PLC上位机监控界面与程序编制(双产软化水)(选材介绍和界面制作过程)
摘要
本设计以三菱FX1N-40MR可编程控制器主机作为下位机，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS组态(Monitor and Control Generated System)软件6.2通用版作为上位机PC机的监控软件，计算机采取RS232接口，PLC(可编程控制器)采取RS485作为通讯接口，RS232接口与RS485接口的连接和转换采取三菱FX-485-PC-IF转换器；编程软件采取三菱GX Developer编程软件，编程电缆采用专用SC-09通信电缆。在以上硬件和软件的支持下做成双产软化水监控界面。
实践证明，选择的正确性。在无数次的实验失败后，成功实现了下位机PLC(可编程控制器)与上位机PC机的通迅，做到上位机PC机对下位机PLC(可编程控制器)的监控。在此基础下，利用MCSG组态(Monitor and Control Generated System)软件做了监控界面，经过调试，监控界面基本实现所需功能。
关键词：PLC与PC通迅；MCGS；PLC
Abstract
The design takes the Mitsubishi FX1N-40MR programming controller as the crew and the MCSG(Monitor and Control Generated System software6.2common edition of Kunlun auto software technology company in Beijing)as a upper monitoring software.The computer takes RS232as interface.the PLC takes RS485. The connection between RS232and RS485uses the Mitsubishi FX-485-PC-IF Converter.Mitsubishi GX Developer as the programming software.Those above contribute to the double-demineralized water monitoring interface.
Practise proved that the choice is right.After a number of fairness I finally communicate between the crew and upper monitor.Upon this I made the controlling interface with the Monitor and Control Generated System Software.After debug it finally achieve the basic demands.
Key Words:the communication between PLC and PC；MCGS；PLC
目录
引言 (1)
1设计任务 (2)
2选取的硬件及软件介绍 (2)
2.1PLC (2)
2.1.1PLC的主要特点 (2)
2.1.2三菱FX1N系列PLC (3)
2.2组态软件 (4)
2.2.1MCGS (5)
2.3通讯接口 (5)
2.3.1RS-232 (5)
3设计过程 (6)
3.1PC与PLC通讯 (6)
3.1.1PLC通讯参数设置 (6)
3.1.2MCGS通讯设置 (6)
3.2人机界面制作 (9)
4调试过程 (10)
5结论 (13)
总结与展望 (14)
参考文献 (15)
引言
本选题建立在半实物全开放化工过程控制检测、控制综合实验平台项目，指导老师提出课题的基础上。通过这个选题的实施可提高我们的专业技能并为实物全开放化工过程控制检测、控制综合实验平台项目的建设做出贡献。
本项研究工作设想，通过PC机对PLC(可编程控制器)的监控，做到对现场情况的监控。实验主要以设计人机界面为主，实验的基础是PC机与PLC(可编程控制器)正常通讯；涉及的范围有PLC的编程，MCGS软件的使用以及PC机与PLC 通讯的相关知识，预期结果是实现PC机对PLC的监控。
1设计任务
根据双产软化水工艺图，设计一个监控界面。可以实现以下功能：
1.监视各设备运行状况。
2.在水位过低和过高的情况下可以实现报警功能。
3.可以显示出具体是那个交换柱在那个工位。
4.可以设置手动或自动设置工位，在手动的情况，可以在界面上对各个工位进行设置调试。
5.可以显示出各个工位的剩余时间以及各个工位的时间。
6.可以设置各个工位的时间。
7.可以显示每个工位的水流流动方向。
8.可以在监控界面上启动设备。
2选取的硬件及软件介绍
2.1PLC
PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器）专为在工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子系统。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分[1]。
2.1.1PLC的主要特点
1.可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使
用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能，这很适合多品种、小批量的生产场合。
5.体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。[2]
2.1.2三菱FX1N系列PLC
三菱FX1N系列PLC是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入
输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC[3]。
2.2组态软件
组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为组态式监控软件。组态(Configure)的含义是配置、设定、设置等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的组态。它有时候也称为二次开发，组态软件就称为二次开发平台。监控（Supervisory Control）即监视和控制，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。
组态软件是有专业性的，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。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。工控组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC 语言，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持C#高级语言。
组态软件大都支持各种主流工控设备和标准通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件还是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容监控组态软件将会不断被赋予新的内容[4]
2.2.1MCGS
MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/xp 等操作系统[5]。
2.3通讯接口
2.3.1RS-232
由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：
1接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
2传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51CPLD开发板”中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。
3接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
4传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右[6]。
2.3.2RS-232转RS-485
由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：
1通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。
2通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡[7]。
3设计过程
3.1PC与PLC通讯
PC与PLC要达到通讯，必须同时满足硬件和软件的要求。硬件采取实验室现有的三菱FX-485-PC-IF转换器实现RS232接口转换为RS485接口，从而实现PC机和PLC的硬件通讯问题。软件主要采取设置通信参数，只要PLC的通讯参数和PC机里面的通讯参数达到一致便可实现通讯[8]。
3.1.1PLC通讯参数设置
在PLC中，通讯参数是贮存在特殊数据寄存器中的，其中通讯格式贮存在特殊寄存器D8120中，站号贮存在特殊寄存器D8121中[9]。
通讯参数的设置通过程序的写入进行设置，查看MCGS软件相关帮助，得知向D8120里面写入H408E。站号，站号设置没有特别要求，可以随意设置，只要PC 与PLC参数一致便可。具体PLC通讯部分程序[10]如图3.1
图3.1PLC通讯部分程序
3.1.2MCGS通讯设置
在前面程序里，H的意义为16进制，408E转化为二进制为01000000010001110分别对应D8120中的b15~b0十六个参数。具体对应意义见图3.2
图3.2通讯格式（D8120)
由此图得知
数据长度：7位
数据校验方式：偶校验
停止位为数：2位
通讯波特率：9600（BPS）
是否求校验：不加校验和
采取协议格式：协议格式1
K的意义是十进制，D8121中数据为7，说明站号为7.MCGS的通讯设置在设备窗口里面进行设置[11]，设置数据和上面一致，如图3.3
图3.3通讯设置窗口
设置完成后，可以在设备调试窗口进行调试，若通信标志为0说明通讯上了，若为1说明没有通讯上，图3.4为通讯正常情况的部分截图
图3.4设备调试窗口
3.2人机界面制作
在MCGS中，可以通过插入构件，然后定义构件，使构件和PLC相应的元件对应起来，便可以实现PC机对PLC的通讯。
首先根据设计任务，在MCGS组态环境中的用户窗口中建立动画组态，在动画组态中点击右键插入各种构件，搭构起来画面[12]，如图3.5所示
图3.5动画组态
然后在设备窗口里设置内部属性里，增加设计任务所需的各种通道，图3.6是通道部分截图
图3.6通道部分截图
接下来在用户窗口的动画组态界面，也就是图3.5的界面，点击右键属性定义构件对应的通道，设置所需要的效果等，这样基本就可以算是完成界面的制作了。
4调试过程
关闭MCGS组态环境，打开MCGS运行环境，就会默认运行刚才建立的工程。如图4.1所示
图4.1运行窗口
图中显示为设备的B柱处于再生工位，水流动方向如图中红箭头所示。在手动自动调节中，单击调到手动档，处于手动指示灯显示为绿灯，说明已处于手动模式。双击调试中的调试置松床按钮，这时就可以设置工位为松床工位，在工位时间显示中的，可以显示出各工位时间和剩余时间。如图4.2所示。同样的双击调试置运行，调试置再生，可以把工位设置为运行工位，再生工位。
图4.2手动设置松床调试
在PLC监视模式[13]下可以看出监视页面的数据与PLC里面的数据一致。图4.3是PLC中显示出运行时间：102、落床时间：30、松床时间：30、进盐时间：21、置换时间：50、清洗时间：25。
在工位时间显示中的，在松床时间设置、运行时间设置、落床时间设置、进盐时间设置、置换时间设置、清洗时间设置后面的输入框中，单击可以设置松床时间、运行时间、落床时间、进盐时间、置换时间、清洗时间。
图4.4是设置后界面的数据和PLC的数据，从图中可以看出，界面显示的数据和PLC中的所对应的数据一致，可以实现时间设置。
图4.3未设置PLC对应数据
图4.4设置后界面和PLC的数据
当水位过高或过低，可在监控界面里可以显出报警[14]。图4.5为水位过低时报警显示。
图4.5低水位报警
5结论
经过调试过程，成功完成设计任务。实现设计要求的所有功能，完成双产软化水监控界面的设计。
总结与展望
在这次双产软化水监控界面设计中，所采取的设备和软件，都是实验室所现有的。但相关的软件的学习，以及通讯等问题，需要我去学习。在学习通讯问题时，复习了三菱PLC相关指令和编程的知识，还学习新的有关三菱PLC通讯的知识。巩固了以前所学三菱PLC知识，扩充了自己的知识面。
在程序编制方面，只在通讯方面，自己编制了PLC程序，而没有编制所有的程序，在界面制作上，用的MCGS软件制作界面，没有用计算机VC++语言编程制作界面[15]。希望能在以后的工作中，用到更多PLC和组态软件，可以在做工业监控时编制所有的PLC程序，用计算机VC++语言编程制作界面。学会，用任意一种PLC和任意一种组态软件，实现工业上设备的监视和控制。为祖国的工业建设做出贡献。
参考文献：
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[15]杨东海登.基于vc++和mfc的上位机与plc通讯系统[J].微计算机信息（测控仪表自动化）,2003(3):10-12.
结束语
在这份毕业论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
上位机图形监控组态软件详细技术规定
图形监控组态软件的详细技术要求说明 概述 运行平台(向下兼容): 服务器操作系统:Windows Server 2012 64 位中文标准版: 客户端操作系统:Windows 8/win7 R2 64 位: 关系型数据软件:Microsoft SQL Server 2014 Standard&Enterprise。 实时数据通信/处理服务器从现场 PLC、RTU 等控制器中或第三方系统的数据源实时采集数据，并对数据进行处理和运算(包括实时数据的采集、报警处理、数据加工等)。用户通过监控计算机获取系统的各种实时数据，以图形、动画、趋势等各种方式展示，并进行监视和控制:对于需要即时归档存储的数据，实时数据通信/处理服务器直接将这些数据推入实时历史数据进行存储，且用户能够在监控计算机的监控画面中方便的直接调用历史数据的趋势、数据查询、数据统计报表等。如:1)实时的监控画面:2)实时/历史报警:3)实时/历史的趋势:4)各种报表:5)数据挖掘: 6)系统内各种数据的任意查询等。 系统总体架构要求采用基于系统平台的整体解决方案来架构系统，支持面向对象的开发技术和.NET、C#、Java等高级编程语言，采用面向对象的设计，以设备为中心，具备设备对象及代码重用性。为了确保系统维护管理的高效性，该重用性应通过面向对象设计方式实现，包括对所有对象的派生和继承等: 能够对系统进行集中开发、集中诊断和集中管理，支持以部署(Deploy)的方式来远程部署和管理整个应用工程。平台具有良好的开放性，支持 OPC、DDE 和Suitelink 等通讯协仪，并且能够提供支持厂区一、二期 I/O 设备的设备驱动程序，包括:PLC、控制器、智能分析仪、RTU 等，即提供这些设备的驱动程序不需用户再另外购买: 通过工程师站可以完成对数据采集、数据处理、模型构建、组态配置、应用功能开发、远程分布式部署和工程管理等功能模块的创建和管理维护。工程师站可以在线的对整个系统操作员站、中央服务器负责的数据采集、数据处理等功能进行动态的在线开发、调试、配置和管理维护，而不影响正在运行的系统功能行，修改维护完成后，能够进行不停机的系统功能更新和部署。 客户端只作为监视控制功能，核心数据处理工作与客户端分离，由中央服务
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江苏信息职业技术学院毕业设计报告 目录 摘要 (3) 第一章机械手的简介 (4) 1．1 概述 (4) 1．2 机械手的组成 (4) 1．3 机械手的应用 (4) 1．4 机械手应用 (4) 第二章机械手机械设计 (5) 2．1 机械手总体结构设计 (5) 2．2 机械手的工作原理 (6) 2．3 机构模块化设计 (7) 2．4 手部结构设计 (8) 第三章机械手机械控制设计 (10) 3．1 工作过程与控制要求 (10) 3．2 气动驱动设计的简述 (11) 3．3 PLC控制系统设计 (12) 结束语 (20) 谢辞 (21) 参考文献 (22)
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《起重机械安全监控管理系统的项目、内容、方法和要求》(试行)
附件1 起重机械安全监控管理系统的项目、 内容、方法和要求（试行） 1、设计文件 检查起重机械设计文件中有关安全监控管理系统的内容是否符合《起重机械 安全监控管理系统》（GB/T 28264-2012）的要求。 2、安全监控管理功能要求的硬件配备 检查起重机械的出厂配套件清单中是否有GB/T 28264-2012所要求的信号采集单元、信号处理单元、控制输出单元、数据存储单元、信号显示单元、信息导出接口单元等硬件设施，并核查。 3、管理权限的设定 现场核实系统管理员的授权，进入系统后，需要有登录密码或更高级的身份识别方式。系统管理员输入正确的密码或其它识别方式后，能够顺利进入系统。 4、故障自诊断 开机进入系统后，现场核实系统有运行自检的程序，并显示自检结果，系统应具有故障自诊断功能。系统自身发生故障而影响正常使用时，能立即发出报警信号。 5、报警装置 在空载的条件下，通过按急停或系统设计的报警信号现场验证起重机械的各种报警装置的动作。 系统的报警装置能向起重机械操作者和处于危险区域的人员发出清晰的声光报警信号。
当发生故障时，系统不但要报警，还应能根据设置要求对设备止停。 6、文字表达形式 现场目测系统显示的所有界面的文字表达形式为简体中文。 7、通信协议的开放性 (1)现场检查系统有对外开放的硬件接口，查阅相关说明书中通信协议的内容，应符合国家现行标准规定的MODBUS、TCP/IP、串口等对外开放的协议； (2)现场验证系统通过以太网或USB接口能方便地将记录数据导出。 8、显示信息的清晰度 在司机座位上，斜视45°可清晰完整的观察到整个监控画面，包括视频系统的画面，画面上显示的信息不刺目、不干扰视线，清晰可辨。 9、系统信息采集源 对应GB/T 28264-2012中表1检查信息采集源。 10、监控参数验证 按照下述方法，对应GB/T 28264-2012中表2验证具体产品的参数。 (1)起重量 现场起升载荷，检查显示器上是否显示起重量，显示计量单位为“t”,并至少保留小数点后两位。 (2)起重力矩 现场起升载荷，并进行变幅运动，检查显示器上是否显示起重量和相应位置幅度，显示计量单位分别为“t”和“m”,均应至少保留小数点后两位。 — 2 —
基于西门子S7_200PLC控制的机械手项目技术报告
概要 本文介绍了用PLC S7-200为控制电路主元件，外加电器系统，输入输出电路，构成了整体的实训项目。通过PLC控制机械手来模拟工业生产过程中机电设备的工作原理。工业机械手的任务是搬运物品，要求把物品从一个工位搬到另一个工位，如下图所示。机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制，这样使我们能更近距离地了解工业生产过程。 左移
目录 前言 第一章机械手简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1．1 机械手概念 1．2 机械手总体结构 第二章PLC介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 2．1 PLC发展史 2．2 PLC应用 2．3 PLC特点 第三章汽缸简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 3．1汽缸概念与汽缸分类 3．2汽缸结构与工作原理 第四章相关元气件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4．1电磁阀介绍 4．2传感器介绍 第五章项目的实施. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 5．1机械手的控制要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .11 5．2机械手总体设计方案. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .11
监控组态设计
目录 1 实际系统介绍............................................ 2系统设计目标 ............................................ 2.1 初始状态.......................................... 2.2 按下启动按钮...................................... 2.3 按下停止按钮...................................... 3 设计过程................................................ 3.1 主界面设计........................................ 3.2 变量设置.......................................... 3.3 实时曲线界面设计.................................. 3.4 历史曲线界面设计.................................. 3.5 报警界面设计...................................... 4 分析体会................................................ 参考文献.................................................. 程序附录：................................................
嵌入式监控系统上位机软件设计
ABSTRACT ABSTRACT
加etothedevelopmentofvideosurveillanceteehnolog又the3rdgenerationofdigita- surveillancesystem，whieh15basedonthenetwork，hascomeintobeing.Thebasietheory15to transformanalogsignalintodigitaldata，andthensendittoPCelientsthroughnetworkfor deeoding，Playingandstoring.AsetoffullydeveloPedelientsoftware，whiehisdesignedfora multi一elient/multi一serverembeddedsurveillancesystem，15introdueedinthisdissertation. Funetionsineludinglogin、Parameterreading/访riting、commandinteractionete.arefulfilledwith thiselientsoftware. ChaPter1introdueesthebaekgroundofthissubjectandthehistoryofsurveillaneesystem，then analysestheeurrentstatusanddeveloPdirectionofthisfield，andthesignifieaneeofthissubjeet. ChaPter2introdueesthecategoryofsurveillancesystem，comParesdifferentkindsof surveillaneesystemsandsomeimPortanttechnologies. ChaPter3deseribestheoveralldesignframeofthesystemaildthecontrollogiestrategy. ChaPter4deseribestheoveralldesignofthiselienisoftware，inehidingthedeveloP environment，coronnunicationwayandProtocol. ChaPter5exPlainseverydetailduringthedesignofthiselient50如are，inchidingtheGUI design，DelPhiProgramandtheinteractiondetailsbetweenclientandserver. Ch即ter6coneludestheresearchworkofthisdissertation，andgivestheProsPeetoffurther research. Keywords: Embeddedsurveillaneesystem:G班:clientsofiware;DelPhi7.0 犷 目录 目录 致谢................................................……，...........…… 摘要.................................................................……II ABSTRACT 111 目录.................................................................……1V 1绪论............................................，.. (1) 1.1课题背景及研究内容 (1) 1.2监控系统发展历史 (2) 1.2.1一对一监视系统 (2) 1.2.2控制电路系统 (2) 1.2.3处理器监控系统 (2) 1.2.4外挂多媒体的监控系统 (3) 1.2.5过渡型数字视频监控系统 (3) 1.2.6数字媒体监控管理系统 (4)
起重机安全监控管理系统
起重机安全监控管理系统 一、内容 二、说明 1、设计文件 符合《起重机械安全监控管理系统》（GB/T 28264-2012）的要求。
2、安全监控管理功能要求的硬件配备 符合GB/T 28264-2012所要求的信号采集单元、信号处理单元、控制输出单元、数据存储单元、信号显示单元、信息导出接口单元等硬件设施。 3、管理权限的设定 系统管理员的授权，进入系统后，需要有登录密码或更高级的身份识别方式。系统管理员输入正确的密码或其它识别方式后，能够顺利进入系统。 4、故障自诊断 开机进入系统后，系统有运行自检的程序，并显示自检结果，系统具有故障自诊断功能。系统自身发生故障而影响正常使用时，能立即发出报警信号。 5、报警装置 系统的报警装置能向起重机械操作者和处于危险区域的人员发 出清晰的声光报警信号。 当发生故障时，系统不但要报警，还能根据设置要求对设备止停。 6、文字表达形式 现场目测系统显示的所有界面的文字表达形式为简体中文。 7、通信协议的开放性 (1)系统有对外开放的硬件接口，通信协议的内容，应符合国家现行标准规定的MODBUS、TCP/IP、串口等对外开放的协议； (2)系统通过以太网或USB接口能方便地将记录数据导出。 8、显示信息的清晰度 在司机座位上，斜视45°可清晰完整的观察到整个监控画面，包括视频系统的画面，画面上显示的信息不刺目、不干扰视线，清晰可辨。 9、系统信息采集源
对应GB/T 28264-2012中表1信息采集源。 10、监控参数 (1)起重量 起升载荷，显示器上显示起重量，显示计量单位为“t”,至少保留小数点后两位。 (2)起重力矩 起升载荷，并进行变幅运动，显示器上显示起重量和相应位置幅度，显示计量单位分别为“t”和“m”,至少保留小数点后两位。 (3)起升高度/下降深度 显示屏上，能实时显示所吊运的物体高度和下降深度。 (4) 运行行程 起重机械的起升高度、下降深度、小车运行、大车运行等运行行程可实时显示。 (5) 风速 系统实时显示风速值，记录当前风速值。在司机室和起重机周围能清晰的观察到声光报警信号，当报警动作后，起重机停止运行。 (6)回转角度 系统实时记录并显示起重机械的回转角度。 (7)幅度 现场进行变幅运动，显示器上显示相应位置幅度，显示计量单位为“m”,保留小数点后两位。 (8)大车运行偏斜 大车运行偏斜达到设定值时，系统显示并能发出报警信号。 (9)水平度 系统中有实时显示整体水平度的数值并记录。 (10)同一或不同一轨道运行机构安全距离
起重机安全监控管理系统应用及开发分析
起重机安全监控管理系统应用及开发分析 摘要：文章主要针对起重机安全监控管理系统应用展开研究，分别从以下几个方面详细分析，目的是凸显起重机安全监控管理系统优势，深入开发应用。 关键词：起重机；安全监控管理系统；PLC系统 在起重机上安装系列传感器、监控仪表形成安全监控管理系统对保障起重机安全?\行具有重要意义。对于大型起重机，由于其起重量大、跨度大、结构复杂、使用环境苛刻、事故危害更大等原因，其安全性更加引起使用和监管部门的关注，故大型起重机安装安全监控管理系统更加显得重要。 1.起重机安全监控管理系统的组成结构 该系统主要由外围元器件、信息采集模块、监控仪、视频监控系统等组成。通过外围元器件采集到起重机各个位置的模拟信号，并汇总到控制器，转换后的数字信号经传输到监控仪进行处理、存储、显示【1】。视频监控系统是相对独立的，主要由摄像机、硬盘录像机等实现。在信号采集、监控布线实施过程中，数据监控系统与视频监控系统相互独立。现场采集信号主要有模拟量、开关量以及视频信号等。数据监控主要是模拟量和开关量，采用各类传感器进行采集以及相应的监控记录仪实现监控。而对于视频监控需求则采
用视频监控器进行监控。模拟量的信号采集方式是对设备运行过程的线性情况的采集；开关量的信号采集方式是对现场设备运行状态的一种点情况采集。模拟量信号主要来源于起重量传感器、起重机纵移传感器、起升高度传感器、水平倾角传感器、风速仪、转速传感器等。开关量信号主要来源于操作指令状态、门限位、联锁报警、电缆卷筒限位、电缆卷筒过松过紧、行程限位、起升制动器状态、抗风防滑状态等。 2.起重机安全监控管理系统主要功能 （1）系统监控功能。起重机安全监控管理系统具有可扩展接口，能够实现起重机操作人员、现场办公室、远程管理者等3种不同层次的监控管理需求。 （2）用户管理功能。起重机安全监控管理可以预设若干用户名的使用权限，只有输入正确的用户名和密码后可进入系统，进行系统的设定、报警查阅及文档输出等。 （3）系统控制输出和报警功能。门式起重机起动前系统将对其进行自检，如果出现影响门式起重机安全运行的情况时，系统通过警示提示司机谨慎操作；当门式起重机某部位出现故障时，系统通过警示提示司机，同时控制模块输出信号接人电控系统，使相应的机构停止运行或断电，待故障排除后系统恢复正常后，门式起重机才能正常运行【2】。 （4）系统信息的存储和调取功能。起重机安全监控管理系统以图形、图像、图标和文字的方式实时显示起重机械
四种监控组态软件的性能比较
四种监控组态软件的性能比较 本文对4种主要监控软件从图形及组态方案、数据点管理、网络功能、通信功能、管理、加锁设计等6个方面作出比较。 以下内容中的技术参数来源于几家软件的内部参数，其中的看法只代表个人的经历和个人的观点，仅供参考。运行在工业现场、楼宇自动化的监控软件有很多种，各种监控软件都有着传统的功能，都是提供工业现场控制、楼宇控制的自动化解决方案，实现现场生产的远程可视化过程，现场数据获取和监控功能的工具；同时这些软件在监控中为了权衡矛盾，在软件设计中有所侧重，再加上各软件的设计方案不大一致，运用技术不同，因而在它们的功能反映上就有着自己的鲜明的特点。目前的监控软件有很多种，我就自己的工程运用把以下四种软件即：Intellution公司的iFIX(2.2)、GE公司的Cimplicity(4.01)、Wonderware公司的InTouch(7.1)以及Siemens公司的WinCC(4.02)作以比较，这其中Intellution公司和Wonderware公司是专门从事监控软件工作的，在市场占领绝大一部分份额；Cimplicity 和WinCC 是GE和Siemens公司自动化产品的配套产品，正努力推向市场。下面就把这四种主要软件从图形及组态方案、数据点管理、网络功能、通信功能、管理方面、加锁设计等六个方面作比较。 一、图形及组态方案 4种软件都是基于Object画面，都能实现对现场点的监视： iFIX：图形功能很强，支持多种图形格式，其追加的图形库，内容丰富，解决了原来图形过大的问题。可同时使用256种颜色，其中有64种颜色可用彩虹色调色，组成各种调色方案，嵌入图形中不会因放大缩小而失真。组态中提供树形结构图，能够浏览所画画面中的所有图形对象，组态信息，提供了全局性的变量组态方案，供画面组态调用，从而实现一改全改的功能，而且全局性的变量并不占用Tag点，对于画面中Group组内的对象组态并不改变，使状态变化丰富多彩，点数的扩展功能很强，有全面解决扩展点的报警、报警记录、历史记录的方法，有查找替换功能，可以替换整个图画以及画面中的对象的属性、组态点信息，对于同类型物体，避免重复组态。内嵌VBA,具有自己的内部函数，又有广泛的VB函数，功能扩展更为有利。支持双向OPC，支持所有类型的ActiveX、OLE，对不健全的控件所引发的错误进行保护，对控件的属性操作完全控制。编辑与运行是切换进行的，这有利于对现场生产安全的保障；有独立的报警监视程序，支持在线修改，具有画面分层功能，运行时可以根据程序很方便地更换对象的连接数据源，可以使控制更灵活。Cimplicity：图形功能最为强大，图库图形丰富多彩，它支持从画面到画面包含对象的颜色渐变，这是目前其他监控软件都不具备的功能，只是对插入的对象一定要进行格式转化，不然会有死机现象。一个画面一个进程，运行脚本是多线程的，所以图画虽然大，但运行速度很快。具有基于对象链接的拷贝功能，可以像iFIX一样避免对同一对象在多个画面中出现时修改的多次进行，但存在着运行时母板必须处于激活状态的缺憾。编辑与运行分开，有独立的报警、历史趋势运行管理程序，内嵌VBA，具有自己的内部函数，又有广泛的VB函数，组VBA与通用运用方式不一样，支持ActiveX、OLE插入，但对控件其中的一些属性进行了锁定。点的扩展功能与iFIX 一样强大，用之不竭的虚拟变量并不占用点数，但对于扩展点的报警设定比较难解决，输出问题，历史记录是没问题的。对数据节点的修改不是在线的，必须先停止工程，再启动工程。支持多条件组态，为组态方案提供了很好的解决方法。 InTouch：图形界面的美观性较差，粘贴位图操作较为繁琐，且引入的图形放大后的变形很大，自配的按钮文字不能变色，实现起来比较费事。支持ActiveX控件，但不具有第三方控件的出错保护，不健全的控件会造成系统出错。采用有限的内部函数，其功能也只是常用监控的功能，复杂一点的功能如报表就只能借助于其他工具。无论是否I/O点，包括全局变量，都占用Tag点数，点数的扩展只局限于模拟量读入，按位分解，比起iFIX、Cimplicity显得小气得多，常常会让设计者因为点数的不足而窘迫。支持组态对象的查找、替换功能。对象组合上存在着组合后原单个物体的组态都将消失、使得在状态变化设计上得另谋出路。 WinCC：图形功能如InTouch一样，调色板中可以同时使用的颜色有16种，提供的图库有限、不支持AutoCAD的图形格式，点数的扩展也同InTouch一样，只有模拟量读入，按位分解，WinCC提供公开的位操作手段，可以对模拟量中的位进行读取并进行报警设定，但没有直接的方法进行历史趋势记录，也没有直接的方法对位进行修改。有双向OPC支持，支持ActiveX。使用内部语言，环境如同C 语言。同样使得其功能扩展变得容易。 二、数据点管理 它们都提供了统一环境进行数据点的定义，InTouch与Cimplicity提供了为数不多的几种数据类型，但Cimplicity提供了对监控点的采样处理技术，没有别的功能块；WinCC数据类型相对多一些，而iFIX提供的数据类型最多，有很多现成的功能块；历史记录块、趋势块、计算块、PID块、计时块，这对于设备运行时间计算，数据转化等工作可以不必在画面中去做，同时iFIX还提供十多种信号发生器，在调试中帮助很大，实现非常方便。4种软件中iFIX的数据点管理是独立于画面运行的，直接反映现场信息，数据点一经设定就可以立即反映现场状态(如果通信是成功的)，这是其他3种软件所不具备的特点。Cimplicity另外提供了一个查看点的信息平台，在运行时可以用来监视点状态，编辑时可以用来查看点组态信息，实现组态的替换。iFIX、Cimplicity都提供了数据管理库的输入、输出功能，可以把TAG信息输出到Excel这样一个网格文档操作最方便的工具中，可以在Excel中方便地完成繁琐的TAG点定义设置工作，再从Excel回
地下矿山供水监控系统设计与上位机软件开发
地下矿山供水监控系统设计与上位机软件开发供水系统是矿山生产的关键环节之一,近年来国内外大中型矿山企业的安全生产监控系统开始逐步研制并装备。与此同时,我国矿山工业生产总体水平大幅提升,加快矿山供水系统现代化建设的步伐是实现安全高效矿井建设的必经之路,采用一种对管网水压控制能力有较好效果的控制方法已经迫在眉睫。本文以辽阳某地下矿山的供水系统为背景,通过对生产现状的分析,进行系统的总体设计,包括硬件选型、软件设计、通讯功能等,并以对管网参数的实时监控为目标,提出具有良好控制效果的控制策略对管网水压进行控制,同时开发地下矿山供水监控系统的上位机软件。对矿区管网水压的控制是研究供水系统的关键问题,针对供水系统的非线性、随机性、大惯性和纯滞后特性,本文提出了 PID控制、模糊PID 控制和基于Smith预估的模糊PID控制三种控制策略。 常规的PID控制处理复杂系统时难以获得满意的静、动态性能,模糊控制适合解决模型具有诸多不确定性的复杂系统,Smith预估可以消除纯滞后对系统稳定性带来的不良影响。本文首先确定供水系统模型,设计相应的控制器并进行各控制策略的仿真分析,其次针对变模型参数及抗干扰性方面进行仿真验证,最终得到采用基于Smith预估的模糊PID方法控制效果最好的结论,能使系统的鲁棒性、适应性得到提高,在工业背景中具有一定的应用前景。另一方面,通过剖析企业需求,确定上位机软件的基本功能及数据库的主要信息,建立数据表的关键字段。本文上位机软件主要分为八个功能,分别是用户管理、通讯、参数设置、实时曲线、历史曲线、历史数据查询、异常数据查询、操作记录查询功能,数据库主要开发用户管理、参数设置、采层参数设计模块,并配置有远程操作、数据自动备份及WEB发布功能。 通过设计可视化客户端界面,链接数据库储存的数据,实时显示供水系统的工作情况。系统客户端开发工具为 Visual Basic 6.0,数据库平台为 SQL Server 2008。
起重机在线安全监测及预警系统-飞尚科技
起重机械在线安全监控及预警系统
——每一次安全的装卸都有我们默默的保驾护航
On-line System of Safety & Health Monitoring & Warning for Cranes
江西飞尚科技有限公司
JIANGXI FASHION TECHNOLOGY CO., LTD
一、监测的缘由 监测的缘由
二、监测的意义
三、监测的内容和目的
结合国家和行业政策，对起重机械的工作环境、关键部位应力应变、变形（挠度） 、结构稳 定性、姿态控制、运行区域等进行 24 小时在线监测。发现异常状况及时报警，并将异常信 息及时传达给相应的管理或者技术人员，防止起重机械发生倾覆、失稳、疲劳损伤甚至断裂 等造成重大事故和经济损失。 从而对起重机械的安全状况、健康程度、疲劳损伤、寿命预测等进行诊断和预警，并做 到基于状态的维修和更换，保证起重机械的安全可靠和经济性。
四、监测的对象
监测类型包括港口起重机、公路铁路架桥机、造船门机、建筑塔机、流动式起重机等。
五、监测的项目
监测项目有可选和建议测试项目，也可以针对具体用户定制监测项目。 No. 监控内容 项目 仪器 型号 FS-T-DZ120 温度 温度传感器 1 工作环境 FS-FS-jx 风速 风速仪 挠度 2 3 4 5 结构稳定性 倾斜度 应力 （应变） 应力应变 姿态监测 角度，距离 缆绳力监测 力 测斜仪 应变计 高精度电子罗盘 磁通量传感器 FS-HGC01 FS-BM30 FS-LP01 FS-BCT18J-25 可选 可选 挠度仪 FS-ND-50 备注
力控监控组态软件fc-6.1
[选取日期] [键入文档副标题] | user WWW .SUNWAYLAND .COM 力控监控组态软件FORCECONTROL 6.1
目录
一、力控FORCECONTROL 6.1概述 FORCECONTROL 6.1作为民族具有自主知识产权的组态软件根据当前的自动化技术发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求，来进行设计与研发的，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。 FORCECONTROL 6.1是一种可扩展的过程可视化系统(SCADA)，并按价格和性能进行细分，能高效控制自动化过程。FORCECONTROL 6.1基于Windows平台，可实现完美的过程可视化，能为各种工业领域提供完备的操作和监视功能，涵盖从简单的单用户系统直到采用冗余服务器和远程web客户端解决方案的分布式多用户系统。FORCECONTROL 6.1的特点之一是其整体开放性。它可方便地与标准程序和用户程序组合在一起使用，建立人机界面，精确地满足实际需要。 工厂企业可基于FORCECONTROL 6.1进行系统扩展，通过开放式接口，开发其自已的应用系统。 FORCECONTROL 6.1是一个现代化的系统，设计有独特而颇富吸引力的用户界面，可用于办公环境和制造业，可提供成熟而可靠的运行环境以及有效的组态。无论是简单或复杂的任务，FORCECONTROL 6.1 都可以对其进行扩展。结合集成实时数据库，使用FORCECONTROL 6.1，还可实现跨公司信息交换和垂直集成，并通过采用关系数据库，可实现更大的生产管理和优化。 开发伊始，FORCECONTROL 6.1就高起点，高水平创新，前瞻未来发展趋势并予以实现；并且，其基于标准的长期产品开发战略，可确保用户投资。作为自动化组态软件技术领先厂商，力控已将其在数十年期间积累的工业自动化经验，与前沿技术相结合，从而促使FORCECONTROL 6.1建立了过程可视化的新工业标准。因此，若想将用户的工厂和机器的运行最佳化，FORCECONTROL 6.1当是首选软件。
基于PLC的工业机械手控制系统设计
基于PLC的工业机械手控制系统设计 摘要 机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、搬运、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。 本设计描述了基于PLC的机械手控制系统设计，重点介绍了机械手控制系统中的硬件选择方法，软件的设计过程，以及PLC控制装置的工作过程。 本设计实现了机械手在搬运装配线上，通过S7-200PLC控制机械手完成从A传送带搬运物件至B传送带中，然后进入下一个工作流程。机械手的上升/下降和左转/右转的执行，分别由双线圈二位电磁阀控制气缸的运动实现；夹紧/放松则是由单线圈的二位电磁阀控制气缸的运动来实现。 【关键词】机械手；PLC；电磁阀
Based on plc industrial manipulator control system design Abstract In the field of industrial automation manipulator is often met in a control object. In recent years, with the development of industrial automation manipulator gradually become a new subject, and with the rapid development. Manipulator widely application and forging, stamping, forging, welding, assembling, handling, spray paint, heat treatment, etc. Especially in heavy, high temperature, toxic and dangerous, radioactive, dust and so on bad work environment, manipulator because of its significant advantages by pay special attention to. In a word, the manipulator is to improve the labor productivity, improve working conditions, reduce labor intensity and realize industrial production automation is an important means. This design based on PLC describes the manipulator control system design, introduced the manipulator control system, the hardware selection method, the software design process, and the working process of the PLC control device. The design and implementation of the manipulator in the handling assembly line, manipulator controlled by the S7-200PLC complete conveyor belt carrying objects from A to B conveyor, and then go to the next workflow. The implementation of the up / down and left / right of the manipulator, respectively, to achieve control movement of the cylinder by a double coil solenoid valve; clamp / unclamp cylinder is controlled by a single coil solenoid valve movement. 【Key Words】Manipulator；PLC；solenoid valve
基于plc的机械手控制系统设计(毕业设计)
Xinyu University 毕业设计(论文) 基于PLC的机械手控制系统设计 学生姓名:何友良 学号:1201231016 专业:电气工程及其自动化 指导教师:谢富珍副教授 学院:电气与电子工程 江西·新余
独创性声明 本人郑重声明： 所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。 本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。 特此声明。 作者签名（手写）：签名日期：年月日 版权使用授权书 本毕业设计（论文）作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。 作者签名（手写）：指导教师签名（手写）： 日期：年月日日期：年月日
摘要 论文题目：基于PLC的机械手控制系统设计 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：何友良 指导教师：谢富珍副教授 摘要 随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。 在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 本文主要论述了基于PLC设计的机械手控制系统。首先，对可能用到的可编程控制器进行了相关的介绍，再选择设计所用到的PLC型号。然后，通过对机械手的控制方式及各功能的实现方式进行研究，确定各功能的实现方案和设计控制系统所用到的器材。最后，对PLC控制系统的软件程序和硬件结构进行设计。 关键词：工业自动化；可编程控制器；机械手；远程控制；传感反馈
上位机监控软件的开发讲课稿
深圳PLC编程、深圳上位机编、承接自动化项目，深圳变频节能改造项目、自动化设备改造与维修、PLC程序修改解密、上位机软件定制、免费提供自动化解决方案咨询。 1、工业过程控制系统： 提供西门子、S7-200，S7-300，S7-400，三菱FX1N，FX2N，施耐德、欧姆龙、松下、台达、LG、AB等主流PLC编程，研华、泓格模块、安装于防爆区域P+F、turck、MTL远程I/O产品选型、组态编程，各种通讯转换模块、HMI、现场温度、压力仪表选型。为您的项目提供解决方案咨询,技术方案、投标协议图纸等制作、现场设备程序编写、组态、调试、用户培训验收等技术服务。 2、上位机软件： 软件根据您的项目需求可以提供LabVIEW、VC、VB等软件平台，同时为了方便您对数据的查询和处理，提供SQLSERVER、MySql、嵌入式数据库SQLite等数据库系统，软件具备实时曲线、棒图、历史曲线、打印报表、企业内部局域网连接客户端实现联网查询功能，界面友好丰富。可更具具体需求开发相应功能。软件支持串口RS485\RS422\RS232、以太网接口、下位机包括PLC、采集模块、各种智能仪表等。 组态软件编程：Wincc、iFix、组态王等 应用范围各工控项目监控软件、仪表模块初始化调试软件、数据采集和仪器控制软件 3、变频节能改造项目： 变频节能改造：水泵、风机、空压机、注塑机、中央空调、恒压供水等 VB/VC等上位机软件开发 硫化机PLC上位机监控软件的开发 作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-6-17 13:16:00[收藏] [评论] 随着硫化机自动控制水平的不断提高，硫化机的温度压力数据采集记录方法经历了圆盘记录仪、打点式记录仪、智能化无纸记录仪乃至目前较先进的上位机监控系统。上位机监控系统界面友好、控制安全可靠、精度高、数据存储量大，已越来越受用户青睐。笔者采用电阻式触摸平板电脑作为上位机，把现场数据通过传感器采集经PLC处理后送入上位机，组成一个监控系统。 1 监控系统构成 整个监控系统由A／D模块、D／A模块、CPU、传感器、电气转换器、平板电脑组成，如图1所示。 上位机对数据进行分析、存盘、综合处理、打印、报警、图形显示、人机对话，并可通过数据传送对PLC进行控制。 2 监控软件的设计 2．1 窗体设计