1. 研究目的与意义
由于我国经济的飞速发展,各工业领域也竞相绽放,开始各自的生产系统化,而其中唯一不可缺少的就是测控系统。由于工业生产过程需要依托数据的支持,才能够控制系统稳定的运行,因此小型测控系统遍布工业生产各个角落,可以说没有测控系统的存在,自动化的生产是不可实现的。
基本的测控系统一般包括上位计算机系统和下位控制装置。典型的控制装置包括plc、dcs、现场总线,以及基于嵌入式系统开发的一些其它控制器;上位机系统中,典型方案包括:dcs和现场总线系统中往往采用厂家专用软件或通用组态软件;plc系统往往采用组态软件或plc系统配套的开发软件。一些中小型系统中,也有采用基于c语言等开发的监控程序。上位机监控软件采用labview软件,相比于组态软件,设计上更为灵活,数据处理等功能更强。下位机采用西门子s7-200plc,具有通用性、典型性和较高的性价比。该课题具有较好的实用性和通用性,可直接应用于自动化工程。
可编程控制器(plc)是具有高可靠性和稳定性的一种电子系统,目前正受到工业自动化领域的广泛应用。可编程控制器拥有灵活的编程和强大的环境适应能力,能够最大化程度的采集到最优质的信息。但对于大量数据时,仅仅靠其自身的cpu和外扩的简单显示屏以无法满足工业生产的要求,因此要依托计算机来进行数据处理。
2. 研究内容和预期目标
目前现存的测控系统有对压力、温度或各种单对的专有对象的,这些系统有单单采用plc进行数据采集分析控制等一系列工作的,也有单采用labview的,当然这些大多都会依托计算机。单采用一种仪器进行各项工作会加大仪器的负荷,更容易产生一些未知的错误,从而导致一些数据采集上的问题,控制上的问题也不是不可能。而且单采用一种仪器要保证系统的长期的稳定运行是有一定困难的,如果采用定期检修,则又加大了人力物力。
也有一些测控系统采用了两项结合的方式,虽然案例还较少。研究证明,plc和labview同时进行测控同样是可行的,也没有引起系统上运行的问题。而且从理论上讲,分工合作可以保证仪器发挥自身的最佳状态,运行周期也会提升,采集和分析所得的数据也会更加精确,控制就会更为稳定,自是提高的了生产效率。但难题是两者的通信问题,目前很少有成功的测控系统可以完美的将两者进行通信,或者说采用的方式极尽繁琐,反而适得其反。
两者的通信一般采用串口通信,如rs-232、rs-485串口,但单纯的串口通信已经无法满足现在的通信流量,逐渐遭到了淘汰。而基于以太网的通信方式就更具有优势,以太网通信只需连接到互联网,通信距离长,环境稳定,传输速度快。基于以太网可以采用opc服务器的方式,opc服务是利用com/dcom技术达成的工业自动化资料取得的构架。厂商预先在opc服务器中配置多种plc的硬件配置信息,网络部分的细节也已经实现,很容易就可以实现plc与labview之间的通信。而其中也会出现些无法配置的plc,这时候就需要进行modbus协议设置和下位机的网络配置。
3. 研究的方法与步骤
1、对硬件结构有整体的了解和解析
2、各个功能模块的分析与设计
3、熟悉plc和labview两项编程语言
4. 参考文献
[1] 杨高科. labview虚拟仪器项目开发与管理[m]. 北京:机械工业出版社,2012.
[2] 黄松岭,吴静. 虚拟仪器设计基础教程[m]. 北京:清华大学出版社,2008.
[3] 江征风. 测控技术基础[m].2版. 北京:北京大学出版社,2010.
5. 计划与进度安排
(1)2022.2.20―2022.3.19(4周) 查阅资料, 撰写开题报告,局部测试实验
(2)2022.3.20―2022.4.2(2周) 用户需求分析,方案论证
(3)2022.4.3―2022.4.30(4周) 上位机总体设计、人机交互界面设计,通信程序设计
