工业控制计算机-组态软件

工业控制计算机

船概述

船工业控制计算机的组成及特点、

给工业控制计算机的主板

船工业控制计算机的接口

龄工业组态软件

船基于工控机的控制系统应用

工业控制计算机

给概述

•机电一体化对控制系统的基本要求

・机电一体化控制余统的类型、特点与选用

给工业控制计算机的组成及特点

黯工业控制计算机的主板

给工业控制计算机的接口

器工业组态软件

给基于工控机的控制系统应用

机电一体化对控制系统的基本要求

输

输

入

控制器出驱动执行机构被控对象

接

接

被

口

(IPC/PLC/MCUW)口（电机、电磁阀等）（各种机械参数）

控

量

传感检测装置

（各类传感器等）

机电一体化系统的组成

机电一体化对控制系统的基本要求

■机电一体化对控制系统的基本要求

•为了使控制量（一般是机电一体化系统中的各种

被控制机械参量）按预定的规律变化，机电一体

化对控制系统的基本要求有：

■稳定性

■快:速，性

•精确性

•在机电一体化控制系统设计中，控制系统与被控

制对象同在设计范畴之内，两者应有机结合

第三章工业控制计算机

黯概述

•机电一体化对控制系统的基本要求

•机电一体化控制余统的类型、特点与选用

&X业控制计算机的组成及特点

能工业控制计算机的主板

»工业控制计算机的接a

»工业组杰软件

能基于工控机的控制余统应用

机电一体化控制系统的类型、特点

■机电一体化控制系统的类型

•基于PC的控制系统

■工业控制计算机+工业10接口板

■特点

•基于MCU的控制系统

■单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)

■特点

•基于PLC的控制系统

-顺序控制

■特点

•其他控制系统

■数控系统(NCS)、集散控制系统(DCS)、现场总线系统(FCS)…

机电一体化控制系统的比较、选用

基于PC的控制系统基于微处理器的控制系统基于PLC的控制系统其他控制系统

控制系统的按要求选择主机与自行开发按要求选择主机与按要求进行选

组成相关过程10板卡（非标准化）扩展模块择

逻辑控制为主，也

可组成简单到复杂简单的处理功能和

系统功能可组成模拟量控制专用控制

的各类控制系统控制功能

系统

速度快快一般各系统不同

可靠性一般差好好

环境适应性一般差好好

多种接口，如串口、可通过外围元件自行串口，通过通信模

通信功能各系统小同

井口、USB、网口扩展块扩展USB或网口

用高级语言开发或汇编或高级语言自行以梯形图为主，也专用语旨或支

软件开发

选用工业组态软件开发支持高级语言持高级语言

一般（可选配触摸

人机界面好较差一般

屏）

一般现场控制或较

应用场合智能仪表、简单控制一般规模现场控制专用场合

大规模控制

开发周期一般较长短一般

成本局低中高

第三章工业控制计算机

黯概述

O工业控制计算机的组成及特点

船工业控制计算机的概念及特点

船工业控制计算机的组成

G工业控制计算机的总线结构

0基于工业控制计算机的机电一体化系统

工业控制计算机的主板

工业控制计算机的接口

工业组态软件

基于工控机的控制余统应用

工业控制计算机的概念及特点

■概念

•简称工控机(IPC,IndustrialPersonalComputer),主

要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控

机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入

控匿襄善赞竺理黄塞救出到执行机构，去

11^1，同时对生产进行监鲁和管理。

■使用环境

■特点

•高可靠性

•实时性

■维护方便性

•可扩充性

•与普通计算机系统软、硬件兼容性

■发展

第三章工业控制计算机

概述

»工业控制计算机的组成及特点

0工业控制计算机的概念及特点

船工业控制计算机的姐成

给工业控制计算机的总线结构

0基于工业控制计算机的机电一体化系统

器工业控制计算机的主板

器工业控制计算机的接口

&工业组态软件

器基于工控机的控制余统应用

工业控制计算机的组成

主机（底板、主板、内存、总线等）

（硬件外设（打印、存储、交互设备等）

工

控＜工业1/0（数据I/O、通信接口等）

机’系统软件（实时和非实时操作系统）

I软件

工具软件（辅助开发软件等）

应用软件（面向生产过程的应用程序）

工业控制计算机的组成

外部

总线

内部

总线

工业控制计算机的组成

工控机机箱(4U)

机箱前端机箱后端

工业控制计算机的组成

前端盖打开

机箱俯视双正压风扇

工业控制计算机的组成

工业电源：

功率：300W

输入：100~240VAe,60~50H乙10A

输出：+5V、-5V、+3.3V、+12V、-12V

无源底板(8ISA+7PCI)主板（支持PIV系歹IJCPU）

第三章工业控制计算机

概述

»工业控制计算机的组成及特点

0工业控制计算机的概念及特点

船工业控制计算机的组成

0工业控制计算机的总线结构

0基于工业控制计算机的机电一体化系统

器工业控制计算机的主板

器工业控制计算机的接口

&工业组态软件

器基于工控机的控制余统应用

工业控制计算机的总线结构

■STD总线

■ISA总线

■PCI总线

■其他总线

•VME总线

•CompactPCI总线/PXI

•PC-104总线，PC104+总线

•STD32

•EISA

•AT96

•CAN等各种现场总线

工业控制计算机的总线结构

ISA总线PCI总线

无源底板(8ISA+7PCI)

ISA总线+PCI总线

第三章工业控制计算机

概述

»工业控制计算机的组成及特点

0工业控制计算机的概念及特点

船工业控制计算机的组成

给工业控制计算机的总线结构

0基于工业控制计算机的机电一体化系统

器工业控制计算机的主板

器工业控制计算机的接口

&工业组态软件

器基于工控机的控制余统应用

基于工业控制计算机的机电一体化系统

显示器

被

控

打印机

对

象

交互设备

（键盘鼠标等）的

报警

存储设备

（硬盘光盘等）

外部设备控制器接口外部通道驱动执行被控对象

第三章工业控制计算机

®概1速^

船工业控制计算机的组成及特热

给工业控制计算机的J.板

船工业控制计算机的接口

能工业组态软件

能基于工控机的控制系统应用

工业控制计算机的主板

鼠标+键盘显示器网口

AdvantechPCE-5124：

LGA775/lntel@Core™2

FSB1333/1066/800MHz

DDR2667/800SDRAM

CPU座内存卡座硬盘(SATA2)

PCIExpressx16

2GigabitEthernet

6COMPorts

6SATA2

全长主板(PCI)

工业控制计算机的主板

半长主板(AdvantechPCI-7020)

第三章工业控制计算机

公概述

器工业控制计算机的组成及特点

船工业控制计算机的主板

给工业控制计算机的接口

船工业组态软件

船及于工控机的控制系统应用

工业控制计算机的接口

■模拟量输入/输出(AI/AO)

■数字量输入/输出(DI/DO)

■计数/定时(Counter/Timer)

・多功能(Al、AO、DkD0>Counter、Timer)

■运动控制(Motion)

■通信(Communication)

■其他

模拟量输入/输出(AI/AO)

AdvantechPCI-1713：

32单端/16差分模拟量输入

12位A/D分辨率

采样速率可达100KS/S

板载4096FIFO缓冲器

2,500VDC隔离保护

每个输入通道的增益可编程

支持软件、内部定时器触发或外部触

IDB37WiringTerminalforDIN-railMountingI发采样模式

PCI-1713+PCL-10137+ADAM-3937

模拟量输入/输出(AI/AO)

AdvantechPCI-1720：

4路12位D/A输出通道

多种输出范围

2500VDC隔离保护

系统重启后保持输出设置和输出值

模拟量输入(AdvantechPCI-1720)

数字量输入/输出(DI/DO)

AdvantechPCI-1756：

32DI/32DO

5〜40V输入允许

2,500VDC隔离保护

输入/输出可编程设置

数值锁定功能

ADAM-3951

WiringTerminalModulewithLEDindicators

forDIN-railMounting

POI-1756+PCL-10250+ADAM-3951

计数/定时(Counter/Timer)

AdvantechPCI-1780：

8位可编程时钟源

8路DI和8路DO(TTL)

最大20MHz输入频率

可选多个计数器时钟源

计数器输出可编程

计数器门控功能

PCI-1780+PCL-10168+ADAM-3968

多功能(Al、AO、DI、DO、Counter、Timer)

AdvantechPCI-1716：

16单端/8差分AD,16位AD分辨率

2路模拟量输出，12位分辨率

16DI/16DO(TTL)

3Counter/Timer

板载1KFIFO

250KS/s采样率

PCI总线数据传输

多功能数据采集卡(AdvantechPCI-1716)自动校准功能

运动控制(Motion)

AdvantechPCI-1240：

2/3轴线性插补功能

2轴圆弧插补功能

手轮和慢进功能

独立4轴伺服/步进电机控制

连续插补功能

运动控制卡(AdvantechPCI-1240)

通信(Communication)

AdvantechPCI-1680：

符合PCI总线2.2规格

2个独立的CAN网络

高传输速率可达1Mbps

每端口设有转输/接收状态LED指示灯

直接内存映射功能实现对CAN控制器

的快速访问

CAN通信接口卡(AdvantechPCI-1680)

通信(Communication)

AdvantechPCI-1612A：

兼容PCI总线2.1规格

通信速率可达921.6Kbps

4个RS-232/422/485端口

I/O地址由PCI即插即用功能自动分配

可选过压保护

提高系统性能的中断状态寄存器

RS-232/422/485通信卡

(AdvantechPCI-1612A)

其他

AdvantechUSB-4716：

支持USB2.0

便携设计/总线供电

16路模拟输入通道

16位分辨率模拟输入

采样速率高达200kS/s

8路DI,8路DO,2路AO和1路32位计数器

带有接线端子/适合DIN导轨安装

USB多功能模块锁紧式USB电缆用于紧固式连接

(AdvantechUSB-4716)

其他

AdvantechADAM-4117：

8路差分AD通道

高抗噪性：1kV浪涌保护电压输入,

3KVEFT及8KVESD保护

宽电源输入范围：+1O+48VDC

易于监测状态的LED指示灯

支持2000VDCHI共模电压

支持单极性和双极性输入

分布式I/O模块支持+/-15V输入范围

(AdvantechADAM-4117)支持滤波器自动调谐或滤波器输出

50Hz/60Hz

相关网站

研华科技：

第三章工业控制计算机

黯概述

能工业控制计算机的组成及特点

船工业控制计算机的主板

。工业控制计算机的接a

黯工业组态软件

给工业组态软件介绍

给工业组忠软件在不同行业中的应用

给工业组态软件的应用举例

船基于工控机的控制系统应用

工业组态软件介绍

-对工业监控软件的新要求：

•界面友好，操作方便，图形丰富形象，实时性好，开发周期短，便于更改、扩充、升

级等。

-利用高级编程语言开发大规模监控软件的缺点：

•费时、费力、开发周期长，通用性差，可说是事倍功半。

■专业软件商的介入：

•推出了适合工业控制的软件包，这些工控软件包就是所谓的组态软件。

-组态一词的来源：

,Configuration

,HMI（HumanandMachineInterface,人机界面）

,MMI（ManandMachineInterface,人机界面）

,SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition,监视控制和数据采集软件）

-组态软件的功能犷展：

•扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一

系列的数据整合，

•版本也有通用版、网络版和嵌入版等等。

工业组态软件的功能

■组态软件一般都能完成以下几个功能:

实时数据采集（致字量、模拟量）

功忠显示数据（文本、曲线、图、表等方式）

数据的实时运算处理（内置教李处理+脚本支持）

过程控制（脚本实现控制策喉，流程控制）

历史数据记录

报警功能

网络通信功能（TCP/IP、Modem）

开放式结构（可广充性，允许二次开发）

工业组态软件的结构

■组态软件一般都由两部分组成：

•窿虎开发环井（或称组态环境）:用户在组态环境

中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、

编制打印报表等全部组态工作，组态结果保存

在实时数据库中，一般在办公室就可完成。

•系统运行环境：将目标应用程序（用户的组态结

果）装入计算机内存并投入实时运行，完成对生

产设备及过程的控制。一般在现场使用。

•系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带

是实时数据库。

工业组态软件的结构

类似于

多线程解释运行

运行环境

动画显示

组

实现"控制

流程控制态

时

I

软

数

件报警输出

据

核

库

心报&打卬

设备输出

工业组态软件的厂商目录（部分）

-国外

•Wonderware公司的Intouch（美国，http:〃）

•IntellutioniFIX组态软件（美国，）

•SIEMENSWinCC过程监控软件（德国，）

•TRACEMODE组态软件（俄罗斯，）

•LTC公司的LabTech（美国，http:〃）

•NationalInstrument公司的LabView（日本，）

・国内

•研华的Genie组态软件（台湾，）

•凌华的ADLINK威控H工业组态软件（台湾，）

•研祥的易控组态EasyCon（深圳，http:〃）

•昆仑通态MCGS全中文工控组态软件（北京，）

•亚控组态王（北京，http:〃）

•浙大中自SunyTech组态软件（浙江，）

•中泰WinCtH、Doneed组态软件（北京，）

•三维科技ForceControl组态软件（黑龙江，）

•金佳诺科技开发有限公司世纪星组态软件（北京，http:〃）

第三章工业控制计算机

黔概述

给工业控制计算机的组成及特点

船工业控制计算机的主板

给工业控制计算机的接口

给工业组态软件

器工业组杰软件介绍

给工业组态软件在不同行业中的应用

器工业组态软件的应用举例

船基于工控机的控制系统应用

工业组态软件在不同行业中的应用

■使用方便，用户无须具备计算机编程的知识

使用。

■操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、

高可靠性，已成功应用于石油化工、钢铁行

业、电力系统、水处理、环境监测、机械制

造、交通运输、能源原材料、农业自动化、

航空航天等领域，经过各种现场的长期实际

运行，系统稳定可靠。

■查看不同应用（参考MCGSSample）。

第三章工业控制计算机

器概述

器工业控制计算机的组成及特点

器工业控制计算机的主板

器工业控制计算机的接口

G工业组忠软件

&工业组态软件介绍

0工业组态软件在不同行业中的应用

0工业组杰软件的应用举例

黔MCGS组态软件介绍

给MCGS级态软件实现一个简单的永住控制

器基于工控机的控制系统应用

MCGS全中文工控组态软件介绍

■MCGS组态软件由北京昆仑通态自动化软件科

技有限公司(http://www.mcgs.)出品。

分通用版、网络版和嵌入版。

■MCGS(MonitorandControlGeneral

System)基于Windows平台。

■MCGS能够完成现场数据采集、实时和历史数

据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显

示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等

功能。

■当前最高版本是V6.2,可在公司网站上下载

到30分钟学习版和相关学习资料。

MCGS组态软件的整体结构

■MCGS组态软件：’类似于］

类似于

•MCGS组态环境:用编程解释运行J

户在MCGS组态环境多任务多线程

中完成动画设计、设11态环境运行环沪i

|动而量示-

备连接、编写控制流构建动间

实

实组

流程适制现场控制

时

1—时态—I

程、编制打印报表等I

数

报警组态1—数软—I报警输出

据

组态工作，生成组态据件

库

结果数据库。设计也表I—库核-I报上打市

心—设左输氾

连接’设备I―

•MCGS运行环境:运

行组态结果数据库，

实现现场设备与过程类似于

控制。源代码

MCGS组态环境的五大组成部分

MCGS组态环境

主控窗口设备窗口用户窗口实时数据库运行策略

菜单设计添加工程设备创建动画显示定义数据变量编写控制流程

设置工程属性连接设备变量设置报警窗口定义中间变量使用功能构件

设定存盘结构注册设备驱动人机交互界面

MCGS组态软件的工作方式

■MCGS如何与设备进行通讯

•MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括

数据采集和发送设备指令。每个驱动程序独占一个线程，

达到互不干扰的目的。

■MCGS如何产生劫⑥效果

•MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性,如:

一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等,

每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性,

实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等

状态的特征参数。

■如何对工程运行流程实趋有效控制

MCGS开辟了专用的“运行策略窗口，建立用户运行策

用MCGS组态软件组建新工程的一般过程

完

制

编

编

连

设

工

工

工

善

作

写

写

接

计

程

程

程

菜

动

控

程

设

菜

项

立

完

单

画

制

序

备

单

目

项

工

按

显

流

调