PLC与工控机运用剖析

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，它是系统工作的数据