实验信号灯模拟系统的设计文献综述
2020-03-27 11:24:50
文 献 综 述
1.研究背景
当前,PLC控制系统已经被广泛应用于各个行业。回顾PLC发展的历史,它的产生得益于集成电路制造技术和微处理器技术的发展。最初,PLC大部分都被设计为对开关量的输入/输出的控制,以取代传统的继电器控制,这样可以增大系统配置[8]的灵活性。在工业控制应用中,需要对连续量进行控制,因此从上世纪80年代起,PLC产品也开始逐渐支持连续量的控制。在上世纪90年代,PLC的控制功能变的更加强大,其中主要体现在PLC[3]与外界设备的通信能力不断得到提高。可编程控制器以其高可靠性,配置灵活和完善的功能,在工业控制系统中得到越来越广泛的应用。但它也有自身的一些缺点:数据的计算[10 11 12 13]处理和管理能力较弱,如对于操作员所需要的报表打印、趋势图形显示、工况查寻、参数在线修改等功能,PLC却不能直接方便地提供。
随着计算机技术的发展和成熟,计算机的应用也越来越广泛。同时计算机不仅有很强的数据处理和管理能力,而且能给用户提供非常美观而有易于操作的界面,这恰恰是PLC[4]的不足。因此,在自动化领域,计算机已经成为控制系统的首选平台,应用计算机对生产和试验进行实时、远程监控是现代自动化发展的主要方向。将计算机应用于工业实时控制的前提是现场数据的实时获取。在生产和科学实验中,常常要测控很多参数,诸如温度、压力、转速等,通常的方法是使用专用的仪表人为观测、记录处理数据、做出判断,这就会带来人为的误差,而且应用范围也会受到现场条件、响应速度等因素的限制,而自动的实时监控系统能很好的解决这些问题。
微软公司推出的Visual Basic 6.0[1],是一个功能丰富、方便实用的程序开发环境。Visual Basic对界面、图形图象、多媒体以及操作控制系统都有强大的支持。可视化的开发环境、丰富的控件支持使得Visual Basic成为工程实践中重要的开发工具。利用Visual Basic开发串行通信程序时,有两种方法,一种是用Windows API函数,另一种是用VB支持的通信控件MSComm与Windows API[5]函数通过调用读写等函数来操作串口相比,使用MSComm控件编程方便,具有更完善的发送和接收功能。
2.研究内容
欧姆龙可编程序控制器是当前较为流行的产品,VB6.0全称为VisualBasic 6.0[1],是微软公司推出的可视化编程工具MSDN之一,是目前世界上使用最广泛的程序开发工具。如何把两者结合起来,利用VB中的通讯控件实现与CPM2A可编程通讯,对于理解什么是通讯技术中物理层的含义具有重要意义。
在设计中首先要理解什么是通讯协议,欧姆龙CPM2A通讯协议由哪些规则组成,学会如何利用VB进行编程,把欧姆龙通讯协议中的指令码转化成ASCⅡ码形式,利用VB中的MSCOMM[14 15 16 17]控件向可编程控制器发出命令和接受由可编程发来的命令,最后利用VB设计一个上位机软件,用它来进行下位机的控制,这些对今后从事控制工作很有意义。
3.VB与欧姆龙PLC通讯研究现状
随着生产自动化程度的不断提高,可编程序控制器PLC得到了广泛的应用,特别是小型PLC具有编程简单、性能可靠和价格低的特点,被大量应用于单机控制系统中。作为设备维修技术人员,一般都能掌握PLC和计算机PC的应用知识,但如何利用PLC和PC[18 19 20]来设计小型自控系统,实现简单的数据采集和监控操作,从而满足生产需要,却是一个要深入学习研究的问题。
面向操作,设计简单有效的控制系统,涉及到三部分的软件编程:
第一:PC上人机操作界面的设计。PC作为上位机,一般都是运行在Windows 98/2000操作系统下,利用微软提供的可视化编程软件Visual Basic 6.0[1],设备维修技术人员就可设计出优美的人机操作界面,只需进行主要操作功能编程和少量界面控制编程。