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一种PLC控制组态软件功能分析及其应用举例

--一种PLC控制组态软件功能分析及其应用举例

供稿:工控网 2011/3/31 14:05:00

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一、引言  
    组态软件集成了图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术,使控制系统开发人员不必依靠某种具体的计算机语言,只需通过可视化的组态方式,就可完成监控软件设计,降低了监控画面开发难度。组态软件拥有丰富的工具箱、图库和操作向导,使开发人员避免了软件设计中许多重复性的开发工作,可提高开发效率,缩短开发周期,已成为监控系统主要的软件开发工具之一。 
    目前,组态软件有多种成熟产品,除了通用组态软件外,还有一些专用组态软件,用于组态特定的控制系统。在这些专用组态软件中,Mitsubishi的SW2D5C-GOTRE(GOTRE)就是一种有特色的专用于PLC控制系统组态的软件,支持MITSUBISHI、OMRON、TOSHIBA、SHARP、YASUKAWA、Allen-Bradley等多家公司的PLC产品,为PLC系统监控提供了强有力的工具。  
二、功能分析 
(一)组态功能完善 
    GOTERE提供了多种控制器件库、图形控制和功能组件,可组态各种显示与控制功能,创建画面和信息并将其与PLC程序链接,以图形形式使系统操作状态、当前过程值及故障可视化,提供友好的人机界面来操作被监控的设备或系统,对PLC系统中的实时数据进行显示、记录、存储、处理,满足各种监控要求。 
(二)有特色的监控功能 
    GOTRE除了提供有流程显示、状态监测、故障报警、配方管理等常规监控功能外,还提供了多种专为PLC系统设计的扩展监控功能。主要有: 
1.梯形图监控 
    以梯形图的形式对PLC CPU的程序进行监控,随时了解程序运行情况。 
2.系统监控 
    将监控屏幕分为四个窗口,同时对PLC内部各种软元件和扩展单元的缓冲存储器分类进行监控。 
3.特殊模块监控 
    对PLC系统中的特殊功能模块和I/O模块信号状态进行监控。 
    在上述各种扩展监控功能中,可修改PLC中各种软元件和缓冲存储器数据,也可用于对网络中其他站进行监控。 
4.网络监控 
    可在本站对网络线路状态、通信状态和环路状态进行监控,获得网络信息。 
(三)灵活的通信与网络功能 
    GOTRE提供了多种通信驱动程序,可与多种通信协议互联,可选择RS-232C、RS-422/RS-485等多种通信方式。支持硬件的环行网、总线网以及开放性网络结构,可从主站或任一从站对所连网络内其他站进行监控。GOTRE向下可直接访问PLC及其扩展模块内部各种软元件和缓冲区;利用GOTRE提供的多种通信命令,向上可与主站微机交换数据,实现与企业高层管理网互联。 
(四)完善的系统维护与系统安全功能  
    GOTRE提供了系统维护工具包,对PLC系统的硬件和软件进行维护管理,可提供系统有关信息如PLC CPU状态;进行系统设置;对PLC硬件进行测试诊断;对通信进行检查;报告系统内存与用户内存信息。软件提供16级密码功能,保障了数据信息的安全性。工具包中的清单编辑器可直接在触摸屏上对PLC的程序和参数在线进行检查和各种编辑操作。 这此功能极大地方便了系统维护工作,提高了PLC控制系统的可靠性。 
(五)Windows风格的集成开发环境 
    GOTRE由工程管理器、图形设计器、数据转换器和调试器四个模块组成。每一模块都是独立的Windows应用程序。图形设计器是GOTRE的核心,设计模式下的开发环境包括主菜单、常用工具栏、屏幕设计器、模板、工具面板和各种对话框等组件,为画面设计提供了强有力的工具,GOTRE采用开放性图库并支持用户自己建库,实时数据库支持多种数据形式,可接收BMP位图文件和AUTOCAD生成的BXF格式文件,画面图形根据需要可任意拖动缩放。用户利用软件提供的各种控制,就能可视化地设计监控画面,所有监控任务都可通过图形化设计实现。 
三、GOTRE在卷烟生产过程PLC监控系统中的应用
    某卷烟厂卷接车间有两条卷烟生产线,每条卷接生产线由数台卷烟机和接咀机、工艺风力发生装置、气流静化与粉尘处理装置及其他辅助装置等设备组成。控制的目的是要稳定卷烟质量,降低生产能耗减少对环境的影响。控制模式采用两级监控方式,PLC模块、传感器、执行对卷烟生产过程的实时控制任务,包括设备电气顺序控制、联锁保护和工艺参数闭环控制。 
    PLC系统选用FX2N系列,包括基本单元FX2N-80MR,A/D输入模块FX2N-4AD,D/A输出模块FX2N-4DA。  
    监控级作为控制系统的人机接口单元(HMI),通过各种监控画面,对卷烟生产过程和设备进行监测,提供事件信息、数据分析参数调整、报表打印等功能,使操作者能根据不同工况调整控制策略,修改工艺参数或直接调控生产过程。监控级采用Mitsubishi A970-GOT图形操作终端(GOT)构成,该图形操作终端是专为PLC系统监控设计的硬件平台,采用一体化结构,主机内部采用32位RISC CPU和32位总线,人机界在采用彩色液晶触摸屏,图形操作终端还具有打印机和声音输出接口,通过不同的通信接口单元,可采用多种方式与PLC直接相连或连接到PLC网络中。 
    GOTRE的应用程序设计以工程为基础,工程由一组监控画面文件组成。通过组态使画面图形与PLC变量链接,实现对测点数据的实时监视。GOTRE组态原理如图1所示,图中变量SW可以是PLC中的软元件或数据寄存器或缓冲寄存器。系统中共设计了流程总貌、设备状态、参数设置、手动操作等十余个监控画面,组态了动态模拟、参数趋势、报警信息、文本、数据输入/输出、打印等显示功能与控制功能。GOTRE提供的图形操作终端系统软件使监控程序运行不须依托其他的软件平台,提高了监控的实时性和可靠性。操作人员在触摸屏上进行操作,就可完成对卷接生产的监控过程。生产实践表明,GOTRE软件运行稳定,满足了生产工艺要求,不但提高了卷烟质量,还提高了卷接速度,在降低能耗、减少环境污染等方面达到了同行业先进水平。 

四、结束语 
    Mitsubishi的GOTRE组态软件易于学习与掌握,应用方便,可为PLC控制系统提供友好的图形用户界面和完善的监控功能,从而可增强PLC系统的控制能力,扩展PLC系统的应用范围。

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