基于工控機和組態軟件的自動控制系統構建

韋俊

【摘 要】本文主要是運用研華工控機和力控組態軟件來實現自動控制系統的構建。通過鍋爐水位控制系統的實際應用，從而證明本文研究的控制方式是可行的。

【關鍵詞】工控機；組態軟件；自動控制系統；構建

中圖分類號： TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0077-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.035

1 系統概述

當前，自動化行業發展迅速主要得益于自動化產品的不斷推陳出新。特別是PLC在自動化行業運用越來越廣泛，使得我們的設備自動化程度越來越高，生產效率得到了很大的提高。除了一些通用的自動化產品，一些特定行業特定功能的自動化產品也得到更廣泛的應用。例如，工控機除了作為高可靠性計算機運用之外，還具有對現場數據采集和處理的功能。本文就是運用研華工控機結合力控組態軟件來實現鍋爐水位自動控制系統的構建。

該鍋爐水位自動控制系統的控制要求如下：

（1）在力控的組態界面，控制和監視通過研華輸入輸出控制板卡連接的鍋爐供水系統，系統的進水泵和出水閥可以分別進行自動和手動控制。

（2）處于自動控制模式時，進水泵、出水閥的是否運行取決于鍋爐中的水位的高低。當水位低于鍋爐總水位的15%時將自動啟動進水泵，停止出水閥；當水位高于鍋爐總水位的85%時將自動停止進水泵，啟動出水閥；當水位處于15%～85%之間時，進水泵和出水閥處于停止狀態。處于手動模式時，進水泵、出水閥由手動開關控制。

（3）鍋爐的水位與進水泵的開/關和出水閥的開/關有關：當進水泵開時，水位將上升；當進水泵關時，水位將保持。當出水閥門開時水位將下降；當出水閥門關時，水位將保持。

2 系統硬件的設計

鍋爐水位自動控制系統硬件主要選用的是研華工業控制計算機（610L）、數字量輸入輸出控制板卡（PCI-1730U）、模擬量輸入控制板卡（PCI-1713U）和工業現場數據采集儀。本控制系統就是在研華工控機無源底板上擴展了兩塊研華輸入輸出控制板卡，如圖1所示。

工業現場數據采集儀主要是用來實現兩地控制功能。現在企業的自動化生產線機旁操作都是在設備保養及檢修時期，正常運行設備的控制功能基本都集中到了中央控制室。設備運行人員通過監視工控機上設備運行的狀態，按照生產要求，對設備進行遠程控制。本系統采用的工業現場數據采集儀，如圖2所示，就是用來手動對進水泵和出水閥進行控制的。采集儀的信號通過端子板（ADAM-3937-AE）和連接電纜（PCL-10162-3E）與研華控制板卡相連。

3 系統軟件的設計

鍋爐水位自動控制系統軟件的設計主要包括兩個方面。一是研華輸入輸出控制板卡的軟件安裝與測試，二是力控組態畫面的程序設計。

研華輸入輸出控制板卡插入到研華工控機PCI擴展插槽，這只是完成了硬件的安裝。為了使控制板卡正常工作，需要給板卡安裝專業軟件。當正確安裝完控制板卡的軟件后，可以打開軟件的測試功能，連接上工業現場數據采集儀，對板卡的各個輸入輸出通道進行測試，從而可以來判斷板卡是否可以正常使用。

力控組態畫面的程序設計是系統軟件設計的核心部分。其主要完成了如下幾方面功能：

（1）I/O設備的組態并測試，在力控軟件里對外部信號進行測試；

（2）數據庫組態，創建鍋爐水位控制系統里所有的控制信號，并與板卡實際通道進行連接；

（3）控制畫面的組態設計，根據控制要求設計主畫面，并給相應設備連接變量，完成動畫設計；

（4）報警功能的設計與報警數據的顯示；

（5）實時數據顯示與歷史數據追溯，趨勢圖的顯示；

（6）WEB網絡發布，用戶可以從IE瀏覽器上遠程訪問鍋爐水位自動控制系統；

（7）登錄畫面的設計，給系統分配不同優先級的用戶，使系統更可靠、安全的運行。

4 調試及運行

工程設計完成后，調試及加密是工程組態很重要的一步，是進一步完善系統設計功能，滿足用戶需求，更好的進行安全管理的重要過程[1]。具體調試步驟如下：

（1）運行系統；

（2）手動模式下，對單體設備啟停逐一進行調試，對照設備動作是否正確；

（3）自動模式下，參照系統控制要求，驗證系統運行是否正確，觀察所有信號狀態指示是否正確；

（4）手自動隨機切換運行，對照設備動作是否正確。

5 總結

通過鍋爐水位自動控制系統的實現，基于研華工控機和力控組態軟件的自動控制系統的構建是成功的。這也為廣大的自動化從業人員提供個一個思路，除了PLC可以實現設備的自動控制以外，工控機也是可以實現同樣的功能。

【參考文獻】

[1]ForceControl V7.0_入門指南2010北京三維力控科技有限公司.