基于MCGS组态软件的远程PLC虚拟控制系统的研究.doc

工控机小论文 PAGE PAGE 1 基于MCGS组态软件的远程PLC虚拟控制系统的研究 计算机网络技术和通讯技术的发展，远程控制已经成为当今自动化领域的一项关键技术，越来越受到重视。目前基于工业组态软件的远程PLC虚拟控制系统在教学上尚无具体的应用。在各学校的电气系和机械系的相关专业中，均开设了相关课程、实验、课程设计、毕业设计等教学环节。购置足够用于实验和各种环节的设各，需要相当高的资金投入，而且大多数只有控制层，难以开设出具有灵活性、创新性和综合性的现代特色实验。为了节约资金，提高教学水平与科研水平，我们决定研究一种基于工业组态软件的远程可编程控制器虚拟控制系统，利用现有的计算机资源，在计算机上通过组态软件的工作界面和功能来进行远程PLC的虚拟控制，使学生可以利用它达到PLC设备与现场设备通信的实践教学效果。同时在实际工业控制系统中用PLC与现场设备相连便可以实现实际的远程控制。这一课题的研发对工业控制领域有极强的现实意义。 基于工业组态软件的远程PLC虚拟控制系统的研究首先是进行PLC：FU上位机之问的通信，然后把采集的数据进行归档，并完成实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等系列工作。然后通过服务器把已有的组态工程发布到网上，局域网上的计算机用户输入IP就可以通过IE浏览器访问运行了MCGS www网络版工程的计算机，并方便的浏览到工程中的组态画面，查看现场实时数据和历史数据并对其实行监控。本课题还阐述了基于RS．485网络的虚拟控制系统，即PC与多台PLC通信组成的l：N网络监控的系统，介绍了其结构以及工作原理，并且详细说明了485网络组建技术。本课题还介绍了基于MCGS组态软件的其他设备的远程虚拟控制系统的设计，包括有驱动程序的设备的虚拟控制系统的设计，无驱动程序的设备的虚拟控制系统的设计。其中主要介绍了第二种设计，有两种方法，一种是在MCGS平台上开发基于单片机的智能仪器与MCGS通信的驱动，探索一般智能设备与上机组态软件之间的驱动连接方法。另一种是通过DDE“软通道”模式进行间接通信。同时还介绍了MCGS组网的其他设备的虚拟控制系统，以及其他设备虚拟控制系统的网络控制功能的实现。 绪论 1.1.基于工业组态软件的远程PLC虚拟控制系统的概念及功能特点 1.1.1工业组态软件的概念与特点 随着工业自动化技术的发展，人们对自动化监控系统的要求越来越高。一方面要求可靠性高、操作简单、实时性高、人机界面友好，另一方面还要求开发周期短，系统便于更改、扩充、升级，这些都取决于测控软件的研制和开发。如果采用计算机程序语言去编制一个大型监控系统的软件，不仅费时、费力、研发周期长、研制成本高，而且通用性差，不便利于系统的扩充和升级，也不便利于推广和应用，所以较好的方法就是利用各种控制软件包，即组态软件。 在一个自动监控系统中，投入运行的监控组态软件是系统的数据收集处理中心，远程监控中心和数据转发中心，处于运行状态的监控组态软件与各种控制、检测设备(如PLC、智能仪表、DCS等)共同构成快速响应/控制中心。监控组态软件是面向监控和数据采集的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活、功能强大。组态软件是完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。组态软件具有专业性。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如DCS(集散控制系统)组态，PLC(可编程控制器)梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。组态控制技术对实时监视和控制系统的开发具有重大意义。它可以有效简化算法设计和软件编程的工作量，解决了长期以来控制工程人员缺乏计算机专业知识与计算机专业人员缺乏控制工程现场操作技术和经验的矛盾，极大地提高了自动化工程的工作效率。近年来工控组态软件在中小型工业过程控制、工程工业自动化工程中越来越受到欢迎。不仅如此，工控组态软件还在配电自动化、智能楼宇、农业自动化、能源监测等领域也逐步展示了其独特的优势. 1.1.2一般的PLC控制系统 可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心，集自动控制技术、计算机技术和通信技术于一体的新型工业控制装置。PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。一般的PLC控制图如图所示。 PLC根据传感器以及主令元件(启/停控制用)进行相关的运算，然后由PLC输出去控制执行机构以控制被控对象。可编程控制器应用技术的实践性很强，实验环节至关重要，只有通过实验进行实际操作，面向工程应用，才能真正掌握其应用技术。在PLC的实践教学中，一些典型的被控对象(如电梯、机械手等设备)，一般都具有体积大、价格昂贵、维护困难等特点，很难在实验室配备，因此，只能进行一些简