收稿日期:2011-05-11；修订日期:2011-09-11
作者简介：王雪艳（1971-），女，山东博兴人，硕士，讲师，主要从事机电一体化及机械设计与制造相关专业的教学及研究工作。
0引言
伴随着计算机技术、微电子技术、自动控制技术、传感技术和现代检测技术的发展，在以电子、机械、航天、航空等技术相互结合和相互渗透的过程中，渐渐产生及发展了工业计算机监控系统。尤其是计算机技术和自动化技术的互相结合，机电一体化技术快速发展，促使工业控制系统逐渐发展成现代化的计算机监控系统。而在机电一体化系统中，关键部分是计算机监控部分，其正朝向集成化、网络化、智能化等方面发展。文中在基于有机玻璃制造应用的基础上，以拉伸机监控系统作为实例，进行了拉伸机监控系统的设计。1 监控系统控制量描述
定向有机玻璃指的是，将有机玻璃进行加热，直到达到玻璃软化的130℃以上温度，在拉伸机上实施双向拉伸，使没有定型的大分子顺着拉伸的方向，进行有序的排列，接着通过拉力的作用，经过空气冷却至室温，从而维持该种排列状态，最终形成玻璃板材。该拉伸把厚度50~80mm 、边长1.3~2m 的毛坯，
沿着4个方向进行拉伸，正常的拉伸比是70%，也就是拉伸后的边长和原边长比为1.7，拉伸后厚度在10~80mm 之间。在拉伸期间，主要有4个控制参数：拉伸速度，拉杆拉力，保温腔温度和拉伸位移。在该系统中，主要进行4台的拉伸电机控制，4台锁紧电机，4个编码器，1台风机电机，12个温度传感器，4个力传感器，12组加热电阻丝和1台温度显示仪。
2系统设计2.1硬件平台（1）上位机硬件配置。拉伸机监控系统在设计
时，采用了主从式的结构。上位机是由艾斯雷工控机
以及各种板卡构成的。上位机和下位机一起，组成了总线型的工业监控系统。（2）下位机硬件配置。下位机主要是通过PLC （Programmable Logic Controller ）来实现的。文中选用了西门子公司制造的S7-200系列PLC 器件。其主要由CPU 及其扩展单元构成。详细配置是：2个EM222，1个CPU224，3个EM223,2个EM232。
（3）操纵台硬件配置。在系统中，操作台是其中
一个重要的硬件平台。其将下位机（PLC ）及上位机
（IPC ）以PPI 通信电缆的方式连接起来。除了在控制台上端安装的CRT ，还有l 台数显控制仪表，4台称重显示仪以及各种指示灯、按钮等。控制台下端安装的电源有24V,5V,PLC 等类型，还安装有13
组的温度变送器。（4）电控柜硬件配置。在电控柜内，安装了以下设备：5台步进电机驱动器，12组加热电阻丝控制交流接触器，1台P 系列富士变频器（对1部风机电机进行控制），4台G 系列富士变频器（对4部主拉伸电机进行控制）。
2.2软件设计该监控系统是由PLC 、工控机以及各种板卡构
基于PLC 和工控机的监控系统设计
王雪艳
（淄博职业学院，山东淄博255314）
摘要：在PLC 和工控机网络平台的基础上，开展了拉伸机监控系统的软硬件结构模块的方案设计，采用了IPC,
PLC,D/A 和A/D 卡等构建了一个监控系统平台。该平台应用主从式结构，上位机通过工控机实现，而下位机通过PLC 实现。平台具有高实时性、高精度等优点，具有较好的可扩展性，可以满足工业中多种控制环境的需求。关键词：工控机；PLC ；监控系统
中图分类号:TP273
文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2012）01-0063-02Design of Monitoring System Based on PLC and Industrial Computer
WANG Xue-yan
（Zibo Vocational Institute,Zibo 255314,China ）
石棉布规格
Abstract:Based on IPC and PLC network platform,in the monitoring and controlling system of
the tensile structure,the hardware and software module is designed,with PLC,IPC,D/A,and A/D card,a monitoring system platform is established.The platform has master-slave structure,The platform has a high accuracy,high real-time features.I ts scalability is very good.It can meet a variety of industrial control environments.Key words:IPC;PLC;monitoring system
第31卷第1期2012年1期
煤炭技术
Coal Technology
Vol.31,No.1January,2012
成的控制网络，因而其程序设计可以分为2个部分：
下位机端（PLC 端）
防震床
程序和工控机端（IPC 端）程序。工控机端包括了系统监控的主界面、上位机和下位
机网络通信部分、联合签名
系统状态显示和参数设置、故障诊断、
数据处理等。下位机端主要是完成上下料控制、料台对中控制，以及通过传感器信号对4台夹紧电机控制，对4台主拉伸电机控制，对冷却机构、加热机构控制等。其监控系统结构如图1所示。上位机和下位机的程序运行在不同CPU 中，均可以独立工作，单独程序编写。
体内振动出去吃饭系统以模块化的方式进行设计，系统可以划分
成5个主要的模块，
即温度控制及数据采集模块，系统参数设置模块，上、
下位机通信模块，状态显示模块及数据处理模块。
3硬件实现
3.1控制电路实现
搭建监控系统的硬件平台主要包括工控机（IPC
），A/D 卡、西门子PLC 和DI/DO 卡等。PLC 及IPC 构成了一个小型控制网络。构建该控制网络时，不但要考虑控制实时性，而且要对系统开发的互联、扩充、可移植性等要求进行充分的考虑。为此，在充分利用现有IPC 资源的基础上，综合控制性能的需要，应用主从式双机结构，让系统具有较好的精度、稳定性和实时性，能够较好地实现各种不同工业控制需要。
电机和变频器为主拉伸部分，主拉伸电机利用滑动丝杠驱动拉伸机主梁，利用行程开关及编码器进行
位置及速度的测定，利用重传感器进行拉力的测定。在辅梁上安装有步进电机，有3种工作状态（锁紧、自由、中间）。在保温腔内安装有温度传感器，用来进行温度的测量，利用控制加热电阻丝开通组数以及风机的速度，进行拉伸机保温腔内温度的控制。此外，对于一些辅助工作，例如下料、上料、吸盘工作、水泵工作等，没有在主控制系统框图里进行标识出来，该部分通过工控机通信和PLC 控制进行协调控制。3.2上、下位机通信硬件实现
PLC 和工控机之间通过PC/PPI 协议的方式进
行网络通信。该PPI 协议属于主从式协议。工控机串
口使用了RS232接口，而PLC 使用的是RS485接口。若要使二者之间进行通信，一定要实施电平的转换。这种转换是通过使用隔离型RS232/485转换装置来完成的，也就是以1条PC/PPI 电缆来构成网络，进行点对点的控制。
在进行通信之前，需要预先对两者间通信协议进行定义，主要包括硬件和软件的配置。硬件配置：将拨码开关按照通信的要求，将其拨到“0”或“1”的位置即可，从而完成通信硬件配置。软件配置：对PLC 和IPC 分别进行通信协议的定义。上位机连接时，将波特率设置成9600比特，初始位是1，终止位
是1，
需发送字节长度是15字节。下位机需在数据块中设定RCV 16,XMT 10。当硬件部分和软件部分都配置完成后，方可进行IPC 及PLC 二者间的实时通信。
4
软件实现
上位机系统部分的软件实现，主要是通过工控
机来实现的。
该系统软件实现的功能，主要包括系统参数的设置（如拉力、温度预设值、毛坯参数等）、温
度控制和数据的采集、
上下位机通信、系统状态显示以及多种数据的处理等。当各个模块设计完成后，利用全局变量及OLE 容器控件将其关联在一起，生成
一套界面美观、
功能完备的系统软件。（1）上位机的通信程序设计。和PLC 通信时，工
控机使用了VB6.0开发环境的MSComm 控件，
利用它能够实施对COMI 端口的操作。
（2）工控机和其它设备通信模块设计。除了和下位机PLC 通信外，在该系统中，工控机还和4台称重显示仪实施实时的通信。通信协议已在称重显示仪中设定好，仅需利用通信电缆和多串口卡的COM3至COM6进行连接，就能够实现通信。
5结束语
综上所述，文中通过有机玻璃双向拉伸机的监控系统的开发，介绍了系统上、下位机通信控制技术，并通过该设计方法，实施了系统的硬件设计和软件设计，尤其是对监控系统软件设计思路实施了重
点的介绍。
真空自耗炉该系统的部分模块通过调试运行，能够达到系统设计的目标，具有较高的稳定性。参考文献：
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煤炭技术第31卷
·64·图1
拉伸机监控系统软件结构图青铜截止阀
