全自动封闭钢管水试压系统组态王界面设计

摘 要：全自动封堵式钢管水试压系统是由恒基泰公司自行研制的一种高性能机电液一体化钢管水试压装置。监控系统的核心是工业计算机+PLC。计算机以RS232通讯方式与PLC进行数据通讯。上位机界面中的设计图画，通过与PLC的动画连接，对工业现场的状况进行动画模拟，用以实施监控。监控系统对于现场传感器或设备出现的故障进行诊断、提示故障信号，进行报警，以便于工作人员处理维护。上位机界面用标准工业控制软件组态王6.5设计，对试压压力、保压时间、试压允许压降、液压站的流量和压力进行设定，并自動保存设定数据。可对试压结果数据进行存储统计，并按要求打印统计报表。包括每班测试总数、合格数量、被测管规格及生产单位、材质、测试起始时间及结束时间等。另外，系统还可以按月对测试数据进行统计，统计出各生产单位每月测试的总数及合格数量。并可打印每班生产统计报表及每月各生产单位的生产统计报表。

关键词：RS232数据通讯;动画连接;组态王6.5

全自动封堵式钢管水试压系统是由恒基泰公司自行研制的一种高性能机电液一体化钢管水试压装置。试运行安全可靠压过程自动化度程高、速度快、操作人员少。整套系统设计紧凑，电耗低，本系统按功能由以下12部分组成：机体﹑排气密封头总成﹑注水密封头总成﹑液压系统﹑水路系统﹑气控系统﹑电控系统﹑夹具﹑退管装置﹑托辊﹑举管装置。其中，排气密封头总成又包括以下功能部件：排气阀﹑小端密封头﹑承载横梁﹑链轮-螺母传动系统﹑四轮小车等。各部分通过工业计算机+PLC进行监视控制。完成待侧钢管的测量，封堵，排气，增压，卸荷，控水。

一、PLC 与上位机的通讯

我们全封堵式钢管水试压系统控制点在100左右，所以我们选择具有128个点的三菱FX2N系列，可用三菱PLC的编程电缆连接PLC和计算机，通过计算机的RS232的串行口采集PLC数据。

RS-232-C中信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1” 。传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺。

RS-485中的信号线的电压均为正关系。即：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片。抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好. . RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

（一）设备连接

利用PLC 与计算机专用的F2 - 232CAB 型RS232C 电缆，将PLC 通过编程口与上位计算机串口（COM 口） 连接，进行串行通讯。串行通讯方式使用“组态王计算机”的串口，I/ O 设备通过RS232 串行通讯电缆连接到“组态王计算机”的串口。

（二）设备配置：

在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“设备”大纲项下PLC 与上位计算机所连串口（COM 口） ，进行参数设置。

FX 系列PLC 编程口的通讯COM 口参数设置：

[波特率 数据位长度 停止位长度 奇偶校验位 通信方式 9600 7 1 偶校验 RS232 ]

然后在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设COM 口对应的“新建”图标，会弹出“设备配置向导”对话框。在此对话框中完成与组态王通讯的设备的设置。

生产厂家设备名称通信描述：三菱      FX2N       串行口

利用设备配置向导就可以完成串行通讯方式的I/ O 设备安装，安装过程简单、方便。在配置过程中，用户需选择I/ O 设备的生产厂家、设备型号、连接方式，为设备指定一个逻辑设备名，设定设备地址（FX 系列PLC 在使用编程口进行通讯时，不需要设备地址） 。

（三）构造数据库

在工程管理器中，选择“数据库/ 数据词典”，双击“新建图标”，弹出“变量属性”对话框。定义FX2N PLC 相应寄存器：斜体字dddo 、dddd、ddd 等表示格式中可变部分，d 表示十进制数，o 表示八进制数，变化范围列于取值范围中。组态王按照寄存器名称来读取下位机相应的数据。组态王中定义的寄存器与下位机所有的寄存器相对应。如定义非法寄存器。将不被承认。如定义的寄存器在所用的下位机具体型号中不存在，将读不出数据。

二、图形界面设计

设计图形界面，就是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相关的工控设备。组态王具有较丰富的图库，，使用起来非常方便，包扩各种仪表，开关，阀门，泵，管道，传感器，传感器等。当需要时可直接打开图库，双击拖入事先创建的新画面。利用它用户可以大大减少设计界面的时间，从整体上提高工控软件的设计效率和质量。我们设计全封堵式钢管水试压系统的上位机界面时，充分运用工具箱和图库工具来完成我们的画面。在整个过程中，我觉得一个较完备的界面是经过一次次的修改最后才得以完成的，所以耐心与兴趣是必不可少的。只有灵活运用各种工具和方法才能达到更好的视觉和运用效果，使画面变得更加形象，使用起来更加方便。

三、数据库以及建立动画连接

在我们全自动封堵式钢管水试压系统中，为了使各画面与主画面间能更加方便的切换，使其使用个更加方便，我们通常在个画面间使用按钮连接。下面我们便介绍一下怎么使用按钮连接。

（一）在工具下拉式菜单选中“按钮”，在画面中创建按钮，右键单击，弹出对话框，选择“字符串替换”，弹出“按钮属性”对话框键入按钮名字。

（二）左键双击，弹出“动画连接”对话框，根据按钮所要实现的功能，选择相应的动画连接方式。例如我们选择“按下时”弹出“命令语言” 对话框，我们可以键入或选择命令语言，用以实现我们要实现的功能。

（三）完成后，进入“运行系统”当我们按下按钮时，就会自动打开我们所要连接的画面。

四、结语

组态王软件学习容易，设计简单，大大缩短了开发周期，界面类似于WINDOWS操作系统，操作简单，对各设备运行状态实行实时监控一目了然，减轻了操作人员工作负担，即使上位机突然死机也不会影响系统运行，更加安全可靠。

作者简介：游强华;男;（1980-3）;汉族;本科学历;助理工程师;主要从事工作和研究方向是高低压配电系统及其控制;低压电机启动及节能设计PLC系统硬件设计及软件开发，;控制柜结构设计及开发方面。