PLC结合MCGS组态软件在钢轨探伤车控制系统中应用.doc

PLC结合MCGS组态软件在钢轨探伤车控制系统中应用 　　摘 要：组态技术是当前工业中用于监控的一项新技术。该设计中利用组态软件MCGS和PLC技术对机车状态进行实时监控，基于MCGS组态软件可以监控PLC软元件状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用、处理，并且可对相关参数进行设置，报警信息进行查询等，可靠性高。可视化的操作界面，大大地提高了系统的可操作性和实时性，较好地实现了预期的目标 关键词：组态 MCGS PLC 机车 实时监控 中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0047-02 钢轨探伤车为该公司自主设计制造，自带动力，配备美国卡特彼勒动力单元，用于对高速铁路干线或者城市轨道线路钢轨的探伤检测，最高运行速度65 km/h。在机车电气控制与监控系统中，将PLC与MCGS组态软件相结合，利用下位机（PLC控制器）完成对机车状态信号的采集与控制 1 设计要求 在车辆两端驾驶室设人机界面，能够监视车辆运行状态及相关参数显示：速度、油位显示、车辆停放缓解状态显示、发动机运行状态显示、空压机工作状态显示、火灾及轴温报警等，并具有一定的交互功能，如，速度换算系数补偿、玻璃加热时间调整及报警信息浏览等 2 系统硬件组成 系统中硬件主要由以下3个部分组成 （1）PLC控制器。主控制器三菱FX3U-64MR/DS，内置32入/32出（继电器）；电源DC24V（数量1台）；特殊模块有：模拟量输入模块：FX2N-4AD（数量1块）；模拟量输出模块：FX2N-4DA（数量 1块），位于车内I端司机室电气控制柜内 （2）监控屏。型号为北京昆仑通态mcgsTpcTPC1162HI-10.4触摸屏，10.4”TFT液晶显示，真彩（LED背光），分辨率（800×600），电源DC24V（数量2台）。I端、II端司机室操纵台各设一台 （3）硬件连接。PLC与I端触摸屏之间采用RS232串口通讯，外部输入设备有行程开关、按钮、电磁阀等，两端触摸屏之间采用抗干扰性强的RJ45网线通讯 3 PLC控制单元设计 （1）系统I/O定义 根据系统设计要求分析，定义设备（PLC控制器FX3U-64MR/DS） I/O口，分配好PLC输入（X）输出地址（Y） （2）PLC程序设计 系统需要实现的功能主要有以下几点 ①机车速度信号（X0）：脉冲信号，速度传感器每转200P，车轮直径840 mm。车辆速度在监控屏上显示，单位：km/h。因车轮长期磨耗，直径有改变，监控屏具有车速补偿功能，修改后的参数能自动存入PLC，作为车速换算系数补偿 ②玻璃加热控制：X1（X2）初次为1，接通Y0（Y1），延时10 min后断开，在Y0（Y1）接通过程中，若再次使X1（X2）为1，则即刻断开Y0（Y1），如此循环。监控屏显示I、II端玻璃加热状态，且加热时间可调整 ③机车运行警惕按钮（X12）：上升沿触发，当车速5 km时，如果司机在1 min间隔内没有按下此按钮，将输出声光报警，同时，在监控屏上显示：“20 s内按下警惕按钮，否则将实施紧急制动”，屏上显示剩余时间。如果延时到后，没有触发X12，则Y2复位，实施紧急制动 4 组态监控单元设计 4.1 系统工程的建立 该系统利用MCGS嵌入版7.6组态软件进行触摸屏画面的设计。MCGS生成的用户应用系统，设备窗口通过设备构件驱动外部设备，将采集的数据送入实时数据库；由用户窗口组成的图形对象，与实时数据库中的数据对象建立连接关系，以动画形式实现数据的可视化 4.2 用户界面设计 用户界面即监控界面是提供给用户最直观的显示，需要实时显示机车运行状态和参数等信息，MCGS组态软件内置强大的图形对象库，如，阀、储藏罐、仪表、电气符号、指示灯等，能够满足日常的画面设计 4.3 定义数据对象 进入工作台中的实时数据库窗口，选择“新增对象”按钮，系统自动生成缺省定义的“Data1”数据，根据用户窗口中图形属性需要，对数据对象属性进行设置，需要注意的是，数据库数据对象属性设置时，需要结合PLC软元件相关定义，这样在调试阶段，PLC与MCGS通讯时，可以实现PLC参数值与数据对象变量的自动识别 4.4 动画连接 画面设置时，以图形对象设计完成的人机界面是静止不动的，需要对其进行动画设计，才能将机车运行状态等信息实时地显示出来，才能达到机车监控目的。这时就需要将用户窗口中的?D形对象与实时数据库中的数据对象建立连接，设置相应的动画属性 5 通讯设置 MCGS通讯设置即设备之间的组态，在该系统中，下位机选用的是三菱FX3U系列控制器，需要在串口父设备下调用“三菱F