入和輸出點的個數(shù)、選擇PLC機型、進展I/O分配；〔3〕做出系統(tǒng)動作工程流程圖；〔4〕選擇PLC指令并編寫程序；〔5〕編寫其它控制控制要求的程序；〔6〕將各個環(huán)節(jié)編寫的程序合理地聯(lián)系起來，即得到一個滿足控制要求的程序。2.邏輯設(shè)計法工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“0〞和“1〞兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計電氣控制線路是完全可以的。該方法法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計法進展PLC程序的設(shè)計，它使用邏輯表達式描述問題。在得出邏輯表達式后，根據(jù)邏輯表達式畫出梯形圖。3.順序控制法對那些按動作的先后順序進展控制的系統(tǒng)，非常適合使用順