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[关键词] 油压控制系统 组态软件 RS-485总线 串行通信
1、引言
山东境内多家小氮肥企业均采用间歇制气法生产半水煤气，随着DCS集散控制系统被大量应用，各单位自动化程度不断提高。但在制气工序油压控制系统（包括PLC油压控制、数据采集与历史记录、其他重要参数调控）仍被广泛应用，组态软件可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯，根据用户对被控对象和控制目的的要求,在模块间进行任意组合,生成面向最终用户的实时控制系统。本文着重讲述三菱FX系列PLC、智能模块、变频器、智能调节器与PC机在组态王下串口通讯的应用，以完善氮肥制气工序油压控制系统。
2、油压控制系统的硬件构成
本系统硬件结构采用后台PC机、智能调节器、三菱FX系列PLC、中泰RM系列模块、配套硬件(MAX232、75LBCl84)及RS-485总线构成分布式油压控制系统,硬件连线如图1所示。
采用三菱FX系列PLC分布式系统作为下位机数据采集系统,具有计量精度高、功耗低、稳定可靠、成本低等特点。三菱FX系列PLC从机完成现场数据采集和作数据处理,每台从机采集的数据通过RS-485总线按一定的协议传送给单片机主机。单片机主机在系统中承担数据采集与处理任务,将从机单片机仪表设备组成单片机主从形式的多机通信网络。单片机主机再通过硬件MAX232电路连接到后台PC机RS-232接口,通过串行口通信方式将数据传送到后台PC机。单片机主机将从机采集的数据(电压、电流、开关位置、变压器状态等)组成一定格式的帧上传给PC机进行统计、二次处理。
3、组态王与单片机的串口通讯方法
利用组态王的驱动程序开发包开发通信驱动程序,直接让单片机主机和组态王6.5x串行通信。接口的驱动程序是组态软件和硬件设备连接的桥梁。驱动程序采用微软标准的COM组件技术,创建多个互相独立的对象,每个对象都可以拥有自己的变量。针对具体的硬件设备,驱动程序最终均为以该硬件命名的一个动态链接库文件(DLL)在开发环境中设定不同的硬件序列,依次调用对应硬件DLL文件中的通信函数。当系统接受到硬件刷新消息时,创建硬件通信子进程,通信子进程通过硬件接口设置参数,调用相应的动态链接库完成硬件数据传送。子进程工作过程如图2所示。
4、油压控制组态软件的设计与实现
(1)软件环境:
组态王6.5x由工程浏览器、运行系统、工程管理器和信息窗口等组成。开发系统用于设备的配置、画面的组合、报警配置、数据库服务器和报警服务器等网络配置等等。在开发系统中可利用组态王丰富的动画连接属性制作极其复杂优美的动画画面;并可利用组态王提供的函数访问数据库、进行科学计算、访问外部程序等;可以利用组态王提供的报表、曲线、配方等功能制作用户自己的报表和负荷曲线等。运行系统根据用户在开发系统中的定义和配置运行,自动采集用户现场设备信息,响应用户的操作命令并向现场设备发布控制命令,对传送上来的数据进行报警判别,并将采集到的数据送到数据库服务器中。
(2)图形组态
图形组态最重要的一点是要达到界面友好、简单易用。这里针对的物理对象是制气炉,需要组态的图形有流程图、趋势图等。流程图中有阀门、加热器、制气炉、除尘器等器件,现在需要把这些器件图形化。组态王图库控件为设计带来极大方便。图形化的手段是以工具的形式出现,就象Windows中画笔程序提供的刷子、笔、颜料一样。图形组态后生成后缀是.WND(窗口)的文件。在运行的时候,流程图中要反映出流量、压力、温度等物理量的变化和当前的数值。
(3)报表组态
组态王提供内嵌式报表系统，为工程人员提供了丰富的报表函数，实现各种运算、数据转换、统计分析、报表打印等。既可以制作实时报表，也可以制作历史报表。另外，工程人员还可以制作各种报表模板，实现多次使用,组态后生成后缀是.RPT的文件。
(4)实时运行
实时运行部分是为操作人员设计的,需要用已经组好的文件和从下位机传上来的实时数据对画面进行更新,更新的数据有温度、压力、液位、事故报警等。同时还要负责查询数据、打印报表等管理功能。用户需要时可以用鼠标点击某个单元,显示出设备的基本数据。实时运行部分流程图如图3所示。
5、结语
本系统借助RS-485总线组网,后台PC机利用组态王6.5x组态软件实现多台三菱PLC机、智能调节器的实时通信，已经在实际项目中得到应用。应用的结果表明该设计方法简单有效，实时性好，成本低廉，并且具有可靠的稳定性，可以在工况恶劣的控制系统中推广应用。
1、引言
山东境内多家小氮肥企业均采用间歇制气法生产半水煤气，随着DCS集散控制系统被大量应用，各单位自动化程度不断提高。但在制气工序油压控制系统（包括PLC油压控制、数据采集与历史记录、其他重要参数调控）仍被广泛应用，组态软件可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯，根据用户对被控对象和控制目的的要求,在模块间进行任意组合,生成面向最终用户的实时控制系统。本文着重讲述三菱FX系列PLC、智能模块、变频器、智能调节器与PC机在组态王下串口通讯的应用，以完善氮肥制气工序油压控制系统。
2、油压控制系统的硬件构成
本系统硬件结构采用后台PC机、智能调节器、三菱FX系列PLC、中泰RM系列模块、配套硬件(MAX232、75LBCl84)及RS-485总线构成分布式油压控制系统,硬件连线如图1所示。
采用三菱FX系列PLC分布式系统作为下位机数据采集系统,具有计量精度高、功耗低、稳定可靠、成本低等特点。三菱FX系列PLC从机完成现场数据采集和作数据处理,每台从机采集的数据通过RS-485总线按一定的协议传送给单片机主机。单片机主机在系统中承担数据采集与处理任务,将从机单片机仪表设备组成单片机主从形式的多机通信网络。单片机主机再通过硬件MAX232电路连接到后台PC机RS-232接口,通过串行口通信方式将数据传送到后台PC机。单片机主机将从机采集的数据(电压、电流、开关位置、变压器状态等)组成一定格式的帧上传给PC机进行统计、二次处理。
3、组态王与单片机的串口通讯方法
利用组态王的驱动程序开发包开发通信驱动程序,直接让单片机主机和组态王6.5x串行通信。接口的驱动程序是组态软件和硬件设备连接的桥梁。驱动程序采用微软标准的COM组件技术,创建多个互相独立的对象,每个对象都可以拥有自己的变量。针对具体的硬件设备,驱动程序最终均为以该硬件命名的一个动态链接库文件(DLL)在开发环境中设定不同的硬件序列,依次调用对应硬件DLL文件中的通信函数。当系统接受到硬件刷新消息时,创建硬件通信子进程,通信子进程通过硬件接口设置参数,调用相应的动态链接库完成硬件数据传送。子进程工作过程如图2所示。
4、油压控制组态软件的设计与实现
(1)软件环境:
组态王6.5x由工程浏览器、运行系统、工程管理器和信息窗口等组成。开发系统用于设备的配置、画面的组合、报警配置、数据库服务器和报警服务器等网络配置等等。在开发系统中可利用组态王丰富的动画连接属性制作极其复杂优美的动画画面;并可利用组态王提供的函数访问数据库、进行科学计算、访问外部程序等;可以利用组态王提供的报表、曲线、配方等功能制作用户自己的报表和负荷曲线等。运行系统根据用户在开发系统中的定义和配置运行,自动采集用户现场设备信息,响应用户的操作命令并向现场设备发布控制命令,对传送上来的数据进行报警判别,并将采集到的数据送到数据库服务器中。
(2)图形组态
图形组态最重要的一点是要达到界面友好、简单易用。这里针对的物理对象是制气炉,需要组态的图形有流程图、趋势图等。流程图中有阀门、加热器、制气炉、除尘器等器件,现在需要把这些器件图形化。组态王图库控件为设计带来极大方便。图形化的手段是以工具的形式出现,就象Windows中画笔程序提供的刷子、笔、颜料一样。图形组态后生成后缀是.WND(窗口)的文件。在运行的时候,流程图中要反映出流量、压力、温度等物理量的变化和当前的数值。
(3)报表组态
组态王提供内嵌式报表系统，为工程人员提供了丰富的报表函数，实现各种运算、数据转换、统计分析、报表打印等。既可以制作实时报表，也可以制作历史报表。另外，工程人员还可以制作各种报表模板，实现多次使用,组态后生成后缀是.RPT的文件。
(4)实时运行
实时运行部分是为操作人员设计的,需要用已经组好的文件和从下位机传上来的实时数据对画面进行更新,更新的数据有温度、压力、液位、事故报警等。同时还要负责查询数据、打印报表等管理功能。用户需要时可以用鼠标点击某个单元,显示出设备的基本数据。实时运行部分流程图如图3所示。
5、结语
本系统借助RS-485总线组网,后台PC机利用组态王6.5x组态软件实现多台三菱PLC机、智能调节器的实时通信，已经在实际项目中得到应用。应用的结果表明该设计方法简单有效，实时性好，成本低廉，并且具有可靠的稳定性，可以在工况恶劣的控制系统中推广应用。