今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
梁 濤
1 引言
拌和樓在水利行業混凝土施工中發揮著重要的作用，其生產能力的大小，質量的好壞直接影響這一個企業的形象和命運，因此在施工中對拌和設備的生產工藝和控制技術的要求就越來越高。用KINGVIEW + PLC 編制出來的工業自動化及過程控制監控軟件，它簡單的操作及直觀形象的畫面為生產的控制與管理帶來極大的方便。
2 組態王作為上位機監控系統軟件
組態王上位機監控系統軟件作為PLC的上位監控系統，對PLC中的大量數據進行巡回采集、記錄、故障報警，并以圖形或報表方式進行實時顯示及打印，在這種應用方式中，KINGVIEW不直接參與PLC的控制，它的作用是對整個生產控制過程進行集中監視檢測，以命令方式對PLC進行控制。其配置如圖1所示。
圖1 上位監控系統配置
(1) KINGVIEW的功能
? 多種顯示形式：工藝流程的總圖或局部圖形；開關量狀態圖；模擬量棒形圖；模擬量數字顯示；變量的趨勢圖；報警顯示。
? 所有圖形均為動態顯示，能實時、直觀的監視控制系統的運行狀態。
? 所有的菜單、顯示的圖形及報表均由用戶自己定義或編輯，因此可靈活的適應各種應用系統。
? 即時打印運行報表，即時打印在線顯示的圖形。
(2) 監控系統的構成
? 主機：配有VGA卡的386以上兼容機或采用臺灣研華工控機。內存：256MB，硬盤：20MB以上。
? 系統操作系統：Windows 98/2000。
? KINGVIEW組態軟件：監控系統應用軟件的開發工具及執行程序。
? PLC編程軟件：DIRSOFT用于PLC程序編制。
(3) 特點
? KINGVIEW組態軟件面向廣大工業自動化控制系統工程設計人員，使用組態軟件，無需編制程序，大大縮短應用系統的開發周期，比用傳統編程方法開發效率提高幾十倍，同時對應用系統的修改極其容易。PLC的DIRSOFT軟件也是針對熟悉繼電控制的工程技術人員開發的，若對繼電圖紙比較熟悉的話，使用DIRSOFT軟件應該得心應手。
? 這種控制系統可代替模擬盤、二次儀表等作上位顯示用。
? 系統的可組和性：DIRSOFT軟件的程序可根據控制對象的要求隨時修改；KINGVIEW軟件可根據實際使用系統的規模及功能進行組和；PLC可根據用戶控制的對象選用不同的PLC，在這套控制系統中，采用的是KOYO生產的PLC；主機可根據用戶要求選用工業控制機（例如IBM386、研華等，或普通配有VGA的IBM兼容機）；顯示器可選用普通顯示器或大屏幕顯示；打印機可選用市場上通用的，如EPSON等。
3 KINGVIEW+PLC在拌和樓（站）生產過程監控中的運用
(1) KINGVIEW的數據來源
KINGVIEW有自己的數據字典，它是KINGVIEW的核心部分，運行時它含有數據庫中全部項目的當前值，所有對KINGVIEW所用到的每一個變量指定標記名和類型及某些變量類型的附加信息，才能獲得變量的值，并對值進行轉換，供內部使用。
在拌和樓控制系統中，主要是采用PLC對配料、卸料、拌和電機進行控制的，各種信號如傳感信號、接近開關信號、按鈕、主令開關等全部進入PLC的輸入模塊，拌和樓的被控對象全部由PLC的輸出模塊來控制，各控制對象由PLC的程序處理結果來決定。工控機通過特定的通訊協議與串口通訊從而達到與PLC進行數據交換及傳輸，在KINGVIEW中對這些變量指定標記名并定義為DDE變量，在通訊程序數據定義文件中，把PLC內節點及類型與KINGVIEW內數據名一一對應起來，這樣在KINGVIEW中就可以使用DDE變量作為顯示和計算用。不論是DDE變量還是內存變量都有離散I/O變量－可對應于開關點等。KINGVIEW＋PLC系統的結構框圖如圖2所示。
(2) 各種功能的實現方法
在工程瀏覽器中選擇菜單“工程/新建”，出現“新建工程”對話框。在對話框中輸入工程名稱拌和樓；在工程描述中輸入拌和樓流程監控。工程路徑自動指定為當前目錄下以工程名稱命名的子目錄。如果您需要更改工程路徑，請單擊“瀏覽”按鈕。單擊“確定”。KINGVIEW將在工程路徑下生成初始數據文件。至此，新項目已經可以開始建立了。
建立新程序的一般過程是：① 設計圖形界面；② 構造數據庫；③ 建立動畫連接；④ 運行和調試。
圖2 KINGVIEW+PLC系統結構框圖
下面以拌和樓流程監控畫面為例(如圖3所示)，介紹一下各圖形的設計方法：
圖3 拌和樓流程監控畫面
設計圖形界面：
① 首先在畫面中繪制各圖素。繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內，分別用里面的工具繪制各稱量斗、拌和機等圖形。
② 其次定義外部設備，在這里定義外部設備KOYO的PLC，外部設備包括：下位機（PLC、儀表、板卡等），它們一般通過串行口和上位機交換數據；其他Windows應用程序，它們之間一般通過DDE交換數據；只有在定義了外部設備之后，才能通過I/O變量和它們交換數據。具體設備配置向導窗口如圖4所示。
圖4 設備配置向導窗口
③ 接著是構造數據庫,具體為：打開工程瀏覽器→選擇數據字典→在新建數據中輸入各個變量名稱：水泥、小石、大石、特大、煤灰、砂、水、塑化→在變量名稱中選擇I/O類型→在連接一覽中選擇PLC→在寄存器類型中選擇對應的變量的定義號和寄存器號，如水泥R2120、小石R2450。
1#拌和機的運轉M024等，2#拌和機的進料M025、2#拌和機的出料Q030等，具體窗口如圖5所示。
④ 以上各種設置完成后，接著就進入動態連接，雙擊要連接的圖形，打開動畫連接畫面，選擇填充，表達式一欄選小石或要定義的變量，填充方向為向上，具體如圖6所示。
其他圖形設置類似，依次設置水泥、大石、特大、煤灰、塑化、拌和機等，這樣監控畫面就建立起來了。
其他子畫面根據現場控制要求設計。
構造數據庫：KINGVIEW 的SQL訪問功能實現組態軟件和其他外部數據庫之間的數據傳輸，在本工程中采用Ms Access數據庫通過SQL訪問管理器進行歷史數據的存儲、統計、查詢、打印，SQL訪問管理器用來建立數據庫列和組態軟件變量之間的聯系。包括表格模板和記錄體兩部分。通過表格模板在數據庫表中建立表格；通過記錄體建立數據庫表格和組態軟件之間的聯系。
① 創建表格模板：在工程瀏覽器中選擇“SQL訪問管理器”，創建表格模板。
② 創建記錄體：在工程管理器中選擇“SQL訪問管理器”下的記錄體，在記錄體中定義變量日期、時間、小石重量、中石重量、水泥重量等和Access數據庫表格中相應字段日期、時間和變量之間的對應連接關系。記錄體中的字段名稱必須與表格模板中的字段名稱保持一致，記錄體中的字段對應的數據類型必須和表格模板中相同字段對應的數據類型相同。
③ 建立Ms Access數據庫：首先建立一個Access文件，然后定義數據源，如數據源名為mine。
④ 制作歷史數據查詢：在歷史數據查詢界面中插入KVDBGrid控件，在控件屬性中設置所需記錄的字段名稱，然后選擇數據源如mine，完成后使用按鈕的命令語言，利用函數實現查詢、打印功能。
在按鈕控件中寫入相應的命令語言，以實現日期查詢、倉位查詢、全部查詢功能。
查詢命令語言：
(3) PLC編程編制及通訊
在拌和樓控制中由于上、下位數據交換頻率高，為了保障數據和動作狀態的實時性，必須采用數據處理快、通訊功能強大的PLC，在這里采用KOYO公司生產的中檔PLC SU6B,其參數如下：
① 最大程序容量增加為31.5K（程序存儲器盒），并內藏7.5KFlashROM程序存儲器；
② 最大實裝I/O點數2 048點；
③ 數據處理速度最快0.7μs；
④ CPU單元本身帶2個通訊口，且2個通訊口可同時工作，通用通訊口通訊波特率可達38 400bps。
因考慮到通訊速率問題在本方案中未采用CPU單元的通訊口，而是采用以太網模塊以UDP/IP10Mbps進行數據交換，具體PLC配置見表1。
硬件配置好后，用WINDOWS環境下DIRSOFT的PLC編程軟件進行程序設計，程序分為兩大部分：邏輯控制程序和數據處理程序。程序編制完后開始與組態軟件聯機通訊，用PC機+PLC組成集散控制系統時，PLC承擔了現場控制站的工作，PC機承擔了操作站和工程師站的工作。在安裝有PLC系統軟件的PC 機上可以離線（或在線）編輯PLC的控制應用軟件（一般稱為梯形圖），控制應用軟件下載到PLC后，PLC獨立完成現場數據采集、邏輯控制、模擬控制等。而操作站的各種功能都可以通過“實時監控軟件”+
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號