基于IEC61131標準編程語(yǔ)言的Phoenix Contact自動(dòng)控制系統
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要實(shí)現新的工業(yè)安裝技術(shù)的關(guān)鍵是要采用新的傳輸方法。常規的點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸方法，即并聯(lián)傳輸方法已明顯地不能滿(mǎn)足大量現場(chǎng)數據的傳輸任務(wù)，特別對于模擬量信號的傳輸更需要用特殊的導線(xiàn)，以提高傳輸的抗干擾能力。并聯(lián)傳輸時(shí)，傳輸的信號越多,需要連接的導線(xiàn)也越多。同時(shí)采用并聯(lián)傳輸方法的控制系統都屬于封閉式的控制系統。很難實(shí)現不同系統之間的信號交換。而采用串聯(lián)傳輸方法就可將以上問(wèn)題迎刃而解。在這種實(shí)踐和用戶(hù)的需要的情況下，德國PHOENIX公司在86年就首先開(kāi)發(fā)了采用串聯(lián)傳輸方法的INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)。十多年來(lái)INTREBUS總線(xiàn)現已廣泛地應用于汽車(chē)工業(yè)，倉儲及傳送技術(shù)，煙草工業(yè)，造紙工業(yè)，包裝工業(yè)，食品工業(yè)等等。1996年成為DIN19825德國標準，1998年成為EN50254歐洲標準，2000年成為IEC61158國際標準。全球1000多個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供2500多種總線(xiàn)產(chǎn)品，目前已經(jīng)超過(guò)400萬(wàn)節點(diǎn)，四十多萬(wàn)個(gè)系統應用在世界各地，使得INTERBUS成為國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
但是現場(chǎng)總線(xiàn)的出現僅僅解決了現場(chǎng)信號傳輸的問(wèn)題，并沒(méi)有解決控制器革新的問(wèn)題。從下圖可以看到所有的現場(chǎng)輸入信號通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)送入PLC控制器，經(jīng)過(guò)PLC控制器的處理后，又通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)送入現場(chǎng)的執行器。但是僅僅只有現場(chǎng)總線(xiàn)不能解決控制系統的問(wèn)題。所以從90年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)Phoenix的PLC控制器。但是開(kāi)發(fā)什么樣的控制器，是采用現成PLC的形式，如SIEMENS，AEG，AB的方式，還是采用以PC為硬件平臺的嵌入式PLC或軟PLC。是采用自己標準的控制編程語(yǔ)言，還是采用具有國際標準的IEC61131的語(yǔ)言？終于在95年，PhoenixContact推出了基于PC控制技術(shù)和采用IEC61131標準的INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的PLC控制軟件PCWORX
2PC-WorX基于PC控制技術(shù)和采用IEC61131標準的INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的PLC控制軟件整個(gè)現代化控制系統是由三大部分組成，即管理層，控制層和現場(chǎng)總線(xiàn)層。為了完成自動(dòng)控制的任務(wù)，我們不僅需要有一套PLC的編程控制程序，而且也需要現場(chǎng)總線(xiàn)的組態(tài)管理軟件和HMI監控軟件。Phoenix公司從95年開(kāi)始，根據這種控制系統的需要開(kāi)發(fā)了基于PC控制和INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和IEC61131標準的PLC控制的PC－WORX軟件PC-WorX軟件是第一次將現場(chǎng)總線(xiàn)的組態(tài)軟件，PLC的控制軟件以及系統監控軟件集成一體的解決自動(dòng)控制系統的完整軟件包。它工作于WINDOWS的操作系統環(huán)境，采用基于PC技術(shù)的硬件平臺，所有PHOENIX的嵌入式PLC或軟PLC，無(wú)論是帶有以太網(wǎng)的RFCStandalone的高性能控制器，還是FC系列的嵌入式PLC或者智能式的ILC200現場(chǎng)總線(xiàn)PLC控制器都可以應用這種軟件。由于采用了PC機為硬件平臺，現場(chǎng)數據，控制數據都在一個(gè)公共數據區中進(jìn)行通信，使得系統更加可靠，迅速。PC－WORX使用OPC的開(kāi)放接口，面向對象，可以與幾乎所有的監控軟件相結合。PC－WORX軟件的結構采用模塊化的方法，首先將IEC61131標準與現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)結合起來(lái)，將信息技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)方法，如軟件工程，網(wǎng)絡(luò )通訊等引入工業(yè)控制領(lǐng)域的軟件設計中來(lái)，成為一個(gè)在國際上具有獨特風(fēng)格，代表著(zhù)今后自動(dòng)化軟件發(fā)展方向的新思想。PC－WORX針對現代控制的特點(diǎn)，分為System-WorX,Programm-WorX和Graph-WorXSystem-WorX
System-Worx是實(shí)現INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統的軟件管理工具。借助于System-WorX軟件，用戶(hù)可以方便地實(shí)現INTERBUS總線(xiàn)系統全部的設計，方案制定，現場(chǎng)調試和維修診斷的任務(wù)。在項目設計過(guò)程中，它可以作為總線(xiàn)組態(tài)軟件，設置輸入/輸出信號的物理地址與邏輯地址的對應表。在現場(chǎng)調試過(guò)程中，借助于其監控，設備的參數設定對各種功能進(jìn)行測試。當系統運行時(shí)，又可以提供總線(xiàn)運行狀況的全部信息。值得提出的是System-WorX軟件中還包含了過(guò)程數據預處理功能，即微型PLC，它的特點(diǎn)是，可以對一些實(shí)時(shí)性要求很高的輸入/輸出信號進(jìn)行及時(shí)的處理。其采樣周期在1ms以下。并對INTERBUS總線(xiàn)系統的模塊進(jìn)行組態(tài)和參數設定。在INTERBUS總線(xiàn)調試，運行和擴展時(shí)，對總線(xiàn)系統進(jìn)行操作和診斷，將所有的組態(tài)數據通過(guò)一個(gè)公共的數據存貯區送入PROGRAMM－WORX和GRAPH－WORX
在PC－WORX的最新文本3.00，System-WorX又增加了下列功能：
開(kāi)放式的總線(xiàn)控制軟件，通過(guò)總線(xiàn)控制板可用于不同的PLC控制系統;
程序的擴展性強，靈活性高;
生成新的功能和服務(wù)程序;
未來(lái)的System-Worx將能夠運用于所有的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù);
System-WorX軟件支持整個(gè)系統或項目的實(shí)施，在項目設計，計劃的過(guò)程中，借助于System-Worx軟件可以作出總線(xiàn)的方案，在系統安裝時(shí)可提供線(xiàn)路設計圖，在系統調試上提供強大的診斷，監控功能。同時(shí)在系統運行時(shí)又具有在線(xiàn)監控的功能。下面簡(jiǎn)單地敘述一下System-WorX主要的三大功能
組態(tài)軟件功能（configuration）：SYSTEMWORX組態(tài)軟件支持項目設計人員進(jìn)行總線(xiàn)的設計。采用SYSTEMWORX的軟件可根據工況的實(shí)際提供相應的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )結構。其結構的顯示采用模塊圖的方法，主觀(guān)易懂。在組態(tài)圖清楚地表示出系統的網(wǎng)絡(luò )，即遠程總線(xiàn)段，本地總線(xiàn)段，傳輸媒介是電纜或光纜。在調試時(shí)，組態(tài)軟件還可以檢查系統組態(tài)是否正確。SYSTEMWORX提供了一個(gè)INTERBUS模塊數據庫，這個(gè)數據庫包含了INTERBUS的所有信息，比方模塊的種類(lèi)，數據長(cháng)度，PCP通道等，通過(guò)了解這些信息，項目設計人員可以對INTERBUS的模塊進(jìn)行參數設定：
－自動(dòng)地址分配和擴展
－可不連接具體的模塊設置相應的參數
－設置特殊的參數
所有設置的數據和組態(tài)圖可以保存或打印出來(lái)。同時(shí)數據也可以構成輸出文件送入EPLANE－CAD系統，自動(dòng)生成一個(gè)接線(xiàn)布線(xiàn)圖，大大減少了編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的工作量。SYSTEMWORX對INTREBUS總線(xiàn)的輸入輸出的地址進(jìn)行組態(tài)，同時(shí)通過(guò)變量的設賦值置將過(guò)程數據(processdata)映照到PLC的數據地址上。以上表示PLCVar1的地址現在已對應于INTERBUS10.0模塊的輸入輸出地址。PLC52的地址對應于INTERBUS的10.1的模塊。這樣PLC控制器通過(guò)編程就可以得到現場(chǎng)總線(xiàn)的輸入輸出信號。SYSTEMWORX可以獨立地對INTERBUS的總線(xiàn)系統進(jìn)行調試，然后與PLC控制器進(jìn)行現場(chǎng)數據的通訊。從理論上來(lái)講，采用SYSTEMWORX軟件的INTERBUS總線(xiàn)系統可以與任何的PLC控制系統相結合，構成一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統。所以INTERBUS是一種開(kāi)放式的總線(xiàn)系統。
總線(xiàn)監視功能（monitoring）：總線(xiàn)監控功能監視整個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)系統的運行狀態(tài)，使用人員可根據總線(xiàn)的狀態(tài)采取現場(chǎng)措施，一步一步地對子網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行調試。SYSTEMWORX同時(shí)也提供了總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的變結構功能，能夠根據設計的要求，關(guān)斷或連接總線(xiàn)的某個(gè)子總線(xiàn)段?？偩€(xiàn)監控功能給安裝，操作人員提供了一個(gè)現場(chǎng)調試，維修的有力的工具，它能完成下列功能：
控制或操作整個(gè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或子總線(xiàn)段
辨識和確定安裝時(shí)以及部件的錯誤
現場(chǎng)總線(xiàn)的模塊具有輸入/輸出的狀態(tài)顯示
在調試時(shí)可以設置輸出的狀態(tài)
可以保存某些智能設備的參數
診斷功能（diagnose）：如果一個(gè)工業(yè)控制設備處于運行狀態(tài)，對于一個(gè)現場(chǎng)操作人員來(lái)說(shuō)，最重要的是，減少設備的停機時(shí)間。這對一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)說(shuō)，可靠性和強大的診斷功能，即設備出錯時(shí)，能夠采用現場(chǎng)總線(xiàn)的診斷功能，迅速找出錯誤，恢復運行。SYSTEMWORX提供這種功能，當系統出錯時(shí)，能夠迅速地找出錯誤，確定出錯的地點(diǎn)以及糾正的方法。
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