圖3 單cpu單i/o網(wǎng)mb+通訊

　　程控系統(tǒng)主機(jī)采用1臺或2臺研華工控機(jī)，對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。1臺工控機(jī)時(shí)安裝的開發(fā)狗，它既是工程師站又是操作站，機(jī)組除渣控制系統(tǒng)采用該模式；2臺工控機(jī)其中一臺為運(yùn)行主控器，另一臺為工程師開發(fā)機(jī)。當(dāng)一臺出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺依然保證運(yùn)行人員操作，保證系統(tǒng)可靠連續(xù)運(yùn)行，工控機(jī)監(jiān)控軟件采用wonderware的intouch軟件，plc開發(fā)組態(tài)軟件是modsoft2.6，操作系統(tǒng)是windows 98/95，采用modbus plus通訊協(xié)議，以rs485電氣接口連接plc的控制器cpu卡件，另配打印機(jī)組成一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，作為運(yùn)行人員監(jiān)控之用。

　　遠(yuǎn)程站與本地站之間采用與modbus plus相同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，稱為quantuam分布式i/o通信技術(shù)，單介質(zhì)為單路同軸電纜，即140crp與140cra之間只有一路通訊線。當(dāng)該通訊線路故障時(shí)，控制系統(tǒng)將失去監(jiān)控功能。所以保證該系統(tǒng)i/o網(wǎng)通信功能顯得尤為重要。

3 應(yīng)用軟件

　　3.1 監(jiān)控軟件intouch

　　寶二公司的輔助系統(tǒng)plc控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件采用wonderware公司的intouch軟件，早期的intouch5.x軟件是非漢化版本，只能在win 95/98及以下系統(tǒng)安裝，其軟件包帶的軟件狗具有通用性?，F(xiàn)在的intouch8.x軟件是漢化版本，安裝于win2000/nt以上系統(tǒng)，主其軟件包帶的軟件狗不具有通用性，只能一狗對應(yīng)一套軟件。intouch主要特性：它是基于多任務(wù)，多平臺，實(shí)時(shí)性好，開放性好的集成軟件包。軟件中包含了大量強(qiáng)大的圖形化工具允許用戶能夠快速直觀地建立面向過程的實(shí)時(shí)窗口，使用戶能夠快速簡單地開啟系統(tǒng)，而且提供了工業(yè)界強(qiáng)大的功能，包括實(shí)時(shí)過程的監(jiān)視和監(jiān)督控制，報(bào)警和報(bào)警管理，歷史趨勢，統(tǒng)計(jì)過程控制，基于用戶的安全系統(tǒng)，方便的系統(tǒng)擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)通訊等。而且數(shù)據(jù)可以很方便地在網(wǎng)絡(luò)上共享。intouch提供了數(shù)據(jù)管理庫的輸入、輸出功能，可以把tag信息輸出到excel工具中，可以在excel中方便地完成繁瑣的tag點(diǎn)定義設(shè)置工作，再從excel回輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中來等等intouch包括兩個(gè)全集成的環(huán)境，組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境，它提供了開發(fā)和顯示的畫面，生成報(bào)表和vba語言程序，并與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互工作，組態(tài)不僅提供了所有圖形，文本，數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)和趨勢圖形工具，通過這些工具生成容易操作和理解的畫面，在運(yùn)行和組態(tài)環(huán)境之間可快速完成測試對畫面的修改，同時(shí)保持實(shí)時(shí)報(bào)警和數(shù)據(jù)采集。

　　在當(dāng)時(shí)windows98環(huán)境條件下，為了確保intouch的正常運(yùn)行，在安裝windows98后必須從軟驅(qū)中安裝modsoft2.6和intouch5.0的版本的文件。如果現(xiàn)在恢復(fù)win98下的控制系統(tǒng)也必須依靠軟驅(qū)中安裝。intouch在用戶新建工程必須作以下步驟：

　　(1)數(shù)據(jù)庫及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的配置：intouch軟件提供與plc等硬件設(shè)備的接口協(xié)議，可將數(shù)據(jù)從寄存器中讀出(tag名對應(yīng)plc硬件地址)。modicon的sa85卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序采用modiconmodbusplus技術(shù)(實(shí)質(zhì)是rs485串口驅(qū)動(dòng)程序)。數(shù)據(jù)庫可從驅(qū)動(dòng)程序映射表中檢索數(shù)據(jù)，處理過程數(shù)據(jù)(包括指令)等。

　　(2) 應(yīng)用程序的配置：intouch最重要的功能是為用戶提供了可視化的窗口進(jìn)行過程信息處理。intouch在用戶屏幕上提供的圖形化過程信息，包括原始數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、報(bào)警、變量字符串、點(diǎn)信息、趨勢報(bào)警或變量狀態(tài)。圖形應(yīng)用程序的核心是從數(shù)據(jù)庫訪問信息。為了直接顯示數(shù)據(jù)，圖形應(yīng)用程序提供了多樣性的鏈接方式，鏈接可以有多種格式及配置的靈活選擇，對系統(tǒng)或過程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。操作人員使用鏈接也能向數(shù)據(jù)庫寫數(shù)據(jù)。

　　(3) 報(bào)警的配置：本系統(tǒng)默認(rèn)可容納的最多報(bào)警數(shù)為200條。

　　(4) 聲音報(bào)警的實(shí)現(xiàn)：

　　intouch系統(tǒng)本身系統(tǒng)的聲音報(bào)警設(shè)置，在系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境中選擇enablehotn啟動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲音。

　　語音提示報(bào)警的設(shè)計(jì)：因?yàn)閕ntouch沒有播放聲音的函數(shù)，必須引用winapi函數(shù)，播放3d.wav文件。

　　兩種類型的報(bào)警實(shí)現(xiàn)：

　　一是用基于事件的調(diào)度來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)沒有確認(rèn)報(bào)警數(shù)增加時(shí)則設(shè)置進(jìn)行長聲音報(bào)警。二是語音報(bào)警：對于極其重要的點(diǎn)采用語音提示，采用逐點(diǎn)檢測的方式，用基于事件的調(diào)度來實(shí)現(xiàn)，若當(dāng)該點(diǎn)報(bào)警狀態(tài)變?yōu)閔ihi、lolo或comm這三種類型時(shí)，則播放相對應(yīng)的語音文件進(jìn)行提示。

　　(5)建立報(bào)表及打印功能：根據(jù)電廠提供的報(bào)表首先用excel建立樣板文件，按各報(bào)表和具體情況，用基于時(shí)間的調(diào)度程序來實(shí)現(xiàn)報(bào)表的自動(dòng)抄表功能。

　　(6) 趨勢圖：系統(tǒng)中共有兩種形式的趨勢圖：

　　總趨勢圖：可以在一下拉列表柜中選擇本系統(tǒng)中想要查看的點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行和歷史趨勢的查看，并能對實(shí)時(shí)趨勢的時(shí)間間隔，歷史趨勢的起止時(shí)間和時(shí)間間隔分別進(jìn)行調(diào)整，在同一圖表中可能同時(shí)查看多個(gè)點(diǎn)的趨勢曲線，能方便地進(jìn)行增點(diǎn)與減點(diǎn)的操作。

　　實(shí)時(shí)彈出趨勢圖：在圖片的初始化時(shí)，我們將作為參數(shù)帶入的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，以便顯示其趨勢曲線，在監(jiān)控流程畫面上點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備時(shí)彈出的當(dāng)前點(diǎn)的實(shí)時(shí)趨勢圖。

　　(7)報(bào)警一覽表：在報(bào)警一覽表中可進(jìn)行確認(rèn)單個(gè)報(bào)警、刪除單個(gè)報(bào)警，確認(rèn)所有報(bào)警、刪除所有報(bào)警的功能，當(dāng)從某一畫面打開報(bào)警一覽表時(shí)，只顯示與本畫面有關(guān)的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)方式：在配置模式下，雙擊報(bào)警一覽表中的報(bào)警匯總控件，在filter表單中設(shè)置過濾條件，即需查看的相應(yīng)報(bào)警區(qū)，為了實(shí)現(xiàn)顯示報(bào)警的監(jiān)控流程圖畫面的功能，在添加數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，須在報(bào)警擴(kuò)展字段中填寫相應(yīng)的監(jiān)控畫面圖的圖形名稱，此功能才能實(shí)現(xiàn)。

　　3.2 編程軟件modsoft/concept

　　modicon公司早期的plc編程軟件是modsoft2.x系列，是非漢化版，必須用軟驅(qū)安裝，安裝于win98以下系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)運(yùn)行環(huán)境就是dos6.x系列操作系統(tǒng)，對于現(xiàn)在恢復(fù)系統(tǒng)工作比較困難。

　　在dos6.x系列操作系統(tǒng)下編程和組態(tài)很不方便。現(xiàn)在modicon公司推出了plc編程軟件是concept系列，完全用圖形化界面進(jìn)行各項(xiàng)組態(tài)和編程工作。寶二發(fā)電公司現(xiàn)化學(xué)處理控制系統(tǒng)應(yīng)用concept系列，其余部分都用modsoft2.x系列。無論是concept或者modsoft2.x其基本功能是一致的，核心部分相同。

　　concept和modsoft2.x的指導(dǎo)原則基本一樣，此處主要以concept介紹功能。plc系統(tǒng)配置程序以及所有編輯器都具有相同的外觀和感覺。配置的大多數(shù)步驟，尤其是程序創(chuàng)建，都是在不依賴于要編程的plc的情況下設(shè)計(jì)的。整個(gè)程序被分成與邏輯結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的若干區(qū)段。配置工具允許對象( 例如功能塊、步以及轉(zhuǎn)移)被輕易地以圖形形式選定、放置或移動(dòng)。在對象放置過程中，可行性測試已經(jīng)在sfc(順序功能圖/順序語言)編輯器中發(fā)生，因?yàn)閷ο笾g的大部分連接都是在放置的過程中自動(dòng)生成的。硬件組態(tài)(例如cpu、程序內(nèi)存、輸入/輸出單元等)可以在程序創(chuàng)建之前、之中或之后進(jìn)行。配置任務(wù)可以以在線(連接到plc)和本地(只在pc上)兩種方式進(jìn)行。配置接受concept檢測，并且只使用有效的組合。這樣就避免了配置錯(cuò)誤。在在線模式中，配置好的硬件會(huì)立即測試有效性，而輸入錯(cuò)誤將被排除。

　　在concept中項(xiàng)目的創(chuàng)建有7 個(gè)主要步驟：

　　(1) 啟動(dòng)concept并開始一個(gè)新的項(xiàng)目；

　　(2) 配置 plc，設(shè)定硬件配置；

　　(3) 創(chuàng)建用戶程序，創(chuàng)建程序新的區(qū)段。

　　(4) 保存項(xiàng)目。

　　(5) 載入并測試項(xiàng)目，在pc和plc之間創(chuàng)建鏈接。將項(xiàng)目下載到plc中并啟動(dòng)。用在線測試功能來測試程序。現(xiàn)在修改刪除程序中的任何錯(cuò)誤，將修改過的部分下載到plc 中。

　　(6) 優(yōu)化及分離，建議優(yōu)化程序存儲(chǔ)容量并將優(yōu)化過的程序重新加載到plc中。在成功的加載、測試和優(yōu)化以后，您可以將pc從plc上斷線。程序?qū)㈦x線運(yùn)行。

　　(7) 創(chuàng)建一套所建項(xiàng)目的完整文檔，為工程項(xiàng)目日后維護(hù)、修改提供資料。

4 應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及解決

　　通過8年連續(xù)運(yùn)行，plc控制系統(tǒng)工作一直比較穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在plc控制系統(tǒng)的故障中，cpu的故障率0%，網(wǎng)絡(luò)通訊故障率2%，plc底板故障率1%，i/o板故障率15%，傳感器及開關(guān)故障率占45%，執(zhí)行裝置占30%，接地方面故障占3%，工控機(jī)故障率5%。運(yùn)行中出現(xiàn)問題就地設(shè)備故障率98%，軟件出現(xiàn)問題故障率2%。根據(jù)上述故障分析，我們針對性對執(zhí)行設(shè)備(在溫度高的石子煤系統(tǒng)氣動(dòng)執(zhí)行器，在濕度較大的精處理系統(tǒng)電動(dòng)執(zhí)行器)進(jìn)行治理改造；對一些性能較差的閥門開關(guān)、操作按鈕、傳感器改型改造，減少了傳感元件故障對程序控制的正常運(yùn)行，對控制系統(tǒng)線路核查整理減少線路接地現(xiàn)象，對除灰除渣等室外設(shè)備進(jìn)行加裝防雨措施，減少了接地或短路而使卡件損壞故障；利用停機(jī)時(shí)間對工控機(jī)進(jìn)行清灰，更換工控機(jī)風(fēng)扇，減少了工控機(jī)的故障，現(xiàn)在plc控制系統(tǒng)整體工作狀況良好。系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)了一些軟件編程缺陷：比如部分“成組、連鎖”運(yùn)行條件與現(xiàn)場設(shè)備條件不一致，使得運(yùn)行人員操作總是用“單步”操作；也有些監(jiān)控畫面顯示出現(xiàn)問題：

　　如就地設(shè)備與crt設(shè)備不對應(yīng)；

　　就地設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與crt顯示設(shè)備狀態(tài)不對應(yīng)；

　　部分“步序”畫面不刷新。經(jīng)過對這些問題分析，分別對modsoft中邏輯、intouch中設(shè)置和mbplus組態(tài)設(shè)置重新處理，現(xiàn)在軟件出現(xiàn)問題基本都已經(jīng)處理正常。