CN111354239A - 一种集成式多平台plc综合模拟体平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，适用于多平台PLC控制系统的集中控制、开发研究及在线模拟与仿真。上位机与服务器连接，服务器与电源和交换机连接，电源和交换机分别与触摸屏、品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统连接，品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均与汇线盒连接，汇线盒分别与模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀连接。本发明极大地提高了现场实施的效率及结果的可靠性；具有很广泛的应用前景及应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，适用于多平台PLC控制系统的集中控制、开发研究及在线模拟与仿真。
背景技术
目前工控领域PLC种类很多，上位机平台所使用画面监视软件及组态软件复杂，在一个大型综合性控制系统中，往往存在多种PLC控制系统，集中很多种类的硬件和软件，使用者需掌握不同的系统架构、卡件测量原理及软件操作方式，与不同控制系统间的通讯互联。
在控制系统正常运行时，使用者无法对各种软硬件学习测试、实操演练及尝试性创新，且各软硬件厂家由于独立性及自身局限性，只能完成其中一部分的技术培训和学习，无法实现多平台PLC的结合式学习测试及实操演练，存在使用者存在PLC知识盲区导致误操作风险。
发明内容
针对工控领域控现有PLC软硬件种类繁多，导致使用者无法集中在线学习测试及创新的现象，本发明提供了一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，通过一台上位机对不同控制系统进行操作，可以完全模拟实际工艺系统，克服PLC故障现象无法复现、难以开展PLC扩展类培训及不能进行尝试性创新的不便利现状，满足使用者模拟现场运行设备、各软硬件之间互联通讯及提高实操技能的需求。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，上位机与服务器连接，服务器与电源和交换机连接，电源和交换机分别与触摸屏、品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统连接，品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均与汇线盒连接，汇线盒分别与模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀连接。
所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均安装于主机柜内。
所述的电源和交换机安装于主机柜内。
所述的触摸屏安装于主机柜内。
所述的模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀均安装于输入输出机柜，输入输出机柜使用多层面板的安装方式。
所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均包括数字量输入模件、数字量输出模件、模拟量输入模件、模拟量输出模件与处理器。
所述的上位机与服务器安装于控制盘。
所述的主机柜使用导轨安装方式。
所述的汇线盒包含就地多种类被控对象多形式接线方式的快插接口，并且包含不同控制系统输入输出卡件的接线接口。
所述的上位机通过虚拟技术，将品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统的HMI画面监视软件与系统组态软件集中于上位机，并且将监视控制触摸屏的组态软件安装于上位机。
本发明所取得的有益效果为：
某工厂在投用该集成式综合模拟平台后，多次及时在线复现了重大瞬时功能性故障，并根据模拟结果，准确快速定位故障原因，及时消除了生产线重大安全隐患；因为该模拟体可自由改变系统架构和组态的特点，在进行控制程序变更前可在本模拟体进行预演，提前发现并解决存在的问题，极大地提高了现场实施的效率及结果的可靠性；大型生产线工作过程中，可凭借本模拟体进行不同PLC平台的网络互联及协同控制方面的尝试性创新，提高生产线运行的可靠性；因此本发明具有很广泛的应用前景及应用价值，值得推广。
附图说明
图1为一种集成式多平台PLC综合模拟体平台框图；
图2为软件系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，由多品牌PLC控制系统、多种类被控设备、多形式汇线盒及上位机服务器与相关控制显示触摸屏组成。
上位机与服务器连接，服务器与电源和交换机连接，电源和交换机分别与触摸屏、品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统连接，品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均与汇线盒连接，汇线盒分别与模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀连接。
所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均安装于主机柜内。所述的电源和交换机安装于主机柜内。所述的触摸屏安装于主机柜内。所述的模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀均安装于输入输出机柜，输入输出机柜使用多层面板的安装方式。所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均包括数字量输入模件、数字量输出模件、模拟量输入模件、模拟量输出模件与处理器。
多品牌PLC控制系统主要安装于主机柜内，具体组成方式为：
PLC控制系统包括品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统，并根据需要可扩展其他不同平台的控制系统，将多平台控制系统整合集中化；同时包括每种PLC数字量输入模件、数字量输出模件、模拟量输入模件、模拟量输出模件与处理器，并且安装与主机柜，实现多种控制信号的采集与输出；各PLC控制器供电电源、网络交换机与各PLC类型配套的扩展通讯卡件皆安装在主机柜内，实现各PLC平台的通讯互联。
多种类被控对象安装于输入输出机柜，若干类型的就地控制按钮、指示灯、电流输入仪表、模拟量显示ID、开关量仪表、电机、电动阀与气动调节阀，装于输入输出机柜，含括了多种类的被控对象。
汇线盒包含了就地多种类被控对象多形式接线方式的快插接口，并且包含了不同控制系统输入输出卡件的接线接口，可以将被控对象接线接口与IO卡件接线接口实现对接，并可以快速改变被控对象与控制系统的对应关系。
上位机与服务器安装于控制盘，触摸屏安装于主机柜，服务器、触摸屏通过网线和光纤与PLC机柜中的交换机形成连接；同时多平台PLC控制系统的通讯卡件皆通过网线连接至此交换机，实现了同一上位机对不同平台的PLC系统的统一管理与多种类被控对象的实时控制。
本综合模拟平台通过虚拟技术，将不同PLC控制系统的工程师站兼容地集成与同一上位机，通过设置特有的网络桥接技术，将上位机同一网卡同时与不同工程师站建立通讯，实现了同一上位机可同时监视控制不同控制系统的被控设备，具体软件组成如图2所示。上位机通过虚拟技术，将多品牌PLC的HMI画面监视软件与系统组态软件集中于上位机，并且将监视控制触摸屏的组态软件安装于上位机。
本发明提供一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，具体如下：
品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统和西门子触摸屏安装于一台2200(高)*800(宽)*800(深)(单位mm)主机柜内；各种品牌PLC控制系统包括数字量输入模件、数字量输出模件、模拟量输入模件、模拟量输出模件各一块；一部六口MOXA千兆轻环网交换机；各种品牌PLC控制系统之间使用通讯卡件，通过以太网互联，并且与触摸屏连接；
输入输出机柜：每种品牌的PLC控制系统包括按钮2个、指示灯2个、电流输入仪表一块、电流显示仪表一块；模拟量显示ID、开关量仪表各一块；电机、电动阀与气动调节阀各一块，
上位机通过一部DELL商用机(i7处理器、8G内存、1T硬盘)实现，并通过分屏器实现双块显示器的实时显示。
主机柜、输入输出机柜、上位机及汇线盒的连接方式：
使用两个机柜和一个控制盘，一个机柜(主机柜)设备集成主要PLC系统硬件和交换机设施，另一个机柜(输入输出机柜)集成按钮、指示灯、电流输入仪表、电流显示仪表等附属设施；控制盘用于安装上位机和服务器；
主机柜使用导轨安装方式，按照平台进行三个分区划分，各个平台的PLC通过各自的通信卡统一连接至交换机。
输入输出机柜使用多层面板的安装方式，通过汇线盒，快速灵活的进行输入输出设备部件替换或位置调整，以及线缆端接关系变换；
PLC机柜的输入输出通道，通过汇线盒灵活的将所有通道容量扩展至输入输出机柜，并在输入输出机柜设置固定式样的端子排。
盘台中的服务器使用网线和光纤与PLC机柜中的交换机形成连接，通过PLC机柜中的交换机实现对不同平台的PLC系统统一管理。
应用软件系统组成：
软件包括常用上位机组态软件、触摸屏组态软件；PLC的各种组态软件；各PLC系统编程基本例程；触摸屏的基本例程，包括触摸屏与各种PLC之间的通讯例程；上位机软件的基本例程，包括上位机与各种PLC之间的通讯例程。
虚拟机的架构：
这个平台包括对种软件、多种版本，由于各软件对系统的需求不相同，因此所有软件不可能安装在同一台电脑内，所以采用虚拟机的方法，根据各个软件之间的兼容和冲突关系，以及用户的使用习惯，将他们分散到多台虚拟机内，根据需要启动虚拟机，多台虚拟机可以同时运行，保证各软件能同时运行而又不冲突。
使用虚拟机也可以快速恢复系统，由于不同使用人员对系统产生的影响不同，当系统出现问题时，能够快速恢复到系统正常状态。通过虚拟机的存储快照功能每个使用者都可以建立一个自己的系统快照，使用过程中能够随时暂时中断工作，并保存当前状态，不妨碍其他人员的使用。
Claims (10)
1.一种集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：上位机与服务器连接，服务器与电源和交换机连接，电源和交换机分别与触摸屏、品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统连接，品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均与汇线盒连接，汇线盒分别与模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀连接。
2.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均安装于主机柜内。
3.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的电源和交换机安装于主机柜内。
4.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的触摸屏安装于主机柜内。
5.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的模拟量仪表、开关量仪表、模拟量显示ID、指示灯、电机、电动阀、气动调阀均安装于输入输出机柜，输入输出机柜使用多层面板的安装方式。
6.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统均包括数字量输入模件、数字量输出模件、模拟量输入模件、模拟量输出模件与处理器。
7.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的上位机与服务器安装于控制盘。
8.根据权利要求2所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的主机柜使用导轨安装方式。
9.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的汇线盒包含就地多种类被控对象多形式接线方式的快插接口，并且包含不同控制系统输入输出卡件的接线接口。
10.根据权利要求1所述的集成式多平台PLC综合模拟体平台，其特征在于：所述的上位机通过虚拟技术，将品牌一PLC控制系统、品牌二PLC控制系统、品牌三PLC控制系统的HMI画面监视软件与系统组态软件集中于上位机，并且将监视控制触摸屏的组态软件安装于上位机。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111781882A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-10-16 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种风洞试验的虚拟化控制台 |
| CN113096513A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-09 | 中国电子系统工程第二建设有限公司 | 一种特气化学品模拟仿真系统平台装置 |
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2020
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