4 软件组态过程与效果
工控组态软件组态王是一个集成的人机界面（HMI）和监控管理软件系统，它是北京亚控公司在过程自动化领域中的先进技术和微软公司强大软件功能相结合的产物，是国内比较早的采用集成环境式的人机界面（HMI）软件系统。它真实的将工厂控制软件集成到自动化过程中。HMI人机界面系统作为基础自动化系统重要组成部分，用于控制系统的各种数据的设定、显示、故障报警，以及相应操作和设备的在线调试及维护，发挥越来越重要的作用。换热首站HMI系统信息以友好方式与用户交互。通过自动化控制系统接收过程控制器和操作人员通过HMI输入的数据进行处理，处理后再将过程数据信息、机组状态信息和各种测量值以符号、数值、曲线、图表及历史记录的形式在HMI画面上显示。终实现了在HMI操作站（上位机）上以少的设备数量提供大可能的信息，帮助操作人员和设备维护人员快速准确的了解系统当前状态及其相关信息的设计目标。
在上位机上用组太王软件设计了标准的人机界面，主要包括以下几个方面的内容：
（1）工艺流程图：在画面中通过编程实现模拟显示整个换热站现场进汽供水的全过程，并且在换热器本体上实时显示了各路汽、水的温度与压力，以便于操作者能及时准确的掌握本体内的换热情况，能够对现场设备的故障进行实时诊断。
（2）手操器的操作与对现场仪表的监控：手操器有手动和自动两种工作方式，在设备安装调试阶段一般用手动操作方式，进入正常运作时常用自动方式，以实现对一些重要的模拟量数据的jingque控制，自动调节程序由PID闭环控制回路完成。
（3）报警记录：对于如进汽liuliang、供水压力等一些重要的模拟量输入参数进行实时报警，当处于监控下的任何一个变量超出预先设定的安全值时，报警灯就会立即闪烁，通过报警一览表对话框可以检查报警超出的范围以及错误的出处，并对此采取相应的措施。
（4）历史趋势：在此画面中除了实时显示变量的变化趋势，操作员还可以检查过去的过程数据记录，通过对过去历史趋势的比较进而可以对变量未来的发展趋势做的预测。还具有报警或变量记录档案库数据的运行报表。
BT800系列应用－－数据子站的构成
BT800全系列记录仪允许通过扩展的数据接口，对同一设备（或车间）内的其它伯特智能产品的数据和报警状态进行同步记录和管理，直接在BT800上对其它仪表参数进行修改。由于采用数据传送，消除了传统mA变送记录方式产生的模拟量误差。这一功能使BT800全系列仪表具备了通讯数据子站的能力。
其构成示意图如下：
一、前言
电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用，目前，大多选用高性能的变频器，利用旋转编码器测量曳引电机转速，构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置，不仅使电梯在运行超速和缺相等方面具备了保护功能，使电梯的起动、低速运行和停止更加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成，逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。
V80系列PLC以其可靠性高、运算速度快、产品成本低和电梯专用客制化服务等优点，已在多家电梯厂家中的电梯生产及改造中获得了应用。本文以一台4层4站的别墅电梯控制系统为例，阐述了V80系列PLC在电梯控制系统的设计思想和实现方案。
二、电梯控制系统构成
电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，由如图1所示，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成，变频器采用日本安川公司矢量控制电梯专用变频器616G5，其具有良好的低速运行特性，适合在电梯控制系统中应用。三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电，输出端U、V、W接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向，变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、检修速度等各种速度编码指令，复位和使能信号。变频器输出信号为：（1）变频器准备就绪信号，在变频器运转正常时，通知控制系统变频器可以正常运行；（2）运行中信号，通知PLC变频器正在正常输出；（3）零速信号，当电梯运行速度为零时，此信号输出有效并通知PLC完成抱闸、停车等动作；（4）故障信号，变频器出现故障时，此信号输出有效并通知PLC作出响应，给变频器断电。
输入输出单元为PLC的I/O接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。输入单元为：（1）厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除，兼有无司机状态的“本层厅外开门”功能，全集选方式的呼梯信号为2N-2个（N为层站数），下集选方式的呼梯信号为N个；（2）轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示，呼梯信号数为电梯停站层数N；（3）开关门按钮，输入PLC控制轿门的开闭（厅门也动作）；（4）上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层，通常设置在轿顶，电梯轿箱上行接近预选层站时，上平层感应器限进入遮磁板，电梯仍继续慢速运行，当下平层感应器再进入遮磁板时，上行接触器线圈失电，制动器抱闸停车；（5）上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入PLC，PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；（6）门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；（7）安全回路，通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等；（8）检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；（9）称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，输出数字信号给PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。输出单元为：（1）楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；（2）开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC给出相关指令，由变频门机完成开关门动作。
图1 电梯控制系统原理图
PLC单元为电梯控制系统的核心部分，由PLC提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过PLC的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。
三、 PLC的I/O接口配置
PLC选用德维森科技（深圳）有限公司的V80系列，PLC的输入输出点数可根据需要配置，并可根据用户的要求增加并联功能。以编制一台4层4站的电梯为例，先根据控制要求计算所需要的I/O接口点数，其中输入点数为32，输出点数为24。选用V80系列PLC的一个CPU单元M40DR和一个扩展单元E16DR来完成电梯控制系统的逻辑控制。
1、输入接口：
2、输出接口
四、 工作过程
电梯完成一个呼叫响应的步骤如下：
（1）电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。
（2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。
（3）当电梯检测到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止。
（4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到安全触板开关动作
开闭幕式舞台效果和装置的自动控制系统由总参总装备部调试实现,控制系统分为四部分,即上空吊挂系统(威亚)、上空跳跃系统、上空碗边小车系统、地面设备系统,采用多套西门子公司S7-400H冗余系统,庞大的控制和场景数据,经由多套杰控公司FameView软件进行处理和传送,jingque出色完成控制任务;
o 每套控制系统启动后,多达8K字节的控制和场景数据,以秒为单位源源不断的从数据服务器经过FameView组态软件,通过以太网传送到S7-400H中进行控制,实现舞台效果;
o FameView组态软件提供了稳定高效的API编程函数,舞台主程序通过调用API函数,便捷快速的把预先编制的控制和场景数据,批量送入组态软件的设备数据表中,而不是通过变量逐个传送,使得高速通讯成为可能;
o FameView组态软件使用计算机自带普通网卡,不安装SIMATICNET,通过内置S7TCP驱动与S7-400H进行高速通讯,S7TCP驱动支持批量数据传送和多通道并行通讯功能,使得8K字节的数据量,每秒种能通讯7次之多,足够满足控制要求;
上空吊挂系统(威亚)
奥运会开幕式上空共安装了31套威亚装置,每套包括1台移动小车、1个带滑轮吊具和3台卷扬机,鸟巢上空的承载钢索系统是小车滑动的轨道,这些钢索东西南北交错;当操作员在上空控制台发出各种指令时,自动控制卷扬机收、放钢丝绳,拉动小车在钢索上来回移动和滑轮吊具上下运动;开幕式演出中,吊威亚的有仙女、宇航员、放风筝小姑娘、梦幻五环、巨型纸等;
上空跳跃系统和上空碗边小车系统
在鸟巢碗边下部设有100台碗边跳跃装置,每台承载80公斤,升降速度每秒3米;100台碗边跳跃装置可使用;在鸟巢碗边上部设有9台碗边行走升降小车,每台承载80公斤,升降、行走速度每秒3米,9台碗边行走升降小车可使用;
地面设备系统
地面控制系统比较复杂,开幕式中的卷轴画卷,慢慢展开,划开中国悠悠五千年的文明,所有故事都从那幅卷轴开启,从上古到四大发明,到文字,到时代变迁,到丝绸之路,环环相扣,一步探着一步,一步步走出中国五千年的文明……
鸟巢中心舞台,是一个直径20米的升降台,“地球”就藏在舞台下面巨大“地坑”中,“地坑”顶端盖板可以平移;随着刘欢和莎拉.布莱曼的歌声响起,这个有六层楼高,直径约18米的“地球”缓缓从中升起;“地球”上不但有七大洲、四大洋,连颜色都和地球仪上的一样,甚至“地球”上站着很多人,这些人在不停奔跑,还做着前空翻、后空翻这样的高难度动作;
它还配备了丰富的特殊模块和强大的通讯模板，以实现工厂自动化的多级要求。本系统采用的C200Hα型系列PLC为机架安装型，各种I/O单元、特殊功能模块、通讯板卡、CPU、电源单元均安插在一块底板上，并根据其所占用的槽位占用不同的内存单元。它的用户程序存储区为7.2K字，I/O分配有两个I/O扩展机架，大控制点数可达1140点，其基本指令执行时间为0.313微秒，特殊指令执行时间为1.250微秒，完全能满足过程控制的需要。它支持多种特殊I/O单元和通讯模板，可以方便地与上位机IPC、同位机PLC及远程I/O单元通讯，使用方便。本系统的PLC选型如附表所示。
（2）控制系统软件
编程软件:SYSMAC-CPT（英文版）SYSMAC-CPT是OMRON公司开发的基于bbbbbbS95/98操作平台上的梯形图编程工具。它用于在普通个人电脑上编制PLC梯形图程序，并将程序通过串口下传至PLC，在线监控PLC运行以及各寄存器的状态，对PLC进行各种参数的设置。它支持梯形图和助记符两种方式，可相互转换，使用极为方便。具体的各单元模块及地址分配见各台PLC的硬件设计和软件设计部分。
4结束语
光纤传感与控制技术在油田联合站应用研究项目，通过研究与实施，消除了安全隐患，tigao了联合站安全、自动化管理水平，节能降耗效果明显，在油气集输处理场站具有较好推广价值。
（1）将光纤传感与控制技术大规模运用于油气处理和集输工艺中
利用光纤技术所独具高精度、非电非接触式检测等特点实现了魏岗联合站多点多参数全天候自动检测与监控，使站内管理控制达到一体化、智能化;
（2）开发研制的三种新型光纤传感器
储罐负压报警器、光纤liuliang计量仪、光纤浮球液位计，属国内研究应用，其性能良好、运行可靠，大大削减易燃易爆场所安全风险，增强了联合站本质安全管理水平;
（3）经济效益显著
该系统确保了集输设备、注水、掺水设备在高效经济区平稳运行，实现了节能降耗，系统运行平稳，改善了机泵运行工况环境，减少设备损坏率，实现多岗合一，降低了油气集输处理人工成本;
（4）自动化程度高
生产异常及时报警，全过程参数自动采集、自动生成生产报表，降低了工人劳动强度;
（5）引进国际互联网技术、实施远程监控
远程监控为各级决策层了解易燃易爆场所安全生产信息提供了实时依据，为生产异常情况处理分析提供依据。
（1）系统的组成
系统由外输控制站、内输控制站（三相分离和稳定控制站）、总控站、原油罐区安全监控系统、事故预案管理等几部分组成，其中外输控制系统、内输控制系统与总控部分以及原油罐区安全监控系统具有相对的独立性，又有着密切的联系构成一个有机整体。
事故预案管理在结合全站安全管理规定和以往处理事故的一些经验做法的基础上，以文本文件形式将其安装在系统画面中，用来指导和帮助操作工人在紧急状态下快速准确操作处理。
（2）系统特点
a）高精度测量，本安防爆;
b）开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口;
c）有较高的可靠性、稳定性、安全性，维修方便、工艺先进;
d）丰富的全汉字图形
丰富的全汉字图形,复杂漂亮的界面，运用了动画技术、图形缩放技术、多级窗口技术、各种数据、曲线、棒图等的实时显示;
e）支持各种生产报表和图形打印功能;
f）丰富的历史记录、报警记录和事故追忆分析功能;
g）强大的系统逐级自诊断功能与故障报警功能;
h）在管理层采用标准的100Mbps以太网（TCP/IP协议），应用局域网将联合站与油田的开发网、安全信息网直接相连。
3.2系统主要技术指标
（1）液位控制精度±5cm;
（2）压力控制精度±2kPa;
（3）大罐液位检测±2mm;
（4）温度检测±2℃;
（5）历史数据保留7天;
（6）网络数据传输差错∠0.5‰。
3.3系统设计
（1）控制系统硬件配置
本系统下位机PLC选用日本欧姆龙株室会社的C200Hα系列机。SYSMACα系列PLC是OMRON公司继C200H和C200HS后推出的新一代C200系列的PLC产品。其宗旨是为了满足高水平的生产自动控制需要，在不减弱PLC功能的提供强大的数据处理能力，改进通讯功能，优化网络结构，加速向数据化工厂的方向迈进。与传统的C200H和C200HS系列的PLC相比，SYSMACα系列PLC除了基本性能得到tigao以外，它主要在通讯和数据处理方面作了大幅度的tigao和改进，为控制与管理一体化的控制系统提供支持，代表着当今PLC的发展方向。
它是一种价格适中、性价比较高的中型机，配有较强的指令系统，梯形图与语句并重，增加了许多特殊指令，极大地方便了用户的编程。