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探析自動(dòng)化控制系統設計方法論文
在工業(yè)控制系統中膠帶機控制是一個(gè)主要的控制設備,在運輸控制系統中占據很大的份額,由于膠帶機的控制相當于一個(gè)單機設備的啟�？刂�,往往視為簡(jiǎn)單的設備,不被人們重視,但是當多條膠帶機時(shí),那么系統的設計就是一個(gè)非常系統的專(zhuān)業(yè)的工程,整個(gè)工程就需要精心的設計、施工、編程、調試,并且通過(guò)一套整體的理論規范,從而達到優(yōu)質(zhì)、安全、方便的設備運行。
1 系統硬件設計
系統硬件設計重點(diǎn)在系統的電源設計、網(wǎng)絡(luò )拓撲設計。
1.1 系統電源設計,要區分系統電源和信號電源,外部電源和柜內電源系統電源指處理器電源和模塊自身需要的電源,與外部信號或其他的設備電源無(wú)關(guān)的電源,該電源一定在設計階段就設計成獨立電源,至少要有獨立的開(kāi)關(guān)控制,盡可能的與外部電源區分,防止外部電源的干擾造成系統電源不穩定,系統電源設計時(shí)考慮應用UPS電源。這個(gè)問(wèn)題曾經(jīng)出現在燒結球團豎爐控制系統中,該系統在設計時(shí)為了省錢(qián)省事,遠程通訊模塊和外部信號電源設計為同一個(gè)電源,由于外部信號的短路導致24V電壓瞬間降低,遠程通訊模塊瞬間失電又恢復正常,造成故障判斷不清。故障恢復困難。在外部電源設計時(shí),每一個(gè)模塊為一個(gè)端子排,在每個(gè)端子排上設計一個(gè)外部電源單極開(kāi)關(guān),單機開(kāi)關(guān)大小適當,不易過(guò)大,以免出現短路及接地時(shí)不能及時(shí)斷開(kāi),影響上級開(kāi)關(guān)。
1.2 控制網(wǎng)絡(luò )拓撲設計
隨著(zhù)通訊技術(shù)的發(fā)展,現在PLC通訊技術(shù)也是非常發(fā)大,大型名牌PLC廠(chǎng)家的控制系統都有雙網(wǎng)通訊的設計,因此,在遠程站通訊上要盡可能的選用雙網(wǎng)冗余的系統架構,確�？刂葡到y的通訊可靠�，F場(chǎng)總線(xiàn)敷設的路由很重要,在設計和敷設總線(xiàn)是時(shí)要與高壓線(xiàn)路分離,尤其與變頻電機的動(dòng)力線(xiàn)分離,并做好屏蔽,確�？偩�(xiàn)不受高壓線(xiàn)路電磁干擾,否則會(huì )引起總線(xiàn)通訊不穩定,有些線(xiàn)路無(wú)法分開(kāi)敷設總線(xiàn)時(shí),應當穿管敷設,做好管線(xiàn)接頭處的屏蔽防護工作。
2 軟件編程設計
軟件編程設計包括下位處理器程序設計和上位計算機操作界面編程設計,下面將分別進(jìn)行詳細的論述下位處理器程序設計概要:
2.1 系統設計調研
針對一個(gè)新的項目,可能是一個(gè)熟悉的對象,也可能是一個(gè)新的對象,但是都必須重新調研,熟悉設備,仔細分析每一個(gè)設備的特性,根據生產(chǎn)工藝要求并寫(xiě)出控制功能說(shuō)明書(shū),畫(huà)出程序功能流程圖,完成后要與生產(chǎn)單位技術(shù)人員核對功能是否正確,與生產(chǎn)工藝人員及電氣技術(shù)人員充分溝通,最終達到完全掌握工藝設備的控制要求。
2.2 系統設計規劃
針對調研報告及功能流程圖、電氣設計圖紙要對系統進(jìn)行設計規劃,設計規劃的主要目的是分解、組合程序設計。分解主要是將所有的成任務(wù)進(jìn)行分類(lèi),抽象概括出相同的的任務(wù),分解成數個(gè)獨立的功能塊,確定相同功能塊的編程及接口,以便將任務(wù)分配給設計組的成員分別完成。組合就是將功能塊(子程序)根據不同的任務(wù)有機的組裝成一個(gè)任務(wù)程序。
2.3 程序標簽規范設計
最新的PLC程序設計已經(jīng)接近高級語(yǔ)言設計,大量的使用標簽(相當于高級語(yǔ)言中的變量),即使使用硬件IO地址也有符號變量或注釋,在設計之初應首選標簽或符號變量編程,這樣編寫(xiě)成程序可讀性強,易于以后維護。因此標簽變量的命名規則我認為非常重要,命名規則的目的是見(jiàn)名知意。根據編程經(jīng)驗,命名規則一般使用設備的使用范圍由大范圍小范圍(大范圍小范圍)屬性等結構來(lái)命名。
2.4 程序子程序模塊化設計與程序集中調度
根據程序設計采用模塊化、積木式設計原則,首先是劃分任務(wù),根據相關(guān)性原則,將互相有關(guān)聯(lián)的設備列為一類(lèi)作為一個(gè)子程序,將具有相同的屬性和功能的設備分為一類(lèi),作為一個(gè)功能塊,比如閥類(lèi)、泵、風(fēng)機等,功能塊必須要進(jìn)行反復的測試,確認合格后方可應用,作為一個(gè)成熟的功能塊庫備用。
2.5 控制功能測試
控制功能測試是一個(gè)重要的環(huán)節,分每個(gè)單體功能測試和任務(wù)程序測試,設備安全啟停功能測試,每次開(kāi)發(fā)一個(gè)功能塊,一定要經(jīng)過(guò)多方面測試,測試時(shí)要讓生產(chǎn)崗位人員和電氣等相關(guān)人員參與測試,并要他們提出各種意見(jiàn),是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,如果不滿(mǎn)足,再次修改,直到測試成功,同時(shí)要提供開(kāi)發(fā)測試報告,作為技術(shù)積累為以后相同場(chǎng)合應用提供參考,但不能直接應用,即使應用也要進(jìn)行同樣的測試過(guò)程,有些閥類(lèi)、泵類(lèi)、膠帶機等條件相同的應用對象的功能塊,具有相當的參考價(jià)值。
2.6 操作界簡(jiǎn)單易懂統一圖形界面設計
上位計算機操作界面除了要考慮基本要求外,我想考慮的是,操作的界面的設計原則,我要考慮,界面一定要分系統工藝界面和控制設備的彈出界面,以及要經(jīng)過(guò)確認的確認界面。趨勢界面和報警界面報表界面等,定義標簽時(shí)應該考慮統一的命名規則,可以節省時(shí)間,為將來(lái)檢查錯誤提供方便。
2.7 準備交工資料
項目調試完成后要注意總結,準備交工資料,同時(shí)也要隨時(shí)注意是否有預料不到的情況發(fā)生,隨時(shí)進(jìn)行調整。最后完成項目調試報告。
3 結語(yǔ)
對于一個(gè)項目,不論任何大小,從接收到項目開(kāi)始,必須進(jìn)行充分的調研、規劃、系統分析、功能設計、形成完整的方案,必須遵循科學(xué)的系統方法,只有沿著(zhù)體系才能保證程序功能完善。由于設備的選型不同,硬件設備和編程方法各異,還必須進(jìn)行必要的培訓,熟悉設備的性能和編程軟件的特點(diǎn),制定相應的設計規范等,設計規范經(jīng)審核各方滿(mǎn)意后方可進(jìn)行設計編程。才可以設計出健壯的、可擴展的、可讀性、可維護性較強的控制系統程序。
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