力控组态软件在工业现场监控系统中的应用

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摘 要：以多种液体混合加热装置控制为例，重点介绍了PLC和组态软件之间的数据联系。通过该方法，可以在控制室利用现场1/O接口传递信息，实现对工业现场的自动控制。

关键词：组态软件；PLC；工业现场；仿真

中图分类号：TP319 文献标识码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.05.038

目前，我国正处于工业快速发展阶段，对工业现场所应用的设备要求也就很高，而在工业现场中，PLC以其适用性强、体积小，重量轻，能耗低、维护方便，容易改造、稳定性高等优点在生产控制中得到广泛应用。由于PLC应用对象一般都是大型生产流水线或大型生产设备，整个设备布局较大较广，在设备调试或日常运行期间，很难对程序的执行结果进行监控，遇到零部件损坏也不能第一时间进行分析判断。如果把被控对象用计算机进行模拟仿真，并先期进行程序调试，就可以很直观的展示整个设备运行情况及程序设计中存在的不足，避免了实际调试中的危险及设备损耗，整个调试过程将变得比较形象，还可以根据客户要求，不断进行功能的调整，使产品更完善，更具竞争力。 “组态软件”就是用软件提供的工具、方法在计算机上观察控制的过程及结果，完成用软件来模拟设备（被控对象）的工作，形成监控。 “组态软件”能监控PLC的内部各种存储器及参数数据并通过计算机串口与PLC之间进行信息交换及处理，将各种参数以变量值的形式传输出，供上位机使用、处理。

而通常把控制、管理、监控作为新型工业自动控制系统划分的三个层次。控制层多以PLC为主；监控层的软件采用工业组态软件（力控、MCGS等等）实现完成数据分析处理、流程控制、报警和安全机制、现场数据采集、监控数据曲线和报表输出、企业监控网络及动画显示等功能。

如图1所示，是一个液体混合装置的工作示意图，是将三种液体按一定的比例进行充分的混合后，再根据生产要求，加热到一定的温度，用于下一生产要求。

1）液体混合控制加热设备窗口，是一幅模拟生产过程并实施远程监控及远程控制的动画窗口，是该工程首先显示的图形启动窗口。“管道”通过“流动块构件”实现；“传感元件、液体混合容器、加热装置、搅拌装置、电磁阀”由“对象元件管理库”调入。

2）定义数据变量

3）控制流程的实现

要实现对该装置的有效控制，需通过选用“模拟设备”对构件的属性进行设置，通过选用“循环策略中的脚本程序策略块”功能构件，对控制对象进行编程。

4）输入输出设备

输入信号：传感原件的接通与断开；输出负载：加热装置的开启与停止、搅拌电机的启动与停止、电磁阀的开启与关闭。

5）动画连接

力控软件实现动画连结的步骤是先设置相应的动画属性再将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接。在模拟调试过程中，图形对象的状态特征和外观，由数据对象分析控制，从而实现图形的动作效果[1-5]。

6）仿真界面显示情况

画面显示多种液体混合加热装置的具置；画面显示多种液体混合加热装置液体的变化情况[6-10]，以验证PLC及一些执行原件运行是否正确[11-12]；画面显示多种液体流动情况；画面配合PLC发出的开关信号仿真多种液体混合加热装置画面的形式并对比PLC程序执行的结果，显示多种液体混合装置搅拌情况及加热情况是否正常，整个画面连贯、完整，画面效果仿真度高，形象逼真。

7）仿真装置可实现的功能

该仿真多种液体混合装置的界面分两部分，一部分是多种液体混合装置的内部图，一部分是多种液体混合装置的外部图，PLC程序没有任何的附加限制，不同用户所编写的PLC程序，实现的多种液体混合装置运行方式也不同，即多种液体混合装置的运行方式只受用户的控制要求而改变，而不受仿真控件的限制。仿真程序仿真的多种液体混合装置[13]可以满足PLC实验对控制对象的所有要求，整个系统柔性度很高。

该方案结构简单，计算机作为上位机，运行力控组态软件，是远程监控与远程控制的平台；可编程序控制器作为系统控制核心，在程序的控制下按照要求正常运行。计算机机与可编程序控制器通过串口进行数据交换及信息处理。