基于组态技术的PLC电厂输煤控制系统的仿真.doc

基于组态技术的PLC电厂输煤控制系统的仿真 张金姣 (湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068) [摘　要]提出了在计算机上用组态技术全真模拟PLC控制对象的方法,简单介绍了该系统的硬件构成、软 件构成和PC与PLC通讯要求,重点陈述了PLC电厂输煤控制系统的控制要求、I/O分配表和电厂输煤设备 启动与停止控制顺序以及用组态王建立的动画仿真画面. [关键词]组态技术;电厂输煤控制系统; PLC;仿真 [中图分类号] TP332.3 [文献标识码]: A 　　所谓组态技术,就是应用组态软件中提供的工 具、方法来模拟工程中某一具体任务过程.在组态概 念出现之前,要模拟某一任务的过程,都是通过编写 程序(如使用Visual Basic ,Visual C++等)来实现 的,不但工作量大、周期长,而且容易犯错误.组态软 件的出现,有效地解决了这个问题.组态软件具备强 大的图形处理、信息处理、通讯、数据采集、数据处理 和数据存储功能,特别适合于映射工业对象动作和 各种特性以及电子信号的图形显示和动画处理,也 具备较强的控制功能.本文将具体介绍运用组态王 (Kingview)6.5对PLC电厂输煤控制系统过程仿 真设计时系统的构成及软件设计方法和步骤. 1　系统构成 1.1　系统硬件构成 系统设计中,采用日本三菱公司的FX系列 PLC,PLC通过编程口实现与上位PC机的通讯.上 位机是整个控制系统的监控中心,它与下位机 (PLC)的通讯端口可以根据需要选择COM1口或 COM2口.由于PC机采用的是RS-232C串行接口 标准,而三菱PLC的编程口应用的是RS-422标准, 因此需要FX-232AW RS232/RS422接口适配器进 行转换,见PC与PLC连接图(图1)[1]. 图1　PC与PLC连接图 1.2　系统软件构成 系统软件包括组态仿真软件“组态王6.5”和三 菱PLC编程软件FXGPWIN.两者均安装在上位 PC机中. 利用“组态王6.5”软件可以仿真多种PLC控 制对象.仿真的被控对象不仅可以接受由PLC发出 的控制信号,还能按照PLC程序的逻辑解算以动画 的形式在计算机屏幕上显示出PLC的控制过程与 结果.“组态王”也可以以按钮、滑动标尺、数值输入 等形式向PLC发出各种命令和输出各种参数,配合 PLC的控制. FXGPWIN是三菱PLC编程软件,利用它可以 实现PLC程序输入、程序注释、程序修改、程序编 译、PLC运行状态监控以及设置PLC各种参数等 功能. 1.3　通讯协议 RS232C协议是开放系统互连模型OSI(Open Systems Interconnection)协议体系中物理层的通讯 协议[2],定义了传输介质与网络接口卡的连接方式 以及数据发送和接收方式.要实现PC与PLC的通 讯,除了在硬件上实现PC与PLC互联外,在软件 上双方必须严格按照通讯协议来编写通讯程序(或 进行通讯设置),使双方的数据传送格式(如数据位、 奇偶校验、停止位、传输速率等)完全相同.本例中, 在三菱编程软件中串口设置如图2所示. 图2　通讯设置 2　软件设计 2.1　PLC控制设计 2.1.1　电厂输煤系统的控制要求　该输煤系统由 2台输煤皮带机、2台叶轮给煤机、碎煤机滚动筛、带 式除铁器和犁煤器组成.为了保证生产的可靠运行, 对电厂输煤系统的控制要求为: 1)输煤系统采用手动和自动两种控制方式,自 动/手动方式由选择开关进行切换. 2)供煤时,各设备的启动、停止必须遵循特定的 顺序. 表1　PLC I/O分配表 PLC端口功能 X0自动启动 X1自动停止 X2一号叶轮给煤机手动启动 X3一号叶轮给煤机手动停止 X4一号带式输煤机手动启动 X5一号带式输煤机手动停止 X6带式除铁器手动启动 X7带式除铁器手动停止 X10碎煤机滚动筛手动启动 X11碎煤机滚动筛手动停止 X12二号叶轮给煤机手动启动 X13二号叶轮给煤机手动停止 X14二号带式输煤机手动启动 X15二号带式输煤机手动停止 X16犁煤机手动启动 X17犁煤机手动停止 X20报警消除 X21自动/手动 Y0一号叶轮给煤机动作 Y1一号带式输煤机动作 Y2带式除铁器动作 Y3碎煤机滚动筛动作 Y4二号叶轮给煤机动作 Y5二号带式输煤机动作 Y6犁煤机动作 Y7报警信号 　　3)各设备启动和停止过程中,要合理设置时间 间隔.本例中,启动延时统一设定为10s.停车延时 根据设备的不同要求而设定,以停车时碎煤机为空 载状态、各输煤皮带上无剩余煤为准[3]. 4)运行过程中,某一台设备发生故障时,立即发 出报警信号并自动停车. 2.1.2　PLC输入/输出分配表　电厂输煤控制系 统的PLC I/O分配表如表1所示.输入端口所接设 备中除“自动/手动”开关为转换开关外,其