第三章分站與中央站基本內(nèi)容：分站的硬件組成及功能、分站常用的智能調(diào)節(jié)器和PLC、分站的軟件及注意事項(xiàng)。中央站的硬件構(gòu)成及中央站軟件的注意事項(xiàng)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：分站的功能，PLC，分站軟件設(shè)置中的注意事項(xiàng)。組態(tài)王的使用方法。第一節(jié)分站含義：Substation指各種現(xiàn)場(chǎng)控制站，是一個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。類型：可編程邏輯控制器（PLC）基于單片機(jī)的小型控制器工業(yè)控制計(jì)算機(jī)一.分站的功能對(duì)過程信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理

（濾波、非線性校正及各種補(bǔ)償運(yùn)算、上下限報(bào)警、累積量計(jì)算等）對(duì)過程進(jìn)行直接控制（閉環(huán)控制、批量控制、順序控制）二.分站的結(jié)構(gòu)由機(jī)柜、電源、輸入/輸出通道和控制計(jì)算機(jī)等組成。1.機(jī)柜金屬外殼（便于電磁屏蔽和可靠接地）內(nèi)部裝有多層機(jī)架，非密封式內(nèi)部裝有風(fēng)扇內(nèi)部裝有溫度自動(dòng)檢測(cè)裝置2.電源：要求：穩(wěn)定、無干擾的交流供電電源。措施：

互為備用的兩路交流供電電源；采用隔離變壓器，并將屏蔽層可靠接地；采用交流電子穩(wěn)壓器；裝設(shè)不間斷供電電源。二.分站的結(jié)構(gòu)直流穩(wěn)壓電源各功能模件一般需要+5V，+24V，+/-12V的直流電源。常用直流穩(wěn)壓電源的形式：采用集成電源。采用體積小、輕便高效的開關(guān)電源。二.分站的結(jié)構(gòu)3.控制計(jì)算機(jī)：核心：微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（1）CPU大型分站：高性能的16位或32位微處理器。（摩托羅拉公司的68000系列和Intel8086X系列）小型分站：MCS-8096或MCS-8051系列單片機(jī)。二.分站的結(jié)構(gòu)－控制計(jì)算機(jī)（2）存儲(chǔ)器ROM：占有較大比例，存儲(chǔ)系統(tǒng)啟動(dòng)、自檢、及驅(qū)動(dòng)程序，通常運(yùn)行程序固化。RAM：存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和中間變量以及用戶在線修改的參數(shù)。一般具有后備電池。（3）總線（BUS）總線就是PC各部件之間進(jìn)行通信的通道。（4）I/O通道二.分站的結(jié)構(gòu)－控制計(jì)算機(jī)模擬量輸入通道（AI）模擬量輸出通道（AO）開關(guān)量輸入通道（DI）開關(guān)量輸出通道（DO）脈沖量輸入通道（PI）三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC智能調(diào)節(jié)器數(shù)字化過程控制儀表。由微處理器、RAM、ROM、模擬量與數(shù)字量IO通道與獨(dú)立電源構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？蛇M(jìn)行PID控制，串級(jí)控制和按預(yù)定曲線進(jìn)行程序控制等。一般不需要用戶進(jìn)行編程。三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC可編程邏輯控制器（PLC）1.定義PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC2.PLC的構(gòu)成PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、IO板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、IO模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。固定式PLC集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。26K字節(jié)程序和數(shù)字存儲(chǔ)空間，具有兩個(gè)PID控制器，2個(gè)RS485通訊/編程口?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型系統(tǒng)。西門子S7-200系列CPU226XM組合式PLC西門子S7-300系列三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC3.PLC的CPUCPU是PLC的核心，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC4.PLC的I/O模塊

I/O模塊是PLC與電氣回路的接口，PLC主要配備的是開關(guān)量輸入、輸出通道，較新型的PLC配備了模擬量輸入、輸出通道。5.PLC的電源模塊

為各模塊提供工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。

三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC6.PLC的編程語言主要是形象化的梯形圖語言，編程過程與繪制邏輯控制電路圖的過程相似。還有語句表編程語言。三.分站的智能調(diào)節(jié)器與PLC7.PLC的聯(lián)網(wǎng)通信PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232或RS485接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口如MPI等。232-485轉(zhuǎn)換卡智能儀表數(shù)字調(diào)節(jié)器RS485通信口四.分站軟件分站軟件應(yīng)自成體系，包括以下部分：通信控制軟件輸入/輸出點(diǎn)就地處理軟件

(A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理）直接數(shù)字控制（DDC）能量管理系統(tǒng)軟件（EMS）積算軟件分站軟件設(shè)置和選擇中的注意事項(xiàng)：（1）系統(tǒng)開放性主要針對(duì)通信系統(tǒng)。通信軟件的開放使分站可以得到更多的信息，便于了解生產(chǎn)過程并進(jìn)行控制；同時(shí)也可以送出更多信息。能體現(xiàn)管理集中、控制分散的思想。分站軟件設(shè)置和選擇中的注意事項(xiàng)：（2）程序間相互聯(lián)系問題對(duì)各種“程序命令”設(shè)定優(yōu)先級(jí)，控制程序運(yùn)行的先后順序，避免沖突。舉例：程序命令1：水壓低，需要再開啟一水泵多送水。程序命令2：水位低，需要停止一水泵防止抽空。程序命令2優(yōu)先級(jí)高。蓄水池分站軟件設(shè)置和選擇中的注意事項(xiàng)：（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置通信接口問題便于增加功能和編輯修改系統(tǒng)軟件。（4）關(guān)于分站軟件設(shè)置的針對(duì)性問題（5）軟件的備份問題（6）防病毒問題第二節(jié)中央站處理機(jī)系統(tǒng)：32位以上，內(nèi)存8MB以上外圍存儲(chǔ)設(shè)備：容量20GB以上，大量存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)圖形顯示設(shè)備：CRT顯示器和LCD顯示屏操作員鍵盤和工程師鍵盤：打印輸出設(shè)備一.中央站的硬件構(gòu)成含義及功能：處于管理層，完成集中管理和監(jiān)控功能，通常由PC及其外圍設(shè)備組成?！爸醒胝尽笔墙K端設(shè)備“中央控制室”是中央站所處的位置“中央站”和“中央控制室”以及其它輔助設(shè)施構(gòu)成一個(gè)“監(jiān)控中心”二.中央站、中央控制室與監(jiān)控中心三.中央站軟件1.主要軟件操作員接口軟件用戶現(xiàn)場(chǎng)編制與修改程序的支持軟件直接數(shù)字控制程序報(bào)警處理軟件系列標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)告動(dòng)態(tài)圖像顯示歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理三.中央站軟件2.中央站軟件的注意事項(xiàng)（1）通信軟件問題通信軟件是中央站與各分站、硬件與軟件之間信息交換的橋梁。通信軟件的設(shè)置必須以硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮系統(tǒng)所要求的主要功能。中央站軟件的注意事項(xiàng)（2）系統(tǒng)軟件問題建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)從以屏幕文字顯示為基礎(chǔ)的單任務(wù)操作系統(tǒng)發(fā)展為以圖形作為操作員的的基本框架的多任務(wù)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件由若干“組件”組成，使用“面向?qū)ο蟆钡木幊陶Z言和設(shè)計(jì)方法，功能更加強(qiáng)大。中央站軟件的注意事項(xiàng)（3）組態(tài)軟件問題建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的中央站和分站都使用組態(tài)軟件。組態(tài)的含義Configuration，使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，從而達(dá)到使計(jì)算機(jī)和軟件按照預(yù)先設(shè)置自動(dòng)完成特定任務(wù)。組態(tài)軟件是面向監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的軟件平臺(tái)。中央站軟件的注意事項(xiàng)組態(tài)軟件的產(chǎn)生組態(tài)軟件產(chǎn)品80年代初出現(xiàn)，80年代末期進(jìn)入我國(guó)，1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。組態(tài)軟件對(duì)應(yīng)于原有的人機(jī)接口軟件（HMI）。組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，通常用手工或委托第三方編寫HMI，開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，得不償失；若購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件出現(xiàn)之后，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。中央站軟件的注意事項(xiàng)常用工業(yè)組態(tài)軟件：國(guó)外

Intellution公司的iFIX(3.0)

Wonderware公司的InTouch(7.1)GE公司的Cimplicity(6.0)Siemens公司的WinCC(5.0)

國(guó)內(nèi)

北京亞控科技發(fā)展有限公司的組態(tài)王（6.5）北京世紀(jì)長(zhǎng)秋科技有限公司世紀(jì)星組態(tài)軟件亞控科技－組態(tài)王6.5組態(tài)王軟件的結(jié)構(gòu)“組態(tài)王6.5x”軟件包由以下三部分組成：工程瀏覽器（TouchExplorer）：查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作。工程管理器（ProjManager）：內(nèi)嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫面運(yùn)行系統(tǒng)（TouchVew）：畫面的開發(fā)和運(yùn)行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng)TOUCHMAK和工程運(yùn)行系統(tǒng)TOUCHVEW來完成的。亞控科技－組態(tài)王6.5組態(tài)王怎樣與下位機(jī)通訊組態(tài)王內(nèi)置大量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)作為與外部設(shè)備的通訊接口，在開發(fā)過程中只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А币徊讲酵瓿蛇B接過程即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的連接。在運(yùn)行期間，組態(tài)王就可通過驅(qū)動(dòng)接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。設(shè)備驅(qū)動(dòng)4設(shè)備驅(qū)動(dòng)3設(shè)備驅(qū)動(dòng)2模塊PLC智能儀表其它工控設(shè)備設(shè)備驅(qū)動(dòng)1外部設(shè)備組態(tài)王計(jì)算機(jī)

動(dòng)畫顯示線程數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程COM組件亞控科技－組態(tài)王6.5亞控科技－組態(tài)王6.51、設(shè)計(jì)圖形界面2、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量3、建立動(dòng)畫連接4、運(yùn)行和調(diào)試建立一個(gè)應(yīng)用程序大致可分為以下四個(gè)步驟：設(shè)計(jì)圖形界面構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量建立動(dòng)畫連接運(yùn)行和調(diào)試亞控科技－組態(tài)王6.5圖形畫面：希望用怎樣的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控控制設(shè)備？數(shù)據(jù)：怎樣用數(shù)據(jù)來描述工控控制對(duì)象的各種屬性？動(dòng)畫：數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關(guān)系是什么？四個(gè)步驟并不是