实现基于组态软件PLC控制系统的设计

显示全部楼层 · 2024-3-7 07:49:37

引言

组态软件面对的对象是控制组态软件，其运行于Windows环境下，并与任何自动化的控制系统均可以兼容。将组态软件同PLC控制系统组合在一起，并利用计算机模拟技术，就可实现对PLC控制系统的整体模拟和调试。当前，PLC控制系统的应用领域越来越广，特别是在工业现场的应用。其检测和修正方面的优点，在提升现场调试效率的同时，也使得调试的风险和费用大大的降低。实现基于组态软件PLC控制系统的设计，使设计能够实现其控制性能最大化的发挥，即是文中讨论的重点内容。

1 组态软件的含义和特点概述

1.1 组态软件的含义概述

人们对于监控系统的性能要求日渐提升，在要求操作简单、可靠性高、界面友好、实用性高的同时，也开始向开发周期短，便于扩充、更改、升级等方面拓展。而这些不断升级的性能都是由检测系统的设计和研发来实现的。运用计算机的程序语言去进行一个监控系统的大型软件的编制是一件费时、费力的工作，不仅研发成本高、通用性差、研制周期长，而且对于系统的升级和扩充也很不方便，难以进行相关的推广及应用，而比较好的选择就是运用控制系统的各种软件包，也就是文中所说的组态软件。

1.2 组态软件的特点概述

在监控系统中，组态软件是作为系统收集和处理的中心环节而存在的，是数据的转发中心和监控中心。在组态软件运行状态下通过各种检测、监控设备共同构成了快速的控制中心。组态软件是一种面向数据采集和监控的平台工具，其实质项目相当丰富，使用功能十分强大，并且方式灵活。其作为控制过程和数据采集的专项软件，运用计算机，为实施过程监控、数据采集和生产控制提供优良的开发环境和基础平台。组态软件的专业性很强。某种领域中往往只适合一种组态软件的应用。在控制系统引入组态软件，可以起到简化软件编程和算法设计的目的，有效解决知识水平同现场操作技术间的矛盾，工作效率大大提升。

2 远程监控层机构的虚拟控制系统

一般情况下，控制系统分为监控层、控制层和管理层3种层次结构。在监控层中，其硬件主要为IPC，运用组态软件来实现对现场数据、历史数据、安全和报警机制、动画显示、流程控制、企业监控、报表输出及趋势曲线实时运行；控制层中主要是PLC发挥作用。PLC具有很强的抗干扰能力和可靠性，能够很好的适用于现场要求，其相关配置发展十分迅速。运用组态软件网络平台，实现了其网络控制的功能，用户通过IE浏览器来进行对本地监控机的访问，从而实现对现场运行情况的控制，在客户端对各种报表和数据进行打印。进而构成了具有完整监控管理层、控制层及远程监控层机构的虚拟控制系统。

3 PLC控制系统设计实现的意义及前景

3.1 PLC控制系统设计实现的意义

基于组态软件的PLC控制系统具有很好的扩展性，持续扩展下利用通信实现对组态工程中数据的采集，随后将其发布于网上，就实现了局域网下的同步控制。基于组态软件的PLC控制系统的先进性亦十分突出，采用的均是先进的通信和网络控制技术，从而用虚拟的设备对实际设备进行替代。实现这一控制系统的设计，使得客户能够通过客户端对现场数据、报表进行浏览，并且对现场运行情况加以控制，工作人员在现场之外就能够对设备的实际运行情况有所了解，并实时传达指令，在其控制之下达到同现场操作一样的效果。

3.2 PLC控制系统设计实现的前景

通过计算机设备来对现场设备进行模拟，从而起到降低教学成本的目的。可以提供相比于现场更为方便、丰富的监控、调试功能；可以对其PLC功能不断扩展，以先进技术为支撑，从而提供最新、最全的监控功能。将硬件软化本身就很具有创造力，使得组态动画界面更加形象，不断提升自身的性能，使其成为监控领域不断前进的动力，实现技术领域的与时俱进。PLC监控系统使对现场设备的模拟更加的灵活、方便和丰富，可以对不适合现场操作的实验进行模拟和调试。

4 PLC控制系统的设计实现研究

4.1设计方向

基于组态软件的PLC控制系统的设计方向主要包括对控制算法的丰富、对网络功能的强化、对通信能力的强化及对数据源的扩展。组态软件主要应用于过程控制和自动化控制，包含了滞后补偿、PID、自适应、Smisth、神经元、模糊、最优控制、专家系统等景点丰富的控制算法。网络功能上的强化设计需要突出数据传输的支持性，运用网络协议和浏览器技术来实现对现场的监控。提供网络的数据库系统、报警系统等，来实现对不同现场的以太网通信。通信能力的设计是以上下级为彼此的数据交换为依据的。组态软件需要同时支持很多的通信协议，来同各厂家所生产设备相连接，以实现上下级对数据采集的双向通信，这也是组态软件本身通信能力的重要标准，是各厂家对于监控设备通信能力的不断追求。数据库是组态软件的设计核心，数据的来源在一定程度上对组态软件的应用范围和领域起决定作用。对于PLC控制系统的设计应重视和广泛考虑对数据源的交换问题，从OPC服务器当中来对动态数据进行直接获取和数据交换，来使其能够在Windows空间下实现监控系统更好性能的实现。

[西门子] 实现基于组态软件PLC控制系统的设计