世紀星應用于工業控制系統

本文來源：《世紀星月刊》第7期 作者：曾慧

　　摘要：本文介紹的工業控制系統由上位機和下位機組成，上位機裝有世紀星組態軟件，可以集中監控系統模擬量和開關量，下位機包括2臺PLC、3臺遠程數據采集模塊以及2臺智能儀表，用于設備的開關控制、溫度、壓力、流量、液位等過程量的監視和控制。

　　關鍵詞：PLC；智能儀表；世紀星組態軟件

1 控制系統硬件組成及功能

　　本文主要介紹由2臺智能儀表、2臺PLC和3臺遠程數據采集模塊組成的控制系統的應用方法，其連接示意圖如下圖所示：

圖 1

　　PLC1和PLC2均為帶BD-485通信板的三菱FX2N型PLC，最多可帶16臺，用于設備的開關控制。智能儀表1、智能儀表2為帶RS-485通信功能的智能儀表，可用于溫度、壓力、流量、液位等過程量的控制。采用PID控制規律。

　　最多可以帶64臺。ICP-7017。ICP-7024，ICP-7033D為具有RS-485通信功能的各種數據模塊。可用于監控現場的一些物理參數，如液位、流量、壓力、溫度等，最多可帶256個。

　　上位機為帶IPC-1602B通信卡的工控機，并裝有世紀星組態監控軟件。IPC-1602B帶有2個RS-485通信端子，端口號設為COM5，COM6。

　　RS-485通信線為屏蔽雙絞線，成本低，布線連接方便，應用于工業現場，可靠性好，能滿足一般企業的要求。本系統中，智能儀表的通信波特率可達19200 bit/s，PLC的通信波特率可達19200bit/s，數據模塊可達921600 bit/s。本系統中建議使用9600 bit/s的波特率。

　　智能儀表的RS-485通信一般為無校驗，8個數據位，1位停止位。數據模塊可以是有校驗也可以是無校驗通信。FX2N PLC的RS-485通信需有校驗，其通信方式與上兩種設備不同。

　　裝有世紀星組態監控軟件的上位機主要起監控作用，它可以對由PLC、智能儀表、數據模塊等的下位機進行讀寫。也可以實現對過程量的PID等控制。但由于可靠性及運算速度等原因，建議不要使用。PLC可對輸入寄存器X進行讀操作，對輸出寄存器Y及中間寄存器M進行讀寫操作，對數據存儲器D也可進行讀寫。智能儀表可通過上位機設置定值、PID參數等的讀寫及測量值、控制輸出值、偏差等參數的讀出處理等。數據模塊可由上位機進行相應的讀寫操作，也可以由上位機實現過程參數的控制。組態軟件可實現模擬控制對象的實時動畫連接，并可以以圖像、圖符、報表、曲線等多種形式，為操作監控人員及時提供系統運行中的狀態、品質及異常報警等有關信息；可用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動翻轉等各種手段增強畫面的動態顯示效果：利用組態軟件的實時數據庫可進行被控過程量的實時曲線、歷史曲線和多種報警的組態，并可進行存儲應答和打印輸出等。

2 控制系統的軟件使用

　　控制系統的硬件安裝連接好以后，要使系統正常工作，還需要進行軟件的安裝調試。

2.1下位機參數設置

　　智能儀表1、智能儀表2地址通過儀表本身按鍵設置為4和5，波特率可設為9600 bit/s；3種數據模塊可通過其驅動軟件設地址分別為1，2，3，波特率都為9600 bit/s，并設為無校驗。PLC1，PLC2的通信方式可通過其編程軟件進行設置2臺PLC的地址分別設為6和7。

2.2 組態軟件的設置及功能

　　下位機各參數設置好后。還得在上位機上進行組態。

　　變量字典是世紀星組態軟件的核心，相當于一個數據處理中心，同時也起到公用數據交換區的作用。從下位機設備采集的實時數據通過建立數據連接送入變量字典，系統其他部分操作的數據也來自變量字典。變量字典自動完成對實時數據的報警處理和存盤處理。同時，它還根據需要把有關信息以事件的方式發送給系統的其他部分，以便觸發相關事件。進行實時處理，采用面向對象的技術為其他部分服務。提供了系統各個功能部件的數據共享。

　　世紀星中的變量字典主要是下位機中需要與上位機建立數據通信的信息。信息內容可為數據量及PLC內的輸入、輸出和中間寄存器的開關量等，數據有：智能儀表內的設定值、測量值、控制輸出值、PID參數值等；數據模塊的輸入輸出量；PLC內的數據存儲器、計數器、定時器、通道等的值。上位機可對這些信息進行設定、記錄、存盤、報警、打印輸出等操作。組態完成后，把組態環境中的組態結果提交給運行環境。運行環境和結果一起就構成了用戶自己的應用系統。

3 控制系統的實際應用

　　該控制系統應用在一真空冷凍干燥設備中，PLC主要用于電機、電磁閥等的開與關控制；智能儀表用于控制溫度；ICP一7033D等模塊用于采集各點溫度和壓力；裝有世紀星的上位機主要用于溫度控制曲線的給定。PID控制參數的設置，溫度和壓力的實時數據、實時曲線、歷史數據、歷史曲線記錄，并可以根據需要打印輸出。

4 運行結果

　　本系統價格低廉，性價比高，且實用性較強，帶RS-485通信接口的工控產品如變頻器等均可以掛在此網線上，由上位機監控。當上位機及網絡連線出現故障時，下位機也能正常工作。經實際使用運行表明：此類系統功能*、操作方便，可做到人機界面隨各人的喜好、習慣調整且簡捷清晰。運行可靠性高、抗力較強，完滿足生產需要。