建筑设备自动化-第三章
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集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，可连 接7个扩展模块。26K字节程序和数字存储空间， 具有两个PID控制器，2个RS485通讯/编程口。可 完全适应于一些复杂的中小型系统。
2020/1/27
组合式PLC
西门子 S7-300系列
2020/1/27
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
二.分站的结构－控制计算机
（3）总线（BUS）
总线就是PC各部件之间进行通信的通道。
（4）I/O通道
模拟量输入通道（AI） 模拟量输出通道（AO） 开关量输入通道（DI） 开关量输出通道（DO） 脉冲量输入通道（PI）
2020/1/27
2020/1/27
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
组态软件出现之后，把用户从这些困境中解脱出来， 可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用 系统。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
常用工业组态软件：
国外
✓ Intellution公司的iFIX(3.0) ✓ Wonderware公司的InTouch(7.1) ✓ GE公司的Cimplicity(6.0) ✓ Siemens公司的WinCC(5.0)
2020/1பைடு நூலகம்27
2020/1/27
思考题
• 分站的含义是什么？有哪些功能？ • 简述可编程逻辑控制器的结构特点。 • 分站软件需要注意的问题是什么？ • 中央站由哪些硬件构成？ • 组态的含义是什么？用组态王建立一个
应用工程需要哪些步骤，需要考虑什么 问题？
2020/1/27
史数据 图形显示设备：CRT显示器和LCD显示屏 操作员键盘和工程师键盘： 打印输出设备
2020/1/27
二.中央站、中央控制室与监控中心
• “中央站”是终端 设备
• “中央控制室”是 中央站所处的位置
• “中央站”和“中 央控制室”以及其 它辅助设施构成一 个“监控中心”
2020/1/27
3.PLC的CPU
CPU是PLC的核心，每套PLC至少有一个CPU， 它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用 户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入 装置送来的状态或数据。进入运行后，从用户 程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指 令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有 关的控制电路。
2020/1/27
三.中央站软件
1.主要软件
• 操作员接口软件 • 用户现场编制与修改程序的支持软件 • 直接数字控制程序 • 报警处理软件 • 系列标准格式报告 • 动态图像显示 • 历史数据的存储与处理
2020/1/27
三.中央站软件
2.中央站软件的注意事项 （1）通信软件问题
• 通信软件是中央站与各分站、硬件与软件之 间信息交换的桥梁。通信软件的设置必须以 硬件设备为基础，同时考虑系统所要求的主 要功能。
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（2）程序间相互联系问题
对各种“程序命令”设定优先级，控制程 序运行的先后顺序，避免冲突。
举例：
蓄水池
程序命令1：水压低，需 要再开启一水泵多送水。
程序命令2：水位低，需 要停止一水泵防止抽空。
程序命令2优先级高。
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（3）组态软件问题
建筑设备自动化系统的中央站和分站都使 用组态软件。
• 组态的含义
Configuration ， 使 用 软 件 工 具 对 计 算 机 及 软 件的各种资源进行配置，从而达到使计算机和软 件按照预先设置自动完成特定任务。
组态软件是面向监控和数据采集的软件平台。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
设计图形界面
2020/1/27
构造数据库变量
2020/1/27
建立动画连接
2020/1/27
运行和调试
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 四个步骤并不是完全独立的，常常是交错进行。 • 在构造应用程序应用工程之前，要仔细规划项目 ，主要考虑三方面问题： ✓ 图形画面：希望用怎样的图形画面来模拟实际 的工业现场和相应的工控控制设备？ ✓ 数据：怎样用数据来描述工控控制对象的各种 属性？ ✓ 动画：数据和图形画面中的图素的连接关系是 什么？
国内
➢ 北京亚控科技发展有限公司的组态王（6.5） ➢ 北京世纪长秋科技有限公司世纪星组态软件
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 组态王软件的结构
“组态王6.5x”软件包由以下三部分组成：
工程浏览器（TouchExplorer）：查看工程的各个组 成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备 等工作。
第三章 分站与中央站
2020/1/27
2020/1/27
2020/1/27
一.分站的功能
• 对过程信号进行实时数据采集与处理
（滤波、非线性校正及各种补偿运算、上下限报警、累积 量计算等）
• 对过程进行直接控制（闭环控制、批量控制、顺序控
制）
2020/1/27
2020/1/27
二.分站的结构
2020/1/27
中央站软件的注意事项
（2）系统软件问题
• 建筑设备自动化系统从以屏幕文字显示为基 础的单任务操作系统发展为以图形作为操作 员的的基本框架的多任务操作系统。
• 系统软件由若干“组件”组成，使用“面向 对象”的编程语言和设计方法，功能更加强 大。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
设备驱动2
PLC
历史记录线程
设备驱动3
智能仪表
其他线程
设备驱动4
其它工控设备
2020/1/27
计算机
外部设备
亚控科技－组态王6.5
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 建立一个应用程序大致可分为以下四个 步骤：
1、设计图形界面 2、构造数据库变量 3、建立动画连接 4、运行和调试
2020/1/27
• 组态软件的产生
组态软件产品80年代初出现，80年代末期进入我国， 2019年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。
组态软件对应于原有的人机接口软件（HMI）。 组态软件出现之前，通常用手工或委托第三方编写 HMI，开发时间长，效率低，可靠性差，费时费力，得不 偿失；若购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选 择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交 互，升级和增加功能都受到严重的限制。
2.PLC的构成
PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式PLC包括CPU板、IO板、内存块、电源等
，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、IO模块、内存、电源
模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规 则组合配置。
2020/1/27
固定式PLC
西门子S7-200系列 CPU 226XM
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
6.PLC的编程语言
主要是形象化的梯形图语言，编程过程与绘制逻 辑控制电路图的过程相似。还有语句表编程语言。
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
7.PLC的联网通信
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间 、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够 交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中 控制。多数PLC具有RS-232或RS485接口，还有一 些内置有支持各自通信协议的接口如MPI等。
（3）现场设置通信接口问题 便于增加功能和编辑修改系统软件。
（4）关于分站软件设置的针对性问题 （5）软件的备份问题 （6）防病毒问题
2020/1/27
第二节 中央站
• 含义及功能：
处于管理层，完成集中管理和监控功能，通常 由PC及其外围设备组成。
一.中央站的硬件构成
处理机系统：32位以上，内存8MB以上 外围存储设备：容量20GB以上，大量存储历
组态王内置大量设备的驱动作为与外部设备的通讯接 口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的“设备配置 向导”一步步完成连接过程即可实现组态王与相应外部设 备驱动的连接。在运行期间，组态王就可通过驱动接口和 外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。
组态王
COM组件
动画显示线程
设备驱动1
模块
数据采集线程
工程管理器（ProjManager）：内嵌画面管理系统， 用于新工程的创建和已有工程的管理。
画面运行系统（TouchVew）：画面的开发和运行由 工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行 系统TOUCHVEW来完成的。
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 组态王怎样与下位机通讯
采用集成电源。 采用体积小、轻便高效的开 关电源。
2020/1/27
2020/1/27
二.分站的结构－控制计算机
（2）存储器
ROM：占有较大比例，存储系统启动、自检、 及驱动程序，通常运行程序固化。
RAM：存储实时数据和中间变量以及用户在线 修改的参数。一般具有后备电池。
2020/1/27
2.电源： 要求：稳定、无干扰的交流供电电源。
措施：
互为备用的两路交流供电电源； 采用隔离变压器，并将屏蔽层可靠接地； 采用交流电子稳压器； 装设不间断供电电源。
2020/1/27
直流稳压电源
• 各功能模件一般需要+5V，+24V，+/-12V 的直流电源。
• 常用直流稳压电源的形式：
2020/1/27
232-485转换卡 智能仪表
RS485 通信口
数字调节器
2020/1/27
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（1）系统开放性
主要针对通信系统。通信软件的开放使分 站可以得到更多的信息，便于了解生产过程 并进行控制；同时也可以送出更多信息。能 体现管理集中、控制分散的思想。
2020/1/27
组合式PLC
西门子 S7-300系列
2020/1/27
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
二.分站的结构－控制计算机
（3）总线（BUS）
总线就是PC各部件之间进行通信的通道。
（4）I/O通道
模拟量输入通道（AI） 模拟量输出通道（AO） 开关量输入通道（DI） 开关量输出通道（DO） 脉冲量输入通道（PI）
2020/1/27
2020/1/27
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三.分站的智能调节器与PLC
组态软件出现之后，把用户从这些困境中解脱出来， 可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用 系统。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
常用工业组态软件：
国外
✓ Intellution公司的iFIX(3.0) ✓ Wonderware公司的InTouch(7.1) ✓ GE公司的Cimplicity(6.0) ✓ Siemens公司的WinCC(5.0)
2020/1பைடு நூலகம்27
2020/1/27
思考题
• 分站的含义是什么？有哪些功能？ • 简述可编程逻辑控制器的结构特点。 • 分站软件需要注意的问题是什么？ • 中央站由哪些硬件构成？ • 组态的含义是什么？用组态王建立一个
应用工程需要哪些步骤，需要考虑什么 问题？
2020/1/27
史数据 图形显示设备：CRT显示器和LCD显示屏 操作员键盘和工程师键盘： 打印输出设备
2020/1/27
二.中央站、中央控制室与监控中心
• “中央站”是终端 设备
• “中央控制室”是 中央站所处的位置
• “中央站”和“中 央控制室”以及其 它辅助设施构成一 个“监控中心”
2020/1/27
3.PLC的CPU
CPU是PLC的核心，每套PLC至少有一个CPU， 它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用 户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入 装置送来的状态或数据。进入运行后，从用户 程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指 令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有 关的控制电路。
2020/1/27
三.中央站软件
1.主要软件
• 操作员接口软件 • 用户现场编制与修改程序的支持软件 • 直接数字控制程序 • 报警处理软件 • 系列标准格式报告 • 动态图像显示 • 历史数据的存储与处理
2020/1/27
三.中央站软件
2.中央站软件的注意事项 （1）通信软件问题
• 通信软件是中央站与各分站、硬件与软件之 间信息交换的桥梁。通信软件的设置必须以 硬件设备为基础，同时考虑系统所要求的主 要功能。
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（2）程序间相互联系问题
对各种“程序命令”设定优先级，控制程 序运行的先后顺序，避免冲突。
举例：
蓄水池
程序命令1：水压低，需 要再开启一水泵多送水。
程序命令2：水位低，需 要停止一水泵防止抽空。
程序命令2优先级高。
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（3）组态软件问题
建筑设备自动化系统的中央站和分站都使 用组态软件。
• 组态的含义
Configuration ， 使 用 软 件 工 具 对 计 算 机 及 软 件的各种资源进行配置，从而达到使计算机和软 件按照预先设置自动完成特定任务。
组态软件是面向监控和数据采集的软件平台。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
设计图形界面
2020/1/27
构造数据库变量
2020/1/27
建立动画连接
2020/1/27
运行和调试
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 四个步骤并不是完全独立的，常常是交错进行。 • 在构造应用程序应用工程之前，要仔细规划项目 ，主要考虑三方面问题： ✓ 图形画面：希望用怎样的图形画面来模拟实际 的工业现场和相应的工控控制设备？ ✓ 数据：怎样用数据来描述工控控制对象的各种 属性？ ✓ 动画：数据和图形画面中的图素的连接关系是 什么？
国内
➢ 北京亚控科技发展有限公司的组态王（6.5） ➢ 北京世纪长秋科技有限公司世纪星组态软件
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 组态王软件的结构
“组态王6.5x”软件包由以下三部分组成：
工程浏览器（TouchExplorer）：查看工程的各个组 成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备 等工作。
第三章 分站与中央站
2020/1/27
2020/1/27
2020/1/27
一.分站的功能
• 对过程信号进行实时数据采集与处理
（滤波、非线性校正及各种补偿运算、上下限报警、累积 量计算等）
• 对过程进行直接控制（闭环控制、批量控制、顺序控
制）
2020/1/27
2020/1/27
二.分站的结构
2020/1/27
中央站软件的注意事项
（2）系统软件问题
• 建筑设备自动化系统从以屏幕文字显示为基 础的单任务操作系统发展为以图形作为操作 员的的基本框架的多任务操作系统。
• 系统软件由若干“组件”组成，使用“面向 对象”的编程语言和设计方法，功能更加强 大。
2020/1/27
中央站软件的注意事项
设备驱动2
PLC
历史记录线程
设备驱动3
智能仪表
其他线程
设备驱动4
其它工控设备
2020/1/27
计算机
外部设备
亚控科技－组态王6.5
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 建立一个应用程序大致可分为以下四个 步骤：
1、设计图形界面 2、构造数据库变量 3、建立动画连接 4、运行和调试
2020/1/27
• 组态软件的产生
组态软件产品80年代初出现，80年代末期进入我国， 2019年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。
组态软件对应于原有的人机接口软件（HMI）。 组态软件出现之前，通常用手工或委托第三方编写 HMI，开发时间长，效率低，可靠性差，费时费力，得不 偿失；若购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选 择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交 互，升级和增加功能都受到严重的限制。
2.PLC的构成
PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式PLC包括CPU板、IO板、内存块、电源等
，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、IO模块、内存、电源
模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规 则组合配置。
2020/1/27
固定式PLC
西门子S7-200系列 CPU 226XM
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
6.PLC的编程语言
主要是形象化的梯形图语言，编程过程与绘制逻 辑控制电路图的过程相似。还有语句表编程语言。
2020/1/27
三.分站的智能调节器与PLC
7.PLC的联网通信
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间 、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够 交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中 控制。多数PLC具有RS-232或RS485接口，还有一 些内置有支持各自通信协议的接口如MPI等。
（3）现场设置通信接口问题 便于增加功能和编辑修改系统软件。
（4）关于分站软件设置的针对性问题 （5）软件的备份问题 （6）防病毒问题
2020/1/27
第二节 中央站
• 含义及功能：
处于管理层，完成集中管理和监控功能，通常 由PC及其外围设备组成。
一.中央站的硬件构成
处理机系统：32位以上，内存8MB以上 外围存储设备：容量20GB以上，大量存储历
组态王内置大量设备的驱动作为与外部设备的通讯接 口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的“设备配置 向导”一步步完成连接过程即可实现组态王与相应外部设 备驱动的连接。在运行期间，组态王就可通过驱动接口和 外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。
组态王
COM组件
动画显示线程
设备驱动1
模块
数据采集线程
工程管理器（ProjManager）：内嵌画面管理系统， 用于新工程的创建和已有工程的管理。
画面运行系统（TouchVew）：画面的开发和运行由 工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行 系统TOUCHVEW来完成的。
2020/1/27
亚控科技－组态王6.5
• 组态王怎样与下位机通讯
采用集成电源。 采用体积小、轻便高效的开 关电源。
2020/1/27
2020/1/27
二.分站的结构－控制计算机
（2）存储器
ROM：占有较大比例，存储系统启动、自检、 及驱动程序，通常运行程序固化。
RAM：存储实时数据和中间变量以及用户在线 修改的参数。一般具有后备电池。
2020/1/27
2.电源： 要求：稳定、无干扰的交流供电电源。
措施：
互为备用的两路交流供电电源； 采用隔离变压器，并将屏蔽层可靠接地； 采用交流电子稳压器； 装设不间断供电电源。
2020/1/27
直流稳压电源
• 各功能模件一般需要+5V，+24V，+/-12V 的直流电源。
• 常用直流稳压电源的形式：
2020/1/27
232-485转换卡 智能仪表
RS485 通信口
数字调节器
2020/1/27
2020/1/27
• 分站软件设置和选择中的注意事项：
（1）系统开放性
主要针对通信系统。通信软件的开放使分 站可以得到更多的信息，便于了解生产过程 并进行控制；同时也可以送出更多信息。能 体现管理集中、控制分散的思想。