基于IEC61131標準編程語言的Phoenix Contact自動控制系統(tǒng)
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要實現(xiàn)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(guī)的點到點的傳輸方法，即并聯(lián)傳輸方法已明顯地不能滿足大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(dǎo)線，以提高傳輸?shù)目垢蓴_能力。并聯(lián)傳輸時，傳輸?shù)男盘栐蕉?需要連接的導(dǎo)線也越多。同時采用并聯(lián)傳輸方法的控制系統(tǒng)都屬于封閉式的控制系統(tǒng)。很難實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的信號交換。而采用串聯(lián)傳輸方法就可將以上問題迎刃而解。在這種實踐和用戶的需要的情況下，德國PHOENIX公司在86年就首先開發(fā)了采用串聯(lián)傳輸方法的INTERBUS現(xiàn)場總線。十多年來INTREBUS總線現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于汽車工業(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多個生產(chǎn)廠家提供2500多種總線產(chǎn)品，目前已經(jīng)超過400萬節(jié)點，四十多萬個系統(tǒng)應(yīng)用在世界各地，使得INTERBUS成為國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。
但是現(xiàn)場總線的出現(xiàn)僅僅解決了現(xiàn)場信號傳輸?shù)膯栴}，并沒有解決控制器革新的問題。從下圖可以看到所有的現(xiàn)場輸入信號通過現(xiàn)場總線送入PLC控制器，經(jīng)過PLC控制器的處理后，又通過現(xiàn)場總線送入現(xiàn)場的執(zhí)行器。但是僅僅只有現(xiàn)場總線不能解決控制系統(tǒng)的問題。所以從90年代開始開發(fā)Phoenix的PLC控制器。但是開發(fā)什么樣的控制器，是采用現(xiàn)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言，還是采用具有國際標準的IEC61131的語言？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(xiàn)場總線的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(xiàn)場總線的PLC控制軟件整個現(xiàn)代化控制系統(tǒng)是由三大部分組成，即管理層，控制層和現(xiàn)場總線層。為了完成自動控制的任務(wù)，我們不僅需要有一套PLC的編程控制程序，而且也需要現(xiàn)場總線的組態(tài)管理軟件和HMI監(jiān)控軟件。Phoenix公司從95年開始，根據(jù)這種控制系統(tǒng)的需要開發(fā)了基于PC控制和INTERBUS現(xiàn)場總線技術(shù)和IEC61131標準的PLC控制的PC－WORX軟件PC-WorX軟件是第一次將現(xiàn)場總線的組態(tài)軟件，PLC的控制軟件以及系統(tǒng)監(jiān)控軟件集成一體的解決自動控制系統(tǒng)的完整軟件包。它工作于WINDOWS的操作系統(tǒng)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(xiàn)場總線PLC控制器都可以應(yīng)用這種軟件。由于采用了PC機為硬件平臺，現(xiàn)場數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)都在一個公共數(shù)據(jù)區(qū)中進行通信，使得系統(tǒng)更加可靠，迅速。PC－WORX使用OPC的開放接口，面向?qū)ο?，可以與幾乎所有的監(jiān)控軟件相結(jié)合。PC－WORX軟件的結(jié)構(gòu)采用模塊化的方法，首先將IEC61131標準與現(xiàn)場總線技術(shù)結(jié)合起來，將信息技術(shù)領(lǐng)域的先進方法，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(shè)計中來，成為一個在國際上具有獨特風(fēng)格，代表著今后自動化軟件發(fā)展方向的新思想。PC－WORX針對現(xiàn)代控制的特點，分為System-WorX,Programm-WorX和Graph-WorXSystem-WorX
System-Worx是實現(xiàn)INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)的軟件管理工具。借助于System-WorX軟件，用戶可以方便地實現(xiàn)INTERBUS總線系統(tǒng)全部的設(shè)計，方案制定，現(xiàn)場調(diào)試和維修診斷的任務(wù)。在項目設(shè)計過程中，它可以作為總線組態(tài)軟件，設(shè)置輸入/輸出信號的物理地址與邏輯地址的對應(yīng)表。在現(xiàn)場調(diào)試過程中，借助于其監(jiān)控，設(shè)備的參數(shù)設(shè)定對各種功能進行測試。當(dāng)系統(tǒng)運行時，又可以提供總線運行狀況的全部信息。值得提出的是System-WorX軟件中還包含了過程數(shù)據(jù)預(yù)處理功能，即微型PLC，它的特點是，可以對一些實時性要求很高的輸入/輸出信號進行及時的處理。其采樣周期在1ms以下。并對INTERBUS總線系統(tǒng)的模塊進行組態(tài)和參數(shù)設(shè)定。在INTERBUS總線調(diào)試，運行和擴展時，對總線系統(tǒng)進行操作和診斷，將所有的組態(tài)數(shù)據(jù)通過一個公共的數(shù)據(jù)存貯區(qū)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：
開放式的總線控制軟件，通過總線控制板可用于不同的PLC控制系統(tǒng);
程序的擴展性強，靈活性高;
生成新的功能和服務(wù)程序;
未來的System-Worx將能夠運用于所有的現(xiàn)場總線技術(shù);
System-WorX軟件支持整個系統(tǒng)或項目的實施，在項目設(shè)計，計劃的過程中，借助于System-Worx軟件可以作出總線的方案，在系統(tǒng)安裝時可提供線路設(shè)計圖，在系統(tǒng)調(diào)試上提供強大的診斷，監(jiān)控功能。同時在系統(tǒng)運行時又具有在線監(jiān)控的功能。下面簡單地敘述一下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(shè)計人員進行總線的設(shè)計。采用SYSTEMWORX的軟件可根據(jù)工況的實際提供相應(yīng)的總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)的顯示采用模塊圖的方法，主觀易懂。在組態(tài)圖清楚地表示出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，即遠程總線段，本地總線段，傳輸媒介是電纜或光纜。在調(diào)試時，組態(tài)軟件還可以檢查系統(tǒng)組態(tài)是否正確。SYSTEMWORX提供了一個INTERBUS模塊數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫包含了INTERBUS的所有信息，比方模塊的種類，數(shù)據(jù)長度，PCP通道等，通過了解這些信息，項目設(shè)計人員可以對INTERBUS的模塊進行參數(shù)設(shè)定：
－自動地址分配和擴展
－可不連接具體的模塊設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)
－設(shè)置特殊的參數(shù)
所有設(shè)置的數(shù)據(jù)和組態(tài)圖可以保存或打印出來。同時數(shù)據(jù)也可以構(gòu)成輸出文件送入EPLANE－CAD系統(tǒng)，自動生成一個接線布線圖，大大減少了編寫說明書的工作量。SYSTEMWORX對INTREBUS總線的輸入輸出的地址進行組態(tài)，同時通過變量的設(shè)賦值置將過程數(shù)據(jù)(processdata)映照到PLC的數(shù)據(jù)地址上。以上表示PLCVar1的地址現(xiàn)在已對應(yīng)于INTERBUS10.0模塊的輸入輸出地址。PLC52的地址對應(yīng)于INTERBUS的10.1的模塊。這樣PLC控制器通過編程就可以得到現(xiàn)場總線的輸入輸出信號。SYSTEMWORX可以獨立地對INTERBUS的總線系統(tǒng)進行調(diào)試，然后與PLC控制器進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的通訊。從理論上來講，采用SYSTEMWORX軟件的INTERBUS總線系統(tǒng)可以與任何的PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成一個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。所以INTERBUS是一種開放式的總線系統(tǒng)。
總線監(jiān)視功能（monitoring）：總線監(jiān)控功能監(jiān)視整個現(xiàn)場總線系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使用人員可根據(jù)總線的狀態(tài)采取現(xiàn)場措施，一步一步地對子網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)試。SYSTEMWORX同時也提供了總線網(wǎng)絡(luò)的變結(jié)構(gòu)功能，能夠根據(jù)設(shè)計的要求，關(guān)斷或連接總線的某個子總線段?？偩€監(jiān)控功能給安裝，操作人員提供了一個現(xiàn)場調(diào)試，維修的有力的工具，它能完成下列功能：
控制或操作整個總線網(wǎng)絡(luò)或子總線段
辨識和確定安裝時以及部件的錯誤
現(xiàn)場總線的模塊具有輸入/輸出的狀態(tài)顯示
在調(diào)試時可以設(shè)置輸出的狀態(tài)
可以保存某些智能設(shè)備的參數(shù)
診斷功能（diagnose）：如果一個工業(yè)控制設(shè)備處于運行狀態(tài)，對于一個現(xiàn)場操作人員來說，最重要的是，減少設(shè)備的停機時間。這對一個現(xiàn)場總線來說，可靠性和強大的診斷功能，即設(shè)備出錯時，能夠采用現(xiàn)場總線的診斷功能，迅速找出錯誤，恢復(fù)運行。SYSTEMWORX提供這種功能，當(dāng)系統(tǒng)出錯時，能夠迅速地找出錯誤，確定出錯的地點以及糾正的方法。
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