本控制系統分為上位機和下位機，下位機主要完成各模擬量地輸入、運算處理，再把控制的模擬量輸出給各控制電器。上位機主要實現各模擬量的顯示和記錄，設定目標值以及改變控制模式等操作，從而實現對整個冷庫系統的實時監控。上位機和下位機通過通訊裝置和上位機軟件連接在一起，本系統使用MPI協議和w．mCC5．1實現上位機和下位機的通訊功能。
一、下位機一可編程序控制器
可編程序控制器(Progr鋤able Logic Contr011er)簡稱為PLC，它的應用面廣、功能強大、使用方便，已經成為當代工業自動化的主要支柱之一，在工業生產的所有領域得到了廣泛的使用。
1、可編程控制器特點：
1)編程方法簡單易學。梯形圖是使用的最多的PLC的編程語言，其形象直觀，易學易懂；
2)功能強，性能價格比高。一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，可以實現非常復雜的控制功能；
3)硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強。PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。
4)可靠性強，抗干擾能力強。PLC使用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場。
5)系統的設計、安裝、調試工作量少。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。
6)維修工作量少，維修方便。PLC的故障率很低，并且有完善的故障診斷功能。
7)體積小，能耗的。
2、可編程控制器的基本組成
1．CPU模塊
CPU模塊主要有微處理器(CPU芯片)和存儲器組成。在PLC控制系統中，CPu模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統的輸出；存儲器用來儲存程序和數據。
2．信號模塊
輸入(Input)模塊和輸出(0utput)模塊簡稱為I／0模塊，開關量輸入、輸出模塊簡稱為DI模塊和D0模塊，模擬量輸入、輸出模塊簡稱為AI模塊和AO模塊，它們同成為信號模塊。輸入模塊用來接受和采集輸入信號，開關量輸入模塊有了接收從按鈕、選擇開關、數字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等來的開關量輸入信號：模擬量輸出模塊用來接收電位器、測速發電動機和各種變送器提供的連續變化的模擬量電流電壓信號。開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數字顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制電動調節閥、變頻器等執行器。
3． 功能模塊
用于完成某些對實時性和存儲容量要求高的控制任務。
4． 接口模塊
用來實現中央機架與擴展機架之間的通信
5．通信處理器
用于PLC之間、PLC與遠程I／0之間、PLC與計算機和其他智能設備之間的通信，可以將PLC接入肝I、PROFIBUS—DP、AS—i和工業以太網，或者用于實現點對點通信等。
6．電源模塊
PLC一般使用AC 220V電源或Dc 24V電源，電源模塊用于將輸入電壓轉換為Dc 24V電壓和背板總線上的DC 5V電壓，供其他模塊使用。
3、可編程控制器的工作原理
從整體的控制過程來說，PLC根據輸入信號的狀態，按照控制規則進行處理判斷，輸出控制結果，也就是程序的讀入、程序的執行、程序的輸出，整個過程采用循環掃描的形式，每完成此三個步驟的時間成為掃描周期：
1)各狀態量的輸入階段。每次程序執行前，PLC都會首先對各輸入模塊進行掃描，將所有外部輸入信號的當前狀態采集到輸入映像存儲器中，在掃描周期內，即使外部信號發生變化，存儲器內的信號不會發生變化，然后進入程序執行階段。
2)程序執行階段。CPU從輸入存儲器把輸入量的狀態讀出，遵循由上到下、由左向右的先后順序對整個程序進行掃描，按照控制要求進行邏輯判斷和數學運算，同時把每步的結果實時的寫入相應的存儲器中。
3)控制信號輸出階段。在執行完所有的程序后，CPU將輸出影響存儲器的內容，通過輸出鎖存器輸出到輸出端子，來驅動各個負載。完成整個掃描過程的控制工作。
4、西門子S7—300可編程控制器
本課題采用西門子公司開發的軟件S7．300。S7系列包括三種：S7—200／300／400，其中S7．200適用于小型的編程，控制數字量接口和模擬量接口相對來說比較少；S7．300是一種中型的控制器，功能強大，攜帶的模塊豐富；S7．400主要適用與復雜的大型的控制系統。根據本課題的實際情況我們選擇S7．300作為我們的控制軟件。S7．300具有強大的編程功能；其編程語言就有三種：梯形圖語言(LAD)、語句表語言(STL)、功能塊語言(FBD)，不同專業的人可以根據自己的需要選擇適用于自己的編程語言：可實現編譯監視程序；跟蹤監視變量：程序從PLC上傳在上位機和從上位機下載到PLC；可以用PLCSIM進行模擬，實現脫開PLC編程和調試這樣可避免調試錯誤把電器燒毀；也可以對PLC硬件進行診斷和參數設置。
二、上位機一組態軟件WinCC5．1
W．mCC(Windows Con仃ol Center)是西門子公司開發的一種組態軟件。可運行在MicrosoR Wmdows98／2000／NT操作系統，WinCC系統可提供生成復雜可視化任務的組件和函數，生成畫面、腳本、報警、參數趨勢和報表等。而且winCC可以通過高級語言對數據實現控制和變換處理。它用Mi crosoft SQL Server 2000作為其組態數據和歸檔數據的存儲數據庫，可通過ODBC，OLE—DB，WinCC OLE—DB方便地訪問歸檔數據；此外WincC還提供了0LE，DDE，ActiveX，服務器和客戶機等接口或控件，能方便地與其它應用程序交換數據；它還提供了大量的向導來簡化組態工作，在調試階段可進行在線修改。WinCC5．1主要包含以下九大部件；
1．變量管理器。管理winCC中所使用的外部變量、內部變量和通訊驅動程序。
2．圖形編輯器。用于設計各種圖形畫面。
3．報警記錄。負責采集和歸檔報警信息。
4．變量歸檔。負責處理測量值，并長期存儲所記錄的過程值。
5．報表編輯器。提供許多標準報表，也可以設計各種格式的報表，可以按照預定的時間進行打印。
6．全局腳本。是系統設計人員用ANSI—C及Visual Basic編寫的代碼，以滿足項目的需要。
7．文本庫。編輯不同語言版本下的文本信息。
8．用戶管理器。用來分配、管理和監控用戶對組態和運行系統的訪問權限。
9．交叉引用表。負責搜索在畫面、函數、歸檔和消息中所使用的變量、函數、OLE對ActiveX控件。
此軟件提供了大部分PLC系統的通訊通道，并形成了統一的標準，適用性強。
