通过本示例分析,读者可以学习组态王如何与研华公司PC数据采集板卡构造数据采集系统,进一步学习生产工艺过程监控面的设计等问题,通过该事例,读者还可举一反三地具备组态王与其他厂商PC数据采集板卡构造上、下位机的能力;还应拓展掌握其他通用组态软件产品与PC数据采集板卡通信设置的一般方法。
7.3.4.1 工艺与控制要求分析
某化工生产工艺过程主要设备包括:精馏塔、反应釜、冷凝器、储料罐等。
根据工艺与设备控制要求分析,该系统控制方案拟采用上、下位机控制方式。上位机采用工业控制计算机,完成系统信号的采集、监测与报警工作;下位机采用智能数字仪表实现对系统过程量的控制、显示等功能。控制系统原理框图如图7-90所示。
图7-90 控制系统原理框图
其中,传感器完成现场一次信号的采集变送,即将现场温度、压力、液位等信号转换为标准电信号,并作为仪表盘二次数显仪表的输入;二次显示仪表接收现场传感器的一次信号,并实时数字显示,同时变送输出作为数据采集板卡的输入;数据采集板卡将二次仪表的变送模拟输出信号送入计算机,供系统组态监测,数据采集板卡选用研华公司的PCI1711板卡;工业控制计算机完成数据采集与系统工艺过程的组态监测、报警;调节阀或电磁阀与智能数显仪表组合,构成相关参量的回路控制。
经综合分析,系统需要采集与控制的变量参数为:温度量13个、压力量6个、液位量4个,其中4个温度与2个液位采用调节仪表完成实时控制。其具体数据采集变量见表7-3。
7.3.4.2 设备定义与数据变量定义
在组态王I/O设备管理的相应对话框中,可分别完成PCI1711的设备定义和数据变量定义等工作。设备定义过程具体步骤包括新建板卡选择对话框、选择板卡生产厂商对话框、选择研华公司板卡具体型号对话框、设备名称定义对话框、设备地址定义对话框等环节,如图7-91~图7-95所示。定义完毕后,在设备浏览器中生成所定义的设备,如图7-96所示。
表7-3 数据采集变量汇总表
图7-91 新建板卡选择对话框
图7-92 选择板卡生产厂商对话框
图7-93 选择研华板卡具体型号对话框(www.daowen.com)
图7-94 设备名称定义对话框
图7-95 设备地址定义对话框
图7-96 设备浏览器界面
图7-97 基于PCI1711(图中误为PCL1711)数据采集板卡的变量连接设置
若把表7-3中的仪表编号作为组态王中所定义的变量名称,则依据表7-3可建立PCI1711数据采集板卡模拟量通道与组态王变量的对应关系。
系统运行时,组态王数据库中相应变量状态变化直接反映工艺过程中各个实际物理量的变化,根据这些变量的状态,可以构造相应的动态效果或实时曲线等,实现工艺过程相关模拟量的可视化的监测。
图7-98 基于PCI1711的数据采集人机界面显示
a)静态界面 b)动态画面
7.3.4.3 数据变量定义
对组态王中新建相关变量,在本例中,采用表7-3中的“仪表编号”作为组态王的变量名称,连接设备选择研华公司PCI1711 PCI总线板卡,变量的连接通道也应与表7-3一致,图7-97是变量“T1”的属性设置,其他相关变量可依次建立,不同点在于工程量的变换。有关研华公司PCI1711PCI总线板卡的硬件通道测试可参考第6章中相关内容。
7.3.4.4 静态画面与动态连接设计
可以通过绘制工艺流程、数据显示和曲线的方式来监测相关物理量的变化,图7-98所示为采用数据显示方式完成的人机界面设计。其中,图a为组态的静态界面,图b为运行时的动态效果。图7-98a中的“E101冷却水入口温度”与“T1”都采用工具箱中的“文本”工具,但是前者不进行动态连接(仅仅是文本显示),而后者与相关变量进行了变量连接。
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