1、沈阳理工大学学士学位论文I摘 要当今世界是信息自动化的世界，人们对计算机的依赖性越来越高，计算机已经被公认为是一种解决问题的工具。随着计算机技术和自动化技术的迅猛发展，监控组态软件以为具有实时控制、联网通讯、数据记录、人机对话等各项功能，被广泛的运用于 PLC、DCS 及 FCS 等系统中，在工业自动化领域扮演着越来越重要的角色。本论文以美国 Rockwell Automation 公司的 RSView32 软件和 Rslogix500 软件为基础，设计出了天然气管道阀门的自动控制系统。通过下位机梯形图程序，和上位机监控组态软件投入运行后，操作员可以在它的支持下查看生产现场的实时数据及流程画面
2、。重点介绍罗克韦尔组态软件 RSView32 和梯形图软件Rslogix500 在天然气管道阀门控制系统上的应用。接着介绍使用 RSView32 怎样制作人机界面，Rslogix500 怎样编写调试梯形图程序，以及 Rslogix500 和RSView32 的各项功能在天然气管道阀门控制系统中应用。在整个设计过程中，重要的部分是使用 RSView32 制作人机界面和Rslogix500 编写调试梯形图程序，但是在之前，还必须花大量的时间熟悉RSView32 的各项功能和 Rslogix500 的编程，这是我们做这个项目的基础。关键词：RSView32； 组态； 控制； Rslogix500；
3、编程沈阳理工大学学士学位论文IIAbstractTodays world has entered the era of information and automation. People become more and more dependent on the computer, which has been known as a tool to solve problems. With the computer technology and automation technologies and development by leaps and bounds, Monitor confi
4、guration software that has real-time control, network communications, data recording, various functions such as human-computer dialogue are widely used in the PLC, DCS and FCS systems，In the field of industrial automation plays an increasingly important role.In this paper, the United States, Rockwel
5、l Automations RSView32 software and Rslogix software-based, The design of the gas pipeline valve controlling system can be made; Configuration software to monitor post-operation.Program software Rslogix500 to work.Operators can support in its production site to view real-time data and process images
6、, Focuses on the configuration software Rockwell RSView32 and the program software Rslogix500 in gas pipeline valve controlling system. Then introduced the use of how the production of RSView32 human-machine interface and how the writing of Rslogix500 program, and RSView32 in gas pipeline valve cont
7、rolling system and introduce the function. Throughout the design process, Important part of the production is to use RSView32 human-machine interface and Rslogix 500 programming. However, before this, we have to spend a lot of time to know the RSView system and Rslogix500 programming, which are the
8、basis for us to do this project.Keywords: RSview32; Configuration ; Control; Rslogix500; Programming沈阳理工大学学士学位论文III目 录1 绪 论 .11.1 课题研究的背景及意义 .11.1.1 背景介绍 .11.1.2 简单理论介绍 .11.2 课题的意义 .22 燃气站阀门控制系统介绍 .42.1 燃气站阀门控制系统总体要求 .42.2 控制系统技术规格及要求 .42.2.1 功能要求 .42.2.2 系统可靠性 .52.2.3 硬件环境 .52.3 SLC500 控制系统的特点 .62.
9、3.1 SLC500 可编程控制器 .62.3.2 SLC500 系统组成 .62.4 软件环境 .82.4.1 系统组成 .82.4.2 操作系统 .92.4.3 组态软件 RSView32（人机接口） .92.4.4 组态通信软件 RSLinx .112.4.5 编程软件 RSLogix500 .123 系统实现 .143.1 用 Rslogix 软件编程 .143.2 新建项目 .163.3 RSlinx 驱动 .173.4 设置通道 .173.5 设置节点 .183.6 标记数据库建立标签 .213.7 建立画面 .213.8 按钮设置 .223.9 项目启动设置 .26沈阳理工大学学
10、士学位论文IV3.10 显示设置 .273.11 设置数据趋势图 .313.12 数据记录 .334 运行调试 .354.1 运行 .354.2 调试 .415 结论 .42参考文献 .43致 谢 .44附录 A 英文原文 .45附录 B 汉语翻译 .51沈阳理工大学学士学位论文11 绪 论绪论主要讲的是本课题提出的背景及其意义，还简单介绍了燃气站调节阀门控制的理论。1.1 课题研究的背景及意义1.1.1 背景介绍 随着工业生产的飞速发展，人们对生产过程的工业化控制水平、工业产品和服务产品质量的要求也越来越高。每一个实用、先进和监控算法的出现都对工业生产具有积极的推动作用。然而，当前的学术研究
11、成果与实际生产应用技术水平并不是同步的，通常情况下实际生产中大规模的应用算法要比理论研究方面的滞后几年，甚至有的时候是滞后几十年。这是目前控制界所面临的最大问题，研究其根源主要在于理论研究缺乏实际背景支持，一旦应用于现场就会遇到各种各样的实际问题，制约了其应用。在现代化燃气运输的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，燃气运输的质量和效率取决于流动着气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。所以研究调节阀的自动控制在燃气运输中的应用具有十分重要的意义。1.1.2 简单理论介绍燃气站阀门控制系统简介：该控制系统主要包括调节阀门、管
12、道、气缸。SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 本系统采用的是美国 Rockwell Automation 公司的工控组态软件 RSVieW32是一种易用的、可集成的、基于组件的 MMI 系统。它是基于 Microsoft Windows NT 和 Windows 95 设计，并且把 ActiveX 控制嵌入画面的 MMI 软件包。RSView32 采用
13、了开放的技术如 ODBC、OLE 和 DDE。并提供了先进的功能齐全的工具允许现场设备的在线修改。如：RSView32 允许在运行时改变图形显示、 tag 地址、沈阳理工大学学士学位论文2节点地址以及 PLC 网和设备驱动器的组态调整。 RSView32 提供的绘图工具可生成简单或复杂的图形对象或文本，以及包含许多常用图形对象的库。它的画面也可以使用用其它绘图软件如 AutoCad 和 CorelDRAW 等生成的对象。它的动画控制可以激活图形对象以使它们反映出过程变化。RSView32 的开放式设计使它容易地与 Microsoft 产品共享信息。RSView32 标签数据库是 ODBC 兼容
14、数据库因而可以利用其它数据库工具浏览并管理标签，如 Microsoft Access：它的图形功能可以利用它自身的图形编辑工具灵活地集成 ActiveX 控制和 OLE 对象，如 Microsoft Excel 电子表格、Word 文档和 Access 数据库等；它是第一个内装 Microsoft Visual Basic 的规范化人机接 El。可与其它应用软件交替使用。RSView32 可与其它 Rockwell Software 的产品集成工作。如：利用同一个 RSLinx 通讯驱动程序可以直接建立梯形图编程软件和 RSView32 与处理器的通讯。RSView32 利用 Microsof
15、t Windows 操作系统的多任务环境加上自己功能完善的多形式数据记录、实时与历史趋势、报警监视和事件检测等来完成监控系统的控制要求。1.2 课题的意义本课题的目的就是应用 DeviceNet 现场总线技术及多变量控制技术于燃气站阀门控制中的多变量控制中。预期在整个研究过程中，熟悉 DeviceNet 现场总线规则，学习简单的 RSView、SLC 500 的编程，了解燃气站阀门控制的具体工艺流程，解决燃气站阀门控制系统的多变量控制问题。利用Rockwell 自动化组态软件RSView32，结合其周边的软硬件系统，构成基于RSView32 的虚拟天然气位过程控制系统，不仅可以充分利用计算机的
16、硬件资源，减小实验投入，降低实验成本，而且可以获得比普通实验装置更好的实验效果。 首先，由于虚拟环境不受场地、资金限制，可以构造比普通实验装置更接近实际工业环境的虚拟装置，这将有利于通过实验提高分析和解决实际问题的能力，其次，虚拟环境中的实验无安全问题，这使用户可以任意改动控制对象特性、控制器参数和控制方案来观察实验结果，有助于对控制理论的理解。本课题所使用的控制系统采用了美国 AB 公司生产的可编程控制器输入/输出单元 FLEX I/0 构成，各站由 DeviceNet 现场总线（设备网络）同主控制站连接在一起，上位各管理监控工作站通过 DH485 网与设备网相连。每台 FLEX 沈阳理工大
17、学学士学位论文3I/0 工作站连接传感器和执行机构，直接进行脱水工艺控制并同管理监控计算机工作站进行数据交换。构成了即独立又互相关联的控制系统。生产现场各站即可脱离管理监控计算机独立工作，又可以由管理监控计算机进行操作。这样既发挥了管理监控计算机的强大功能和 FLEX I/0 的高可靠性，又避免了计算机控制方案中计算机系统易破坏或瘫痪使系统无法运行的弊端。沈阳理工大学学士学位论文42 燃气站阀门控制系统介绍本章介绍的是燃气站阀门控制系统的总体要求以及 RSView32 工控组态软件的特点及其功能, 还简单介绍了本次工程用到的一些硬件设备和软件的特点及其功能。2.1 燃气站阀门控制系统总体要求燃
18、气站阀门控制系统采用 Rsview32 软件进行控制，所供仪表设备及系统应证明是具有世界先进水平的，即具有可用性、维护保养性、可靠性高、及系统扩展灵活等特点。燃气站供气系统由手动操作控组成，所供设备的控制回路，可以接受手动控制。实现当计算机控制系统故障时进行手动的无扰动切换和工艺量及阀位显示。操作站必须具备优越的人机界面，丰富的画面显示、组件可构成复杂的控制算法，系统具有实时趋势、显示功能、报警等功能。控制系统应实现检测，保护及自动参数调节功能，过程控制功能，当使用手操器控制时应能随时观测到被控变量的变化显示状况。系统采用 Micrologix 系列产品的可编程控制器，必须保证模拟量 I/O
19、模块不增加任何转换装置既可直接、可靠处理一次仪表、传感器输出的 420mA 标准信号。2.2 控制系统技术规格及要求2.2.1 功能要求1、显示燃气站阀门控制系统工艺流程画面。2、控制燃气站调节阀门。3、监控燃气站阀门压力趋势在要求的范围内。4、应实现在工控机上方便、直观的进行组态和编程。5、系统应能进行离线和在线修改，并带有自诊断功能。6、能进行自动报警功能。沈阳理工大学学士学位论文52.2.2 系统可靠性1、系统应采用先进、可靠的计算控制系统进行生产过程中的运行监视、操作及管理，控制系统要具有可靠的硬件设备、功能强、运行可靠、稳定、界面友好的系统控制软件和编程软件。2、系统应在严格的工业环
20、境下长期，稳定的运行，并具有有易维护、抗腐蚀、适应较宽的温度、湿度变化范围。工作温度：040 存储温度：3040相对湿度：595系统应有自诊断功能，在运行中自诊断出现故障的部位，时间及相关信息。3、系统的通讯除满足本工艺要求外，还应具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口。4、为满足今后扩建和改造的监控要求，系统应具有较强大的扩展能力并预留一定的 I/O 点数。2.2.3 硬件环境随着现代企业生产规模的不断扩大，企业对生产工艺的可靠性和生产效率不断提出新的要求，在这种情况下实行自动化控制生产成为企业的必然选择。可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称
21、 PLC）是一种新型的通用的自动控制装置。他将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体，成为现代工业自动化的支柱之一，是实现 FA（工厂自动化）的核心设备。美国AllenBradley （艾伦布拉德利，简称 AB）公司生产的可编程控制器产品很多，主要有 PLC5，SLC500 以及 MicroLogix1000 系列控制器，最近又推出了功能更强劲的 ControlLogix 系列，作为 AB 公司控制系统的下一代产品的ControlLogix 系列 PLC 控制系统以其技术先进、结构简单、可靠性高、强大的浮点运算功能，广泛运用于国内许多冶金、化工企业的自动化控制系统中。本系统采用的就是 AB
22、 生产的 SLC500 系列可编程控制器（ PLC） 。沈阳理工大学学士学位论文62.3 SLC500 控制系统的特点2.3.1 SLC500 可编程控制器图 2.1 SLC500 可编程控制器MicroLogix 系列产品提供五种不同级别的可编程控制器，分别是： SLC5/01, SLC5/02, SLC5/03, SLC5/04 以及 SLC5/05。结合罗克韦尔自动化先进的三层网络结构，我们推荐选用带有 DH-485 通讯接口的 SLC5/05 系列 PLC。2.3.2 SLC500 系统组成SLC 500 是一个不断充实的小型可编程控制器，该控制器有两种硬件结构：固定式控制器和模块式控制器。固定式将电源、输入与输出与该控制器集中在一个单元，固定式控制器还提供 2 槽的扩展框架以增加其灵活性。模块式控制器使用户在组态系统时具有额外的灵活性，它具有更强的处理能力，以及 I/O 容量，通过选择合适地模块式框架、电源、控制器离散量模块或特殊 I/O 模块，使得用户能够按应用的需要专门地设计和建立控制器系统，在这两种硬件结构中，编程工具和大多数地 I/O 模块都是兼容的，因此用户就
