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1、PLC与DCS自动化技术与应用2004年第23卷第7期PLCandDCS基于PLC的过程控制系统设计与实现王洪猛,谢建君,曾云,白雪峰(武汉大学动力与机械学院,湖北武汉430072)摘要:本文介绍了一种基于PLC的过程控制系统的开发与实现。上位机采用组态王6.0实现SCADA功能,下位机采用OMRONPLC完成现场信息的采集、处理、以及控制。上、下位机之间通过RS232串口实现通讯。实验结果表明:系统已达到了预期的设计效果。关键词:PLC;PID控制;模糊控制;组态王;DCS中图分类号:TP278文献标识码:B文章编号:10037241(2004)07002504TheD
2、esignofPLC-basedProcessControlSystemsWANGHong-meng,XIEJian-jun,ZENGYun,BAIXue-feng(SchoolofPowerandMechanicalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:APLC-basedlevelcontrolbymeansofPIDalgorithmisdiscussedinthepaper.ProcesssupervisingandcontrolisrealizedbythetelecommunicationofKingvie
3、wsconfigurationsoftware6.0ofthemaincomputerandPLC.Theresultsofexperimentshowthatasatisfactorysolutionisachieved.Keywords:PLC;PIDcontrol;Fuzzycontrol;KingviewsConfigurationSoftware;DCS1引言2.2监控级PLC(可编程控制器)以其可靠性高、编程简单、在线编程、监控级采用PC机作为上位机,并通过组态王6.0实现系统的SCADA功能;利用RS-232C串口与PLC通讯,实现对各个工易于修改、性能价格比高等显著
4、特点广泛应用于现代工业的控业现场的监控。制之中。以PLC与通信网络相结合所构成的分布式控制系统已[5]成为现代工业过程控制的有效解决方案之一。基于PLC及其特殊模块所构成的下位机、与完成SCADA功能的上位机相结合,我们构建成分布式控制系统,实现对实验室4个双容水箱对象的液位的监控。2系统的结构与组成基于PLC建构的过程控制系统采用分布式控制结构,如图1所示。以PLC作为下位机,以PC机为上位机,通过RS-232C串口与PLC通讯,实现对工业现场的监控。并通过同轴电缆连接到以太网上,从而实现对工业现场的分散控制,集中管理。2.1网络级网络级的拓扑结构采用EtherNet网通过同轴电缆
5、连接与生产监控级相连,实现对工业现场的集中管理。图1系统结构图收稿日期:2004-02-12TechniquesofAutomation&Applications
6、25自动化技术与应用2004年第23卷第7期PLC与DCSPLCandDCS2.3控制级频器采用Panasonic公司DV-707型交流变频器,由变频器控制控制级采用采用欧姆龙C200HG型PLC作为下位机,实现三相感应式电动机的转速(或频率)。将输入的420mA电流控对现场的控制。PLC中配电源模块、开关量输入模块ID212、开制信号,通过整流直流中间平滑滤波逆变电路,将输关量输出模块OC221、模拟量
7、输入模块AD003、模拟量输出模块入的380V交流电源变成不同频率、不同电压的信号,调节水泵DA004、RS-232串行口。的转速。水泵采用JCB_22型变频调速泵,其额定流量为22L/A/D003模拟量输入模块:接受液位传感器CY3011A送min,额定扬程为3.3m。它是通过变频器的输出频率的变化来过来的4~20mA的电流信号,并将其转化为0-4000(BCD码)的改变泵的转速,从而实现流量的调节。数字量。其通道地址由拨号开关决定,与其在底板插糟中上的位置无关。本系统中AD003模块的地址开关设置为1,对应的3过程控制系统的软件设计与实现IR区域为IR110~IR119;对应的DM区
8、域为DM1100~DM1199;软件设计主要包括上位机SCADA监控软件和下位机软件且设置第一路A/D转换器工作并不进行峰值保持,则模拟量输设计。入通道地址为IR111,具体的DM区和IR区设置如表1所示。3.1SCADA监控软件设计D/A004模拟量输出模块:将04095BCD码转化为4~上位机软件设计采用组态王6.0软件。组态王是一种工业20mA的电流信号送至变频器,作为系统的控制量,调整给水流组态
