基于工控機(jī)和組態(tài)軟件的自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建

韋俊

【摘 要】本文主要是運(yùn)用研華工控機(jī)和力控組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。通過鍋爐水位控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，從而證明本文研究的控制方式是可行的。

【關(guān)鍵詞】工控機(jī)；組態(tài)軟件；自動(dòng)控制系統(tǒng)；構(gòu)建

中圖分類號(hào)： TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）13-0077-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.035

1 系統(tǒng)概述

當(dāng)前，自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展迅速主要得益于自動(dòng)化產(chǎn)品的不斷推陳出新。特別是PLC在自動(dòng)化行業(yè)運(yùn)用越來越廣泛，使得我們的設(shè)備自動(dòng)化程度越來越高，生產(chǎn)效率得到了很大的提高。除了一些通用的自動(dòng)化產(chǎn)品，一些特定行業(yè)特定功能的自動(dòng)化產(chǎn)品也得到更廣泛的應(yīng)用。例如，工控機(jī)除了作為高可靠性計(jì)算機(jī)運(yùn)用之外，還具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和處理的功能。本文就是運(yùn)用研華工控機(jī)結(jié)合力控組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

該鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求如下：

（1）在力控的組態(tài)界面，控制和監(jiān)視通過研華輸入輸出控制板卡連接的鍋爐供水系統(tǒng)，系統(tǒng)的進(jìn)水泵和出水閥可以分別進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)控制。

（2）處于自動(dòng)控制模式時(shí)，進(jìn)水泵、出水閥的是否運(yùn)行取決于鍋爐中的水位的高低。當(dāng)水位低于鍋爐總水位的15%時(shí)將自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)水泵，停止出水閥；當(dāng)水位高于鍋爐總水位的85%時(shí)將自動(dòng)停止進(jìn)水泵，啟動(dòng)出水閥；當(dāng)水位處于15%～85%之間時(shí)，進(jìn)水泵和出水閥處于停止?fàn)顟B(tài)。處于手動(dòng)模式時(shí)，進(jìn)水泵、出水閥由手動(dòng)開關(guān)控制。

（3）鍋爐的水位與進(jìn)水泵的開/關(guān)和出水閥的開/關(guān)有關(guān)：當(dāng)進(jìn)水泵開時(shí)，水位將上升；當(dāng)進(jìn)水泵關(guān)時(shí)，水位將保持。當(dāng)出水閥門開時(shí)水位將下降；當(dāng)出水閥門關(guān)時(shí)，水位將保持。

2 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件主要選用的是研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（610L）、數(shù)字量輸入輸出控制板卡（PCI-1730U）、模擬量輸入控制板卡（PCI-1713U）和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀。本控制系統(tǒng)就是在研華工控機(jī)無源底板上擴(kuò)展了兩塊研華輸入輸出控制板卡，如圖1所示。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀主要是用來實(shí)現(xiàn)兩地控制功能?，F(xiàn)在企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線機(jī)旁操作都是在設(shè)備保養(yǎng)及檢修時(shí)期，正常運(yùn)行設(shè)備的控制功能基本都集中到了中央控制室。設(shè)備運(yùn)行人員通過監(jiān)視工控機(jī)上設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，按照生產(chǎn)要求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。本系統(tǒng)采用的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀，如圖2所示，就是用來手動(dòng)對(duì)進(jìn)水泵和出水閥進(jìn)行控制的。采集儀的信號(hào)通過端子板（ADAM-3937-AE）和連接電纜（PCL-10162-3E）與研華控制板卡相連。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面。一是研華輸入輸出控制板卡的軟件安裝與測(cè)試，二是力控組態(tài)畫面的程序設(shè)計(jì)。

研華輸入輸出控制板卡插入到研華工控機(jī)PCI擴(kuò)展插槽，這只是完成了硬件的安裝。為了使控制板卡正常工作，需要給板卡安裝專業(yè)軟件。當(dāng)正確安裝完控制板卡的軟件后，可以打開軟件的測(cè)試功能，連接上工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀，對(duì)板卡的各個(gè)輸入輸出通道進(jìn)行測(cè)試，從而可以來判斷板卡是否可以正常使用。

力控組態(tài)畫面的程序設(shè)計(jì)是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的核心部分。其主要完成了如下幾方面功能：

（1）I/O設(shè)備的組態(tài)并測(cè)試，在力控軟件里對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行測(cè)試；

（2）數(shù)據(jù)庫組態(tài)，創(chuàng)建鍋爐水位控制系統(tǒng)里所有的控制信號(hào)，并與板卡實(shí)際通道進(jìn)行連接；

（3）控制畫面的組態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)主畫面，并給相應(yīng)設(shè)備連接變量，完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)；

（4）報(bào)警功能的設(shè)計(jì)與報(bào)警數(shù)據(jù)的顯示；

（5）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與歷史數(shù)據(jù)追溯，趨勢(shì)圖的顯示；

（6）WEB網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，用戶可以從IE瀏覽器上遠(yuǎn)程訪問鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)；

（7）登錄畫面的設(shè)計(jì)，給系統(tǒng)分配不同優(yōu)先級(jí)的用戶，使系統(tǒng)更可靠、安全的運(yùn)行。

4 調(diào)試及運(yùn)行

工程設(shè)計(jì)完成后，調(diào)試及加密是工程組態(tài)很重要的一步，是進(jìn)一步完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能，滿足用戶需求，更好的進(jìn)行安全管理的重要過程[1]。具體調(diào)試步驟如下：

（1）運(yùn)行系統(tǒng)；

（2）手動(dòng)模式下，對(duì)單體設(shè)備啟停逐一進(jìn)行調(diào)試，對(duì)照設(shè)備動(dòng)作是否正確；

（3）自動(dòng)模式下，參照系統(tǒng)控制要求，驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行是否正確，觀察所有信號(hào)狀態(tài)指示是否正確；

（4）手自動(dòng)隨機(jī)切換運(yùn)行，對(duì)照設(shè)備動(dòng)作是否正確。

5 總結(jié)

通過鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，基于研華工控機(jī)和力控組態(tài)軟件的自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建是成功的。這也為廣大的自動(dòng)化從業(yè)人員提供個(gè)一個(gè)思路，除了PLC可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制以外，工控機(jī)也是可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

【參考文獻(xiàn)】

[1]ForceControl V7.0_入門指南2010北京三維力控科技有限公司.