全自動封閉鋼管水試壓系統組態王界面設計

摘 要：全自動封堵式鋼管水試壓系統是由恒基泰公司自行研制的一種高性能機電液一體化鋼管水試壓裝置。監控系統的核心是工業計算機+PLC。計算機以RS232通訊方式與PLC進行數據通訊。上位機界面中的設計圖畫，通過與PLC的動畫連接，對工業現場的狀況進行動畫模擬，用以實施監控。監控系統對于現場傳感器或設備出現的故障進行診斷、提示故障信號，進行報警，以便于工作人員處理維護。上位機界面用標準工業控制軟件組態王6.5設計，對試壓壓力、保壓時間、試壓允許壓降、液壓站的流量和壓力進行設定，并自動保存設定數據。可對試壓結果數據進行存儲統計，并按要求打印統計報表。包括每班測試總數、合格數量、被測管規格及生產單位、材質、測試起始時間及結束時間等。另外，系統還可以按月對測試數據進行統計，統計出各生產單位每月測試的總數及合格數量。并可打印每班生產統計報表及每月各生產單位的生產統計報表。

關鍵詞：RS232數據通訊;動畫連接;組態王6.5

全自動封堵式鋼管水試壓系統是由恒基泰公司自行研制的一種高性能機電液一體化鋼管水試壓裝置。試運行安全可靠壓過程自動化度程高、速度快、操作人員少。整套系統設計緊湊，電耗低，本系統按功能由以下12部分組成：機體﹑排氣密封頭總成﹑注水密封頭總成﹑液壓系統﹑水路系統﹑氣控系統﹑電控系統﹑夾具﹑退管裝置﹑托輥﹑舉管裝置。其中，排氣密封頭總成又包括以下功能部件：排氣閥﹑小端密封頭﹑承載橫梁﹑鏈輪-螺母傳動系統﹑四輪小車等。各部分通過工業計算機+PLC進行監視控制。完成待側鋼管的測量，封堵，排氣，增壓，卸荷，控水。

一、PLC 與上位機的通訊

我們全封堵式鋼管水試壓系統控制點在100左右，所以我們選擇具有128個點的三菱FX2N系列，可用三菱PLC的編程電纜連接PLC和計算機，通過計算機的RS232的串行口采集PLC數據。

RS-232-C中信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏 輯“1”，-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1” 。傳輸電纜長度 由RS-232C標準規定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺。

RS-485中的信號線的電壓均為正關系。即：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片。抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好. . RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達 3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器， 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。

（一）設備連接

利用PLC 與計算機專用的F2 - 232CAB 型RS232C 電纜，將PLC 通過編程口與上位計算機串口（COM 口） 連接，進行串行通訊。串行通訊方式使用“組態王計算機”的串口，I/ O 設備通過RS232 串行通訊電纜連接到“組態王計算機”的串口。

（二）設備配置：

在組態王工程瀏覽器的工程目錄顯示區，點擊“設備”大綱項下PLC 與上位計算機所連串口（COM 口） ，進行參數設置。

FX 系列PLC 編程口的通訊COM 口參數設置：

[波特率 數據位長度 停止位長度 奇偶校驗位 通信方式 9600 7 1 偶校驗 RS232 ]

然后在組態王瀏覽器目錄內容顯示區內雙擊所設COM 口對應的“新建”圖標，會彈出“設備配置向導”對話框。在此對話框中完成與組態王通訊的設備的設置。

生產廠家設備名稱通信描述：三菱? ? ? FX2N? ? ? ?串行口

利用設備配置向導就可以完成串行通訊方式的I/ O 設備安裝，安裝過程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇I/ O 設備的生產廠家、設備型號、連接方式，為設備指定一個邏輯設備名，設定設備地址（FX 系列PLC 在使用編程口進行通訊時，不需要設備地址） 。

（三）構造數據庫

在工程管理器中，選擇“數據庫/ 數據詞典”，雙擊“新建圖標”，彈出“變量屬性”對話框。定義FX2N PLC 相應寄存器：斜體字dddo 、dddd、ddd 等表示格式中可變部分，d 表示十進制數，o 表示八進制數，變化范圍列于取值范圍中。組態王按照寄存器名稱來讀取下位機相應的數據。組態王中定義的寄存器與下位機所有的寄存器相對應。如定義非法寄存器。將不被承認。如定義的寄存器在所用的下位機具體型號中不存在，將讀不出數據。

二、圖形界面設計

設計圖形界面，就是用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業現場和相關的工控設備。組態王具有較豐富的圖庫，，使用起來非常方便，包擴各種儀表，開關，閥門，泵，管道，傳感器，傳感器等。當需要時可直接打開圖庫，雙擊拖入事先創建的新畫面。利用它用戶可以大大減少設計界面的時間，從整體上提高工控軟件的設計效率和質量。我們設計全封堵式鋼管水試壓系統的上位機界面時，充分運用工具箱和圖庫工具來完成我們的畫面。在整個過程中，我覺得一個較完備的界面是經過一次次的修改最后才得以完成的，所以耐心與興趣是必不可少的。只有靈活運用各種工具和方法才能達到更好的視覺和運用效果，使畫面變得更加形象，使用起來更加方便。

三、數據庫以及建立動畫連接

在我們全自動封堵式鋼管水試壓系統中，為了使各畫面與主畫面間能更加方便的切換，使其使用個更加方便，我們通常在個畫面間使用按鈕連接。下面我們便介紹一下怎么使用按鈕連接。

（一）在工具下拉式菜單選中“按鈕”，在畫面中創建按鈕，右鍵單擊，彈出對話框，選擇“字符串替換”，彈出“按鈕屬性”對話框鍵入按鈕名字。

（二）左鍵雙擊，彈出“動畫連接”對話框，根據按鈕所要實現的功能，選擇相應的動畫連接方式。例如我們選擇“按下時”彈出“命令語言” 對話框，我們可以鍵入或選擇命令語言，用以實現我們要實現的功能。

（三）完成后，進入“運行系統”當我們按下按鈕時，就會自動打開我們所要連接的畫面。

四、結語

組態王軟件學習容易，設計簡單，大大縮短了開發周期，界面類似于WINDOWS操作系統，操作簡單，對各設備運行狀態實行實時監控一目了然，減輕了操作人員工作負擔，即使上位機突然死機也不會影響系統運行，更加安全可靠。

作者簡介：游強華;男;（1980-3）;漢族;本科學歷;助理工程師;主要從事工作和研究方向是高低壓配電系統及其控制;低壓電機啟動及節能設計PLC系統硬件設計及軟件開發，;控制柜結構設計及開發方面。