50MW脈沖調(diào)制器電源控制系統(tǒng)設(shè)計方案

３ 上位計算機端軟件設(shè)計

上位計算機端的軟件設(shè)計采用了National Instruments公司的LabWindow-CVI3.0.1編程平臺。與Visual Basec Visual C++相比，Labwindow-CVI是專門用于EDA(Electronic Design Automatic)領(lǐng)域軟件開發(fā)工作的平臺。編程用C語言，采用面向?qū)ο螅∣OP,Object Oriented Programming)的編程方法。上位機端的軟件控制面板按照所實現(xiàn)的功能被劃分為４部分：系統(tǒng)配置面板、高壓設(shè)置面板、電壓顯示面板、系統(tǒng)幫助菜單。另外，上位機端軟件系統(tǒng)可以通過安裝文件Setup.exe簡單、方便地實現(xiàn)系統(tǒng)軟件安裝，其安裝過程具有典型的Windows風(fēng)格。

用上位機對可編程控制器進行監(jiān)視和控制，在兩者之間建立數(shù)據(jù)傳輸通道，首先要規(guī)定兩者之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?，并對命令格式形成和響?yīng)格式的解碼進行編程。Omron把所有指令幀和應(yīng)答幀的定義稱做Host Link協(xié)議（Host Link Protocol)。而在Host Link協(xié)議中識別碼指令有39種之多，可以完成對可編程控制器各個存儲區(qū)（IR、SR、DM、AR、EM、LR、HR）的讀寫、對可編程控制器進行初始化、置位和I/O表生成等各種任務(wù)。圖４的第一行是一個上位計算機發(fā)出的讀PLC內(nèi)部繼電器區(qū)（IR區(qū)）的命令幀，第二行是PLC對這個命令的響應(yīng)幀。

從圖４的Host link幀格式可見，在上位計算機通信編程中不僅要對命令幀的形式做編碼工作，而且還要對可編程控制器的響應(yīng)幀進行解碼，提取其中有用的數(shù)據(jù)，然后再進行進制轉(zhuǎn)換以變成我們所要的數(shù)據(jù)格式。

為了系統(tǒng)擴展的需要，設(shè)置為1:n的上位機連接方式，即一臺上位機可以同時控制N臺位于現(xiàn)場的可編程控制器組成的網(wǎng)絡(luò)。這樣便和直線加速器其它諸臺聯(lián)鎖保護PLC互連成網(wǎng)了。

上位計算機端的軟件完成對上位機和PLC通訊端口參數(shù)的設(shè)定、送設(shè)定的高壓數(shù)值到PLC以間接控制硬件電路完成調(diào)壓、升壓總行程選擇、緊急關(guān)斷高壓、自動記錄當(dāng)前高壓設(shè)定數(shù)值和時間以及當(dāng)班人員名單到以Excel電子表格形式存在的值班日志。

總的來說，本系統(tǒng)是把傳統(tǒng)儀器的三大功能塊全部通過計算機來實現(xiàn)的：信號采集以及處理由現(xiàn)場控制計算機――可編程控制器來完成；結(jié)果表達輸出則放到上位計算機上來完成。其中，“電壓顯示面板”主要就是用來實現(xiàn)一個傳統(tǒng)儀器的“結(jié)果表達輸出”功能塊所完成的任務(wù)。用計算機屏幕可以形象、方便地模擬各種儀器控制面板，以各種形式表達輸出檢測結(jié)果以及電源運行狀態(tài)。

采用適當(dāng)軟件和硬件抗干擾措施后，本上位機-PLC控制系統(tǒng)在強電磁干擾的環(huán)境中，通過運行調(diào)試，達到了設(shè)計要求，當(dāng)電網(wǎng)電壓變化±5%，直流高壓能穩(wěn)定在PLC和本上位機－PLC控制系統(tǒng)兩套系統(tǒng)之間的切換，使各項功能和兩套系統(tǒng)有機地組合在了一起；友好的軟件控制面板為操作者提供了直觀的數(shù)據(jù)顯示和方便的操作功能選擇。