世纪星应用于工业控制系统
本文来源：《世纪星月刊》第7期 作者：曾慧
摘要：本文介绍的工业控制系统由上位机和下位机组成，上位机装有世纪星组态软件，可以集中监控系统模拟量和开关量，下位机包括2台PLC、3台远程数据采集模块以及2台智能仪表，用于设备的开关控制、温度、压力、流量、液位等过程量的监视和控制。
关键词：PLC；智能仪表；世纪星组态软件
1 控制系统硬件组成及功能
本文主要介绍由2台智能仪表、2台PLC和3台远程数据采集模块组成的控制系统的应用方法，其连接示意图如下图所示：
图 1
PLC1和PLC2均为带BD-485通信板的三菱FX2N型PLC，最多可带16台，用于设备的开关控制。智能仪表1、智能仪表2为带RS-485通信功能的智能仪表，可用于温度、压力、流量、液位等过程量的控制。采用PID控制规律。
最多可以带64台。ICP-7017。ICP-7024，ICP-7033D为具有RS-485通信功能的各种数据模块。可用于监控现场的一些物理参数，如液位、流量、压力、温度等，最多可带256个。
上位机为带IPC-1602B通信卡的工控机，并装有世纪星组态监控软件。IPC-1602B带有2个RS-485通信端子，端口号设为COM5，COM6。
RS-485通信线为屏蔽双绞线，成本低，布线连接方便，应用于工业现场，可靠性好，能满足一般企业的要求。本系统中，智能仪表的通信波特率最高可达19200 bit/s，PLC的通信波特率最高可达19200bit/s，数据模块最高可达921600 bit/s。本系统中建议使用9600 bit/s的波特率。
智能仪表的RS-485通信一般为无校验，8个数据位，1位停止位。数据模块可以是有校验也可以是无校验通信。FX2N PLC的RS-485通信需有校验，其通信方式与上两种设备不同。
装有世纪星组态监控软件的上位机主要起监控作用，它可以对由PLC、智能仪表、数据模块等的下位机进行读写。也可以实现对过程量的PID等控制。但由于可靠性及运算速度等原因，建议不要使用。PLC可对输入寄存器X进行读操作，对输出寄存器Y及中间寄存器M进行读写操作，对数据存储器D也可进行读写。智能仪表可通过上位机设置定值、PID参数等的读写及测量值、控制输出值、偏差等参数的读出处理等。数据模块可由上位机进行相应的读写操作，也可以由上位机实现过程参数的控制。组态软件可实现模拟控制对象的实时动画连接，并可以以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作监控人员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等有关信息；可用变化大小、改变颜色、明暗闪烁、移动翻转等各种手段增强画面的动态显示效果：利用组态软件的实时数据库可进行被控过程量的实时曲线、历史曲线和多种报警的组态，并可进行存储应答和打印输出等。
2 控制系统的软件使用
控制系统的硬件安装连接好以后，要使系统正常工作，还需要进行软件的安装调试。
2.1下位机参数设置
智能仪表1、智能仪表2地址通过仪表本身按键设置为4和5，波特率可设为9600 bit/s；3种数据模块可通过其驱动软件设地址分别为1，2，3，波特率都为9600 bit/s，并设为无校验。PLC1，PLC2的通信方式可通过其编程软件进行设置2台PLC的地址分别设为6和7。
2.2 组态软件的设置及功能
下位机各参数设置好后。还得在上位机上进行组态。
变量字典是世纪星组态软件的核心，相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。从下位机设备采集的实时数据通过建立数据连接送入变量字典，系统其他部分操作的数据也来自变量字典。变量字典自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理。同时，它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其他部分，以便触发相关事件。进行实时处理，采用面向对象的技术为其他部分服务。提供了系统各个功能部件的数据共享。
世纪星中的变量字典主要是下位机中需要与上位机建立数据通信的信息。信息内容可为数据量及PLC内的输入、输出和中间寄存器的开关量等，数据有：智能仪表内的设定值、测量值、控制输出值、PID参数值等；数据模块的输入输出量；PLC内的数据存储器、计数器、定时器、通道等的值。上位机可对这些信息进行设定、记录、存盘、报警、打印输出等操作。组态完成后，把组态环境中的组态结果提交给运行环境。运行环境和结果一起就构成了用户自己的应用系统。
3 控制系统的实际应用
该控制系统应用在一真空冷冻干燥设备中，PLC主要用于电机、电磁阀等的开与关控制；智能仪表用于控制温度；ICP一7033D等模块用于采集各点温度和压力；装有世纪星的上位机主要用于温度控制曲线的给定。PID控制参数的设置，温度和压力的实时数据、实时曲线、历史数据、历史曲线记录，并可以根据需要打印输出。
4 运行结果
本系统价格低廉，性价比高，且实用性较强，带RS-485通信接口的工控产品如变频器等均可以挂在此网线上，由上位机监控。当上位机及网络连线出现故障时，下位机也能正常工作。经实际使用运行表明：此类系统功能完善、操作方便，可做到人机界面随各人的喜好、习惯调整且简捷清晰。运行可靠性高、抗干扰能力较强，完全能满足生产需要。