1 引言
可編程序控制器(plc)是工業(yè)自動化基本技術(shù)平臺，是自動控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。由組態(tài)軟件集成的plc系統(tǒng)組成基本的監(jiān)控系統(tǒng)，因此對由組態(tài)軟件和plc組成的監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)具有十分重要的意義。
2 系統(tǒng)集成步驟
2.1 收集i/o點參數(shù)
收集所有的i/o點的參數(shù)，并填寫表格，以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和plc在組態(tài)時使用。
plc與電氣回路的接口是通過輸入/輸出部分(i/o)來完成的。輸入模塊將電信號變換為數(shù)字輸入進入plc，輸出模塊則是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號，根據(jù)信號的不同，i/o模塊可分為數(shù)字量輸入di模塊、模擬量輸入ai模塊、數(shù)字量輸出do模塊和模擬量輸出ao模塊。
di模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器來的開關(guān)量輸入信號；ai模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器送來模擬量電流電壓信號；do模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備；ao模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。
由于plc可采集與控制的信號類型種類較多，而不同的信號需要采用不同的模板對信號進行處理，因此，在對plc硬件組態(tài)和組態(tài)軟件對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行組態(tài)之前，必須要清楚不同i/o點的信號類型，而做到這一點最直接的方法就是將這些i/o點的信號類型填入特制的表格之中，使之一目了然。
下面介紹四種常用的i/o參數(shù)統(tǒng)計表格，分別參見表1、2、3、4所示。
表1 模擬量輸入信號參數(shù)表
表2 模擬量輸出信號參數(shù)表
表3 數(shù)字量輸入信號參數(shù)表
表4 數(shù)字量輸出信號參數(shù)表
在表1～4中，可以清楚地顯示各種i/o信號的類型，模擬量信號的是量程、測量范圍、上下限報警設(shè)定值等信息。
2.2 plc硬件設(shè)備組態(tài)與編制plc控制程序
根據(jù)表1～4對i/o信號的歸納，可以選擇信號相對應的ai模塊、ao模塊、di模塊、do模塊，也就可以對plc進行硬件組態(tài)。這里的硬件“組態(tài)”指的是在站窗口中對plc機架、模塊、分布式i/o機架、以及接口子模塊等進行排列。
2.3 建立組態(tài)軟件與plc之間的通訊
在這一步驟中，對組態(tài)軟件和plc進行通訊組態(tài)，如在組態(tài)軟件中選擇支持plc的通訊協(xié)議等。
2.4 確定i/o點在組態(tài)軟件中的變量標簽名
在建立組態(tài)軟件與plc之間的通訊之后，需要將plc中每一個i/o點與組態(tài)軟件的變量標簽聯(lián)系起來，以便在組態(tài)軟件中對plc中i/o點的狀態(tài)進行實時監(jiān)控。組態(tài)軟件中的變量標簽通常有三個設(shè)置項：變量標簽名、標簽數(shù)據(jù)類型、標簽地址，其中最重要的是標簽地址，就是它定義了此變量與plc中某一確定地址(如某一輸入位、輸出位或中間位等)的對應關(guān)系，組態(tài)軟件通過向i/o設(shè)備發(fā)出i/o標簽來請求其對應的數(shù)據(jù)。
在這一步驟中，將所有已定義的i/o點的變量標簽名、標簽地址填入表1～4中。i/o變量標簽是唯一地確定一個i/o點的關(guān)鍵字，在大多數(shù)情況下i/o標簽是i/o點的地址或位號名稱，也可以采用便于識別的字符。
2.5 建立組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫與定義數(shù)據(jù)鏈接
在這一步中根據(jù)表格1-4，在組態(tài)軟件中，在組態(tài)軟件中建立實時數(shù)據(jù)庫，正確組態(tài)各種變量參數(shù)，并定義變量參數(shù)與i/o點的數(shù)據(jù)的動態(tài)鏈接。
實時數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)處理中心，是工控組態(tài)軟件的核心。它負責實時數(shù)據(jù)運行與處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。在系統(tǒng)運行過程中，各個部件獨立地向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，通過實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。主要運用實時數(shù)據(jù)庫的功能特點有：
(1) 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集：提供與典型數(shù)據(jù)源的接口，讀寫通訊設(shè)備寄存器的現(xiàn)場值，送到開辟的內(nèi)存緩沖區(qū)。
(2) 預處理：可以直接在實時數(shù)據(jù)庫中對原始數(shù)據(jù)進行處理。
(3) 滾動存儲：數(shù)字庫中的容量固定，當新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)庫中的最老的數(shù)據(jù)將被刪除。
(4) 自動更新：當數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)改變時，可以及時通知客戶端程序，以更新畫面。
(5) 進程管理機制：可將有嚴格時間要求的用戶進行放在服務(wù)器上，由實時數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一調(diào)度管理。
(6) 動態(tài)匯總機制：實時數(shù)據(jù)庫提供了報警狀態(tài)、操作事件等信息的動態(tài)匯總功能。
以wincc為例，說明plc i/o點與組態(tài)軟件之間的數(shù)據(jù)對應關(guān)系，參見附圖所示。
附圖 wincc與plc數(shù)據(jù)交換示意圖
在wincc中，檔案庫就是我們所說的實時數(shù)據(jù)庫，過程變量是每個i/o點數(shù)據(jù)。
2.6 畫面與報表開發(fā)
根據(jù)工藝過程繪制、設(shè)計、組態(tài)每一幅靜態(tài)的監(jiān)控畫面(主要是繪圖)。在組態(tài)軟件在利用圖形編輯器編輯監(jiān)控畫面，并將其中的對象與相應的標簽建立動態(tài)鏈接。
視用戶需求，制作歷史趨勢、報警顯示，以及開關(guān)報表系統(tǒng)等。
2.7 設(shè)置組態(tài)軟件運行環(huán)境
在這一步驟中需要確定組態(tài)軟件運行時顯示畫面的形式、啟動畫面、運行的控制模塊等，根據(jù)生產(chǎn)要求，有時還需要加上操作安全權(quán)限設(shè)置。
3 結(jié)束語
對組態(tài)軟件與plc控制軟件進行分段和總體調(diào)試，視調(diào)試情況對軟件進行相應修改。將全部內(nèi)容調(diào)試完成以后，對上位組態(tài)軟件進行最后完善(如，加上開機自動打開監(jiān)控畫面，禁止從監(jiān)控畫面退出等)，讓整個系統(tǒng)投入正式(可試)運行。