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1 引言
在以可编程序控制器(PLC)为控制系统的生产设备中,往往建立了服务器-客户机的网络结构,两者之间的数据远程访问广泛的进行。现以GE Fanuc公司90系列的编程软件Cimplicity为例,对它的远程访问功能加以介绍。
2 远程访问
GE Fanuc 公司的CIMPLICITY HMI软件是基于Microsoft bbbbbbs NT和bbbbbbs 95的产品,使用bbbbbbs NT或bbbbbbs 95的远程访问特性就可以让一个在客户机上运行CIMPLICITY HMI软件的用户通过调制解调器访问服务器上的CIMPLICITY HMI工程数据。下面介绍其具体的步骤。
3 远程访问的设置步骤
3.1 服务器的设置(bbbbbbs NT)
对于一个运行bbbbbbs NT和CIMPLICITY HMI服务器软件的服务器,需要安装远程访问服务,然后配置远程访问服务器,使之自动启动,然后用户从客户机拨号登录。
(1) 安装远程访问服务
先打开Control Panel,双击Network图标,在Network对话框中选择Services属性页,点按Add。在Select Network Service对话框中从服务列表中选择Remote Access Service,然后点按OK。计算机就会开始安装了。软件安装完成之后,Remote Access Setup对话框自动打开,如图1所示:
图1 Remote Access Setup对话框
选择Configure,Configure Port Usage对话框打开如下。
对于服务器,Port Usage的小选择是Receive calls only。为调制解调器选择了端口用法后即可点击OK返回。
再选择Network。Network Configuration对话框打开。
确保选择Server Settings中的NetBEUI和TCP/IP。然后点击NetBEUI的Configure:
在RAS Server NetBEUI Configuration对话框中选择需要的客户访问类型,然后返回。再为配置TCP/IP,在RAS Server TCP/IP Configuration对话框中,在Allow remote TCP/IP clients to access下,选择希望的方式。选择Use static address pool,在Begin和End域中输入从网络管理员那里申请的两个连续IP地址。Begin地址被分配给服务器的调制解调器,End地址则分配给客户机。选择Allow remote clients to request a predetermined IP address。然后点击OK返回。进行了这些配置之后需要重新启动计算机。之后还需要配置自动启动和允许用户从客户机拨号登录功能。
(2) 配置自动启动
远程访问服务的Startup Type在安装时被设为Manual。需要将其改为Automatic。那么首先打开Control Panel,双击Services图标,在Services对话框中双击Remote Access Server,在它的对话框中选择Startup Type为Automatic,点击OK返回即可。
(3) 给予客户拨入许可
从Start菜单选择Administrative Tools,从中打开Remote Access Admin程序,在该窗口中的Users菜单上选择Permissions。远程访问许可对话框就打开了。在对话框中确保所以需要作为客户拨入的用户都得到了拨入许可,就可返回。
3.2 客户机的设置(bbbbbbs NT)
对于运行bbbbbbs NT的客户(CIMPLICITY HMI浏览站),需要安装远程访问服务之后再配置拨号网络。
(1) 安装远程访问服务
同样先打开Control Panel,双击Network图标,在Network对话框中选择Services属性页。点击Add,在Select Network Service对话框中,从服务器列表选择Remote Access Service然后点击OK,计算机就开始安装了。
安装完毕之后,Remote Access Setup对话框会自动打开,选择Configure,Configure Port Usage对话框打开,在其中选择希望的调制解调器的端口用法,一般对于客户机而言,Port Usage的小选项是Dial out only。设置好后返回。再选择Network对其进行配置,在这里需要确保Dial out Protocols选择为NetBEUI和TCP/IP,然后依次返回。
(2) 安装完远程访问服务器后,还需要进一步配置拨号网络选项。先打开My Computer,双击Dial-up Networking图标,为希望连接的远程访问服务器添加一个项,即可。
3.3 客户机的建立(bbbbbbs 95)
对于运行bbbbbbs 95的客户机(CIMPLICITY HMI浏览站),首先要保证安装了NetBEUI和TCP/IP协议。步骤:打开Control Panel,双击Network图标,选择Protocols卡片,确保安装了这两个协议。然后配置拨号网络,步骤:打开Control Panel,双击Add/Remove Programs图标,在Add/Remove Programs Properties对话框中选择bbbbbbs Setup卡片,选择Communications,选择Details,在Communications对话框中,选择Dial-up Networking,然后点击OK。在Add/Remove Programs Properties对话框中点击OK。计算机就开始安装拨号网络选项了。安装完毕后,再配置它的属性。先打开My Computer,双击Dial-up Networking图标,为希望连接的远程访问服务器添加一个项。后配置网络属性,先打开Control Panel,双击Network图标,在打开的Network对话框中选择Configuration卡片。选择TCP/IP->Dial-up Adapter并显示其属性,然后做下列工作:
(1) 禁止DNS Configuration
(2) 让Gateway保持空白
(3) 对于WINS Configuration,选择DHCP for WINS Resolution
(4) 选择Obtain and IP address Automatically
(5) 对于Bindings,选择Client for Microsoft Networks
(6) 对于Advanced,选择None
再选择Identification卡片,为计算机输入一个名字,点击OK关闭Network对话框,保存所在的修改。
至此远程访问的客户就建立起来了。
3.4 配置HOSTS文件
由于RAS连接不支持CIMPLICITY HMI工程的广播方式,因此每台计算机(包括服务器和浏览站)的IP地址和结点名都必须配置到其它计算机的hosts文件中去。例如:在bbbbbbs NT环境下,可以在C:WINNT35system32 driversetc下找到hosts.sam文件,在bbbbbbs95环境下,可以在C:bbbbbbs下找到hosts.sam文件,只需要将hosts文件放在和hosts.sam同样的目录下即可。
4 举例说明
本文采用以下配置作为示例:
服务器:名称为Server61,并配有Microsoft bbbbbbs V4.0,CIMPLICITY HMI服务器软件,调制解调器,以太网IP地址为202.114.1.98,两个连续的IP地址-202.114.1.90和202.114.1.91-用于配置远程访问服务。
客户机:命名为Client62,并配有Microsoft bbbbbbs95,CIMPLICITY HMI浏览站软件,调制解调器。配置图示如图2所示:
图2 系统配置示意图
4.1 测试连接
当从客户端拨入服务器并建立连接后,可以进行如下的测试。
(1) 客户端测试
从客户机上要计算机名测试服务器,如下:
C:bbbbbbS>ping Server61
Pinging Server61 [202.114.1.98] with 32 bytes of data:
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=103ms TTL=128
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=101ms TTL=128
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=99ms TTL=128
C:bbbbbbS
(2) 服务器测试
同理可以从服务器测试客户机,如下:
C:bbbbbbS>ping Client62
Pinging Client62 [202.114.1.91] with 32 bytes of data:
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time<10ms TTL=128
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time=1ms TTL=128
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time=1ms TTL=128
C:bbbbbbS
4.2 从客户机访问CIMPLICITY HMI工程
(1) 浏览一个点
在CimEdit中打开Select A Point浏览器时,Project域是空的,要想浏览服务器上的点需要在Project域中输入服务器的计算机名,如Server61。
(2) 打开一个CimView屏幕
想在客户机上打开一个CimView屏幕而其中使用了非严格格式化的数据点,可以使用/project命令行的选项指明服务器上运行的是希望访问的工程。格式如下:
cimview /project
5 结束语
在实际应用中,可能使用bbbbbbs更高版本的操作系统,具体的设置步骤差别不大,会更为简便。该远程数据访问功能在实际工程得到了应用,效果良好。
1 引言
在电梯控制系统中,采用PLC构成的系统具有故障率低,可靠性高,维修方便等优点。在本实验室中就是采用OMRON的PLC作为电梯教学模型的控制装置。
电梯模型控制系统可分为逻辑控制部分和调速部分。逻辑部分选用高可靠性的PLC,利用软件逻辑控制,具有硬件简单、工作可靠等特点。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响,该教学模型调速部分是通过高性能的变频器控制电梯升降电机来实现的,变频器的频率输出和正反转则由PLC的输出来控制。
2 系统结构
整个硬件系统由一个8层电梯教学模型、一个与之相配套的专用实验操作箱、变频器、以及用作控制装置的PLC组成。系统的硬件构成如图1所示。
我们所用的电梯模型为8层,它由轿箱、开关门机构、升降电机、以及模型本身的控制系统组成。为了突出电梯运行控制这一重点,该电梯模型实验装置的楼层显示,电梯轿箱内楼层指示灯,均已由电梯模型实验箱完成,而各楼层电梯操作面板上的按钮指示灯则需由用户控制,这就是为了适合1台控制器同时控制多台电梯模型运行的情况。升降电机以给定的速度和转向运转。
图1 系统的硬件组成
此模型共需有34点指令信号和20点以上的控制输出信号,他们分别是:
(1) 每层楼上、下请求按钮指令信号,共14点(除去1楼下请求和8楼上请求)。
(2) 每层楼的楼层限位开关指令信号,共8点
(3) 轿箱内8层楼楼层按钮指令信号,共8点。
(4) 开、关门按钮指令信号,共2点。
(5) 上下请求指示灯信号,共14点(除去1楼下请求和8楼上请求)。
(6) 开、关门控制信号,共2点。
(7) 变频器正、反转信号,变频器频率选择信号,共4点。
其中(1)~(4)为输入信号,(5)~(7)是输出信号。
PLC根据现场信号的状态决定开门、关门,并决定发给调速系统(变频器)的速度选择信号。在进行PLC控制系统硬件设计时,首先是确定现场输入、输出信号的类型、作用和数量,再选择PLC的型号,在这里我们选择了日本OMRON公司C200Hα的PLC来对电梯教学模型进行控制。
3 电梯定向逻辑
电梯的定向是根据电梯的上行请求信号、下行请求信号、电梯轿箱内请求信号、电梯当前所处位置等信号来确定电梯继续运行的方向。电梯的定向是电梯控制中的重要逻辑。在以往电梯的定向逻辑中,一般都是将电梯各个层的上、下行请求信号、电梯轿箱内楼层请求信号、电梯当前楼层信号等综合到一条或几条语句中进行判断。这样一来,当楼层数目比较大时,每条语句的编程元件很多,不可避免的带来程序复杂,容易出错,调试麻烦,运行速度慢等问题。以下提出的用逻辑运算指令来进行电梯定向的方法可以比较好的解决该问题。
3.1 状态转换方式
电梯的方向只有上升、下降2个方向,但电梯也可能由于没有任何的上升或者下降请求信号而处于停止状态。在电梯的方向处理过程中,电梯只能在上升状态和停止状态或者下降状态与停止之间转换,例如当电梯由上升状态转为下降状态时必须先由上升状态转换为停止状态以后再由停止状态转为下降状态。这样的处理方式对电梯的运行是很有意义的,以往的电梯控制系统中,当电梯响应完某个方向上的所有信号后,若所有剩余的信号都是反方向的,电梯立刻改变方向,此时,在原方向前方若出现新的呼叫信号,电梯将不会立刻应答,只是记忆该呼叫信号,而去响应换向后的方向上的呼叫信号,这样既不符合电梯选层的优先原则,又不能有效的节约能源。采用图2所示的状态转换方式,电梯在响应完某个方向上的所有信号后并不是立刻反向,而是保持该状态等待一段时间后进入停止状态,然后再反向响应相反方向的呼叫信号。对保持时间进行合理的选择,完全可以做到既不会使得电梯的换向过程显得迟钝,又能有效的响应同方向的新呼叫信号。
图2 电梯的状态转换
从上面的分析可以看出,由于电梯的上升与下降状态之间需要通过“停止状态”该中间状态来转换,故在电梯的方向判断逻辑中需要考虑以下几种情况:
(1) 电梯处于上升状态
在该状态下,当前楼层的上面有上升请求,当前楼层的上面有下降请求或者电梯轿箱内请求在当前楼层的上面,3个条件有1个和多个成立时,电梯继续处于上升状态;当以上3种条件都不满足时,电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
(2) 电梯处于下降状态
在当前楼层的下面有下降请求,当前楼层的下面有上升请求或者电梯轿箱内的请求在当前楼层的下面时,电梯继续处于下降状态;当以上3种条件都不满足时,电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
(3) 电梯处于停止状态
在当前层之上有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的上面则置电梯为上升状态;相反,若在当前层之下有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的下面则置电梯为下降状态。
3.2 电梯定向逻辑
电梯定向逻辑在程序处理上使用OMRON的C系列的PLC所具有的逻辑运算功能可以大大简化程序的开发过程,并使程序的运行更加有效。将DM0000作为电梯上行的记忆信号。将它低8位中的一位用作表示该层有没有上行请求信号产生且被接纳。位代表电梯1楼上行请求信号,第二位代表电梯2楼的上行请求信号,依此类推。程序开始时首先将DM0000的低8位全部置为“0”,然后判断在每一层是否又有上行请求信号,如果有,就将该层对应的位置为“1”,否则就置该层对应的位为“0”。同理可以将电梯的下行信号记忆到DM0001的低8位中,将电梯当前的位置保存在DM0002的低8位中,将电梯的轿箱内的请求信号保存在DM0003的低8位中。
电梯处于上升状态时方向判断相对简单,只需将保存当前电梯位置DM0002与DM0000(记忆上行请求)、M0001(记忆下行请求)、DM0003(记忆轿箱内楼层请求)作比较就可以简单的判断在当前楼层之上有无上行请求、下行请求或者轿箱内楼层请求是否在当前层之上,从而决定电梯是否继续上升。
当电梯处于下降状态和停止状态时的方向判断则比较复杂一些,以下只以电梯处于下降状态时为例来进行说明。为了判断电梯在当前楼层以下是否有请求,在程序中用到了另外一个DM单元(DM0004)来保存电梯的当前位置,但该单元的存储方式则与DM0002完全不同。
电梯当前所处的楼层和DM0004的低8位数据的对应关系如附表。DM0004与DM0000作“与”操作,则可以屏蔽当前楼层以上的所有上行请求,而保留当前楼层以下的所有上行请求。 若“与”后的结果不为零,则表示在当前楼层的下面仍然有上行请求存在,若“与”后的结果为零,则表示当前楼层以下已经没有上行请求存在了,程序如图3所示。用相同的方法可以判断在当前楼层的下面是否存在下行请求和轿箱内的楼层请求信号。综合以上3个判断结果就可以判断电梯是否继续处于下降状态。若电梯继续下降的条件不成立,则电梯经过一段定时后进入停止状态。
附表 电梯当前所处楼层与DM0004低8位的对应关系电梯处于停止状态时的方向判断的程序编制方法与电梯处于下降时有很大的相视之处,限于文章的篇幅就不在详细叙述。
4 电梯调速
在电梯控制系统中,电梯速度的控制是一个重要而难以解决的问题。电梯的速度控制对乘坐者的舒适感影响很大,又影响电梯的jingque定位。在该电梯教学模型的控制系统中选用日本Panasonic交流马达变频调速器V700T750B1来控制电梯的速度。当PLC完成定向后,向变频器发出方向使能的速度信号,变频器依据设定的速度及加速度值启动电机,达到大速度后匀速运行。当电梯响应呼叫,到达目的层的减速点时,PLC切断高速度信号输出,此时变频器以设定的减速度将大速度减至爬行速度。在减速运行过程中,变频器的调速器能够自动计算出减速点到限位点之间的距离,并计算出优化曲线,从而能够按优化曲线运行。
图3 判断当前楼层下有无上行请求的程序、
使用PLC、变频器来控制电梯还有一种比较好的速度控制方法可以使用,就是利用PLC的D/A模块来实现。事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器,在电梯的运行过程中PLC通过查表找出对应的速度值写入D/A模块,再由D/A模块转换成模拟量后控制变频器的频率输出。
4 结束语
经过一段时间的实验证明,本系统能成功的对电梯完成自动控制,能准确地、及时地到达指定楼层,能按规定的频率曲线完成对电梯的速度控制。采用PLC控制电梯有明显的优越性,是一个改善电梯性能的有效方法。
太钢热连轧每天用水量20万t左右,在废水中含有污油、铁鳞、污泥等,将这20万t废水经过处理后循环使用,对我们这个水资源缺乏地区具有深远的意义。水处理是一项复杂的生产过程,为此我们在这项工程设计中采用了PLC技术自动完成水处理的全过程控制。
1 水处理设备对电气控制系统的要求
(1) 层流冷却给水泵为N1泵组,P = 132kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
(2) 层流冷却过滤给水泵为N2泵组,P = 160kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
(3) 粗、精轧冷却给水泵为N3泵组,P = 132kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
(4) 粗、精轧过滤冷却给水泵为N4泵组,P = 160kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
(5) 反冲洗给水泵为N5泵组,P = 75kW,~380V,2台,带电动阀,1用1备。
(6) 中压浊循环给水泵为N6泵组,P = 630kW,~6kV,6台,带电动阀,5用1备。
(7) 低压浊循环给水泵为N7泵组,P = 300kW,~6kV,4台,带电动阀,3用1备。
(8) 层流冷却泵为N8泵组,P = 115kW,~380V,5台,带电动阀,4用1备。
以上泵组操作方式为自动、集中操作、现场操作。
2 电气自动控制系统的硬件配置
水处理设备电气控制系统中配置了SG-8可编程序控制器,该机具有从顺序控制到模拟量控制、计数控制、逻辑运算等各种控制功能,适应于广泛需要的丰富的指令体系,可自由地构成上位通信、PC通信、远程I/O通信和分散远程I/O通信网络。硬件为模拟结构,从电源模板、扩展板、CPU、存储器到I/O模板都可分别拔插。PLC硬件配置如图1所示。
图1 硬件配置示意图
输入为384点数字量信号,采用光电隔离的24VDC输入模板G-01N共24块,每块16点输入。主要用于操作方式的选择,水泵运行、压力、水位、电动阀限位的信号输入。
输出为206点,采用光电隔离的24VDC输出模板G-01T共16块,每块16点输出。通过中间继电器柜控制水泵的起停,电动阀的开闭,备用水泵的投入,模拟屏信号的显示和事故报警。
3 应用功能
(1) 自动方式 由PLC来完成,首先根据生产用水要求发出起泵指令,水泵起动后,当压力达到给定值时电动阀门打开(若超过3min电动阀门仍打不开,报警并停该泵,备用泵自动投入)。当吸水井水位在低线(▽-1.000m)时,报警并延时逐台停泵。水位回升后,水泵继续工作。水泵运行过程中某台泵发生故障,则停该泵,相应的电动阀门自动关闭,备用泵自动投入。每个泵组的备用泵可任意指定。
反冲洗水泵(N5泵组)除有上述功能外,还要满足下列要求:
1) 泥浆二沉池水位高于给定值(▽+0.85m)时不能起动反冲洗泵。
2) 反冲洗泵吸水井水位低于给定值(▽+1.85m)时不能起动反冲洗泵。
层流冷却泵(N8泵组)运行和高位稳压水池水位联锁运行制度如下。
当水池水位L(高位稳压水池底部距地标高▽+7.8m):
8.15m ≤ L<8.30m 4台泵工作
8.30m ≤ L<8.40m 3台泵工作
8.40m ≤ L<8.55m 2台泵工作
8.55m ≤ L<8.65m 1台泵工作
L≥8.65m N8泵组全部停止工作
(2) 集中和现场操作规程 此功能没有联锁,只作为调试,检修,处理故障用。
4 软件设计
PLC的软件是用梯形图编制的,为使软件在编制、调试过程中,简单明了,将热连轧水处理PLC控制的电气设备按工艺要求分成如下两大类。
第1类为N1~N7泵组,软件框图见图2。主程序是根据输入指令和吸水井的水位来控制各泵组的工作。各泵组的水泵所带电动阀的开闭方式是一样的,故电动阀的编程采用子程序调用的方法较为方便。其作用就是在控制水泵满足开闭电动阀的逻辑关系时,直接调用电动阀的子程序即可。
图2 N1-N7泵组软件框图
第2类为N8泵组,软件框图略。根据高位水池水位来编制起动水泵工作的数量,在程序中考虑了相应配套的水泵电动阀的子程序。
为了方便操作,还编制了显示与报警程序,每一步动作均在模拟屏上显示,当该步动作在规定要求内没有完成则视为事故并报警。
5 结束语
太钢热连轧水处理工程于1994年8月8日正式投产,5年来该自动控制系统运行情况表明,经济效益非常显著,仅节约能源一项每年为55万元。而且系统运行可靠,控制精度高,可扩展性好,抗干扰能力强,操作维护方便,为热连轧的正常生产提供了可靠的保证。