PLC监测系统（共9篇）
PLC监测系统 篇1
随着科学技术的快速发展,水质在线自动监测仪器在水环境监测和环境技术管理中发挥着越来越重要的作用。水质在线自动监测仪器测出的是实时污染物数据,避免了传统监测方法从采样点到实验室运输过程中污染物的变化,省掉取样后添加保护剂的麻烦[1]。同时水质在线自动监测仪器带有的RS232 或RS485 接口[2],能够将监测到的数据及时远程传输到上级主管部门,提高了环境监管的速度和力度,对于环境管理来说,是一个新的突破。
目前,我国正在进行环境技术管理体系建设,其中重要的一项就是完善环境的技术评估规程、方法和手段[3]。而水污染防治技术验证评估移动工作站是进行环境技术现场验证测试、实现环境技术评估的重要工具和手段[4]。为了实现水质的在线自动监测和环境技术管理工艺全过程的多点连续水质指标测试,笔者基于PLC,设计了集自动采样、在线水质自动监测与数据处理为一体的在线水质监测系统,并安装于验证评估移动工作站内,以实现环境技术的现场验证和测试评估。
1 在线水质监测系统
验证评估移动工作站针对工业废水和城市生活污水生物处理技术应用现场进行验证测试评估。由于工业废水具有水质参数范围大、含油且含高浓度难降解有机物的特点,依据设计的指标体系[5]、生物处理技术的特征和现有在线监测技术的现状,笔者选择CODCr、氨氮、总磷/总氮和5个参数( 温度、p H值、溶解氧( DO) 、电导率和浊度) 作为在线监测指标。
1. 1 组成
基于PLC的在线水质监测系统采用二级分布式计算机控制系统,对污水处理在线监测进行集中管理和分散控制[6],由采样单元、分析和预处理单元、配水单元、清洗单元、数据采集与PLC控制单元组成。采样单元包括采水装置( 水泵) 、输送管道、供电及安装结构等; 分析和预处理单元包括在线水质分析仪、逆水流过滤器、滤网、位移传感器、电动球阀、集水稀释水箱等设备及其安装结构组件; 配水单元包括溢流瓶、测量池、取样泵及电磁阀等设备; 清洗单元包括清洗水箱、冲洗水泵、电磁阀和安装结构组件; 数据采集与PLC控制单元主要由工控机、PLC、传感器、执行器件、线路保护器和基站的相关软件组成。系统各仪器设备的安装布置如图1 所示。
1. 2 工作原理
基于PLC的在线水质自动监测系统的工作原理如图2 所示。采样单元将被测水由工艺现场泵送入集水箱,经配水单元进入预处理单元对水样处理后,进入各水质分析仪的测量池( 或溢流瓶) ,分析单元将分配来的水样按国标进行化学分析,将分析结果通过RS485 传输给数据采集单元进行处理保存。控制单元由PLC和工控机进行控制,并通过清洗单元对预处理和配水单元进行清洗反冲,保证预处理单元和配水单元的长期稳定运行,降低水样的失真率。
1. 3 采样单元
采样单元是后续分析测试系统温度运行的保障和基础。实际废水类型多样且成分复杂,移动工作站在采样过程中通常需要进行长距离输送,且要进行多点采样,这对输送管道和采样水泵的要求都比较高。选择合适的泵型以及合理的管路设计,以实现废水长距离( 300 ~ 500m) 输送,对采样单元的设计成功至关重要。通过实验对不同的采样方式进行了对比。为获得方便简洁的采样单元,设计了两种取样单元方案: 一是采用一台自吸泵,通过4 个阀门与4 条进水管路相连,构成可连续对4 点采样的单元; 二是采用4 台采样水泵分别与4 条进水管路相连,组成可对4 点连续采样的单元。
通过对比发现,方案一相对简单易行,但当采样距离大于50m时,由于管路密封及摩擦力等原因,使得自吸泵吸取到水样的时间增长( 约10min) ,且吸取到的水样量少,内部泡沫较多,影响了水样的预处理和水质指标的监测,因此该方案不适合水样的长距离输送; 方案二需要的采样水泵较多,且需分别设置电源线路和输送管路,但采样距离受限较小( 200m以上) ,采样时间较快,废水长期在管道中运行,不易产生如淤泥淤积及沉淀物结晶等堵塞问题,因此最终选择方案二设计在线水质监测系统的采样单元。
1. 4 分析单元
1. 4. 1 在线仪器选择
为了保证验证测试数据的准确性,在线监测指标中的CODCr、氨氮、总磷/总氮采用国家标准分析方法。将原在线分析仪器与自控和预处理系统进行有效集成,组成了可准确、高效进行在线分析的在线监测系统。为了更好地达到验证评估移动工作站在线监测系统的要求,对不同品牌的在线监测仪器进行了实地考察,对正在使用中的不同厂家的在线仪器做了对比,考虑到移动工作站的实际情况,最终选择了美国HACH公司生产的CODCr在线分析仪( CODmax型)[5]、氨氮在线分析仪( Amtax compact型) 、总磷/总氮在线分析仪( NPW150 型) 和5 参数分析仪( SC1000) ( p H电极PD1RI、温度可由p H探头内置温度传感器进行测量、DO电极5790000、电导率探头D3725E2T、浊度探头LXV423. 99. 10000) 。
1. 4. 2 预处理
实际测试过程中,由于废水中含有大量活性污泥、油类及其他悬浮物等,如不进行预处理,将严重影响在线仪器的测试,甚至造成仪器的损坏,同时也影响水质成分的分析。因此在进行废水水质分析前,需对废水进行合理的预处理[5]。通过反复对比现有的预处理系统,考察各种预处理设备的优、缺点,在原有设备的基础上,通过改造设计了能为验证评估移动工作站在线监测分析仪器提供满足要求水样的预处理系统,具体如下:
a. 氨氮在线监测仪水样预处理装置。由于氨氮在线监测仪采用纳氏比色法进行分析测试,在样品分析前,需对水样中的悬浮物进行有效过滤,因此在设计中不仅采用了可去除水样中泥沙等大颗粒物质的逆水流过滤器,同时也采用了精密过滤器( 可根据废水水质特点更换不同目数的滤网) 。
b. CODCr在线监测仪水样预处理装置。由于水样中的悬浮物是CODCr的重要组成部分,因此在进行水样预处理时,该部分不能被去除。然而在实验室分析CODCr时一般需将水样静置一段时间,以去除水样中的大块不均匀物质及泥沙等。基于此,在设计CODCr在线监测仪水样预处理装置时,采用了Y型过滤器替代氨氮在线监测仪水样预处理装置中的精密过滤器,这不仅可以有效过滤大块不均匀物质,而且不易堵塞。
c. 总磷/ 总氮在线监测仪水样预处理装置。在进行总磷/总氮分析测试时,需对水样进行充分搅拌以保证水样的均匀性。在该预处理装置中设计的逆水流过滤器虽可去除较大的颗粒物和泥沙,但对大块不均匀且密度较低的物质( 如活性污泥及絮凝物等) 难以去除。基于总磷/总氮国标分析法原理,在水样经过逆水流过滤器后,设计有膜过滤器,既保证不堵塞分析仪的管路,同时也保证了水样的均一性。
1. 5 PLC控制单元
根据集中操作管理、分散控制的设计思想,将自控系统按分布式结构分为3 层: 中央控制层( 操作站/上位机) 、现场控制层( PLC /下位机) 和现场设备层[7]。现场控制层负责现场仪表的数据采集和现场设备的监控。主要包括研华工控机及数据采集卡等,采用西门子PLC( CPU S7-224CN,控制模块为EM-223CN和EM-231CN) 和RS-485 通信方式。PLC通过以太网与上位机连接,通过Profibus总线与各执行设备互连[8,9]。
按照水污染防治生物处理技术验证评估指标体系和方法的要求[4],针对污水生物处理技术工艺现场的各流程段分别设置取样点并放置取样泵。PLC按照验证评估方法控制工艺现场不同工艺段取样泵的启/停,取样泵依次输送多点水样至在线水质分析仪,在线水质分析仪通过对水样检测分析得出CODCr、氨氮、总磷及总氮等实时数据。工作流程如图3 所示,采集在线水质分析仪得出的水样数据并传输到工控机,由工控机传输至数据存储器的数据库中,完成数据信息的采集工作。数据分析处理装置的后台服务器是SQLServer数据库,接收到数据信息后,根据管理监控单元的指令对其进行分析和计算; 管理者可以在计算机上查阅并分析相关数据。按照指标体系的要求,数据分析处理装置对采集到的水质参数加以处理,得出污水生物处理技术工艺的各项分析评价指标,如不同流量下的水质处理结果对比,不同取样点的同一水质参数变化趋势,同一取样点的不同水质参数显示,以及某一工艺段不同水质参数相对前一个工艺段的处理率等,从而客观地验证评估生物处理技术。
监控画面采用DL Composer编程实现,可以与PLC通信,实现现场设备的自动/手动转换、启/停和设备故障报警。系统设有丰富友好的图形监视界面,主要工艺流程画面以组态模拟显示,提供了简洁实用的中文信息处理,方便值班人员实时监控操作。在满足工艺设备运行的前提下,尽量简化设计并保证了系统的可操作性。
2 运行结果分析
应用笔者设计的在线水质监测系统进行两项环境保护技术的现场验证测试,原水采用城市生活污水,选取原水、中间工艺段1、中间工艺段2和出水4 个取样点进行自动采样分析测试。根据在线水质监测仪器的运行周期,确定每6h为一个周期,每天进行4 次连续监测,在每个周期内完成4 个取样点的水样分析。
经过为期6 个月的验证测试,除去设备故障或客观因素导致没有足够的水样供仪器分析外,共获得测试数据3 780 个,其中384 个数据经过与专业测试公司进行平行样本测试对比,水质指标平均误差率约 ± 10% 。同时。将实验室监测与在线仪器监测到的数据进行比较,数据虽然存在差异,但是监测结果能够保持一定的相关性,而且部分误差基本上能够控制在 ± 10% 以内,这说明使用在线监测仪器对废水水质进行监测,其结果可以很好地反映废水的真实情况[10]。以原水COD的人工测试与在线监测数据对比为例,误差范围在 ± 12% ,结果如图4 所示,经数据处理后的分析结果满足验证评估要求。
3 结束语
笔者设计的在线水质自动监测系统集PLC技术、通信技术、计算机技术、预处理技术和数据库管理技术于一体,采用分散控制、集中管理、综合监控的模式,较准确地验证评估了城市生活污水样本中CODCr、氨氮、总磷及总氮等水质指标的实时数据,能够实时监控设备的运行状态,减轻了现场操作人员的劳动强度,提高了现场验证测试的自动化程度。在某水污染防治技术验证评估移动工作站配置在线水质自动监测系统之后,能够对工业废水和生活污水处理过程进行现场测试,获得可靠又准确的分析数据,为我国水环境技术验证的推广具有积极意义。
PLC监测系统 篇2
● 由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。
● 基于信号处理和程序运行的速度，PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。● 更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。2.高可靠性
● 所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。
● 各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。● 各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰。● 采用性能优良的开关电源。
● 对采用的元器件进行严格的筛选。
● 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。
● 大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、IO模块冗余，使可靠性更进一步提高。3.系统配置简单灵活
● 控制器 产品种类繁多，规模可分大、中、小等。
● I/O卡件种类丰富，可根据自控工程实现功能要求不同，而进行不同的配置。● 满足控制工程需要前提下，I/O卡件可灵活组合。4.丰富的I/O卡件
控制器针对不同的工业自控工程的现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。
另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。5.控制系统采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。控制器的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。6.价格优势
质优价廉，性价比高。7.安装简单，维修方便
可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
8.控制器实现的功能 逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制 PID控制 数据计算 通讯和联网
其它：还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。
9.常用的工控软件
●
B&R AutomationSoftware自动化软件
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Wonderware InTouch 8.0过程可视化
用于工业自动化、过程控制和管理监视的一个强大的图形人机界面(HMI)软件。● 亚控组态王6.5 两万余例工程（钢铁，化工，电力，国家粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各行业）的现场运行（包括“中华世纪坛”国家标志性工程），现已成为国内组态软件的客户首选，并且作为首家国内组态软件应用于国防，航空航天等重大领。● RSVIEW32/SE等
控制组态软件种类很多，每一种各有特点。我们能够根据用户不同的需求，提供不同工业控制监控软件，完成自控项目监控的任务。
plc控制电路相对于继电器控制电路的优点
1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。
2、工作方式上看：电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。
3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。
4、定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。
PLC监测系统 篇3
基于PLC的健康奶牛养殖小区环境监制系统的主要功能是在检测温度、湿度和气体浓度的基础上, 实现牛舍内小环境的调节, 使整个系统更加自动化, 从而改善牛舍环境、节省劳力、提高产奶量、降低奶牛的发病率, 对于畜禽的健康生长有着重要的现实意义。
1 方案及控制
本系统研究的总体方案如图1所示。首先集成温湿度及气体浓度变送器, 把环境因子转换成电流信号, 并通过EM231转换成PLC识别的数字量, 并保存在PLC的局部存储器[4]中存储起来, 并传给上位机触摸屏显示当前的奶牛舍环境, 同时我们可以通过摸屏设置目标环境参数传给PLC, 并与当前环境参数比较和计算, 之后PLC数字量输出口接的电动机和电磁阀等相应的执行元件打开或关闭来进行调节。
2 PLC选型及地址分配
本系统采用采用西门子S7-200系列CPU226[5], 扩展模块包括扩展两个模拟量输入模块EM231[6]。CPU226集成24输入, 16输出。EM231为模拟量4输入。表1为系统各控制信号地址分配表。
3 硬件结构
整个硬件结构如图2所示。上位机主要作用是参数设定和实时监控[6], EM231主要对采集到的舍内传感器电流信号处理并传给PLC, PLC通过采集到的信号与设定的信号进行比较, 按照算法来进行设备驱动, 操作执行机构, 达到用户要求的自动控制和环境监控。
4 信息采集及处理
4.1 温湿度传感器模块。
本设计采用DB420F01TS-10系列温湿度变送器, 设置为温湿度一体的测量方式, 采用进口数字温湿度传感器核心元件, 通过变送器内部的中央处理器和数模转换器, 将数字信号转换成4~20m A电流信号输出。主要技术参数如下:
温度量程:-40℃~120℃;
湿度量程:0~100%RH
测量精度:±4.5%RH, ±0.5℃
输出信号:4~20m A
技术指标:供电电源:12VDC~24VDC
接线端子定义:红色:电源 (12~24V)
黑色:地线
黄色:温度输出
蓝色:湿度输出
4.2 气体传感器模块
本系统采用YT-95H-CO2二氧化碳变送器, 固定式二氧化碳检测仪采用进口电化学式二氧化碳传感器, 具有高精度, 高分辨率, 性能稳定等特点。同时, 将气体信号转换成4~20m A电流信号, 主要技术参数如下:
检测气体:空气CO2
量程:0-2000、5000、10000、50000ppm、10%VOL、100%VOL
精度:<±3% (F.S)
最小读数:1ppm、0.1%VOL
响应时间:≤15秒
电源:24VDC±12VDC
检测方式:扩散式
工作方式:长期连续工作
输出信号:4~20m A电流信号输出
本系统将温度的上限设定在1500ppm, 下限设定在1350pp。当检测到畜舍内两个气体传感器的值有一个大于设定上限值时, PLC将驱动气体转换电机工作。当检测到两个传感器的值都小于设定下限时, PLC将驱动气体转换电机停止工作。
5 软件程序设计
程序设计要求能实现系统自动、手动切换控制。手动控制即通过上位机触摸屏的手动按钮通过PLC来驱动电机及电磁阀的开启与关闭。能够直接的控制驱动元件, 使得控制更加简单、可靠和方便。自动控制是完全不需要人工干预, 通过传感器对环境因子进行监测, 按照事先设定的参数, 在程序中用算法去控制, 当检测到某一值不在设定范围时, 便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭, 从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低, 可以大大节约劳动力, 降低劳动者的劳动强度。控制流程图如图3所示。
结束语
提供一个良好的生长和繁殖的环境对奶牛至关重要。本课题主要功能是完成奶牛舍温度、湿度和有害气体含量信号的采集与处理, 并直接控制现场环境。PLC主要通过RS-485总线将现场数据传送给上位机触摸屏保存。上位机触摸屏可以设定下位机PLC的工作参数, 完成对历史数据的保存、分析处理, 实时显示畜禽舍现场的环境状况, 从而实现对畜禽舍的监控。
摘要：奶牛养殖过程中, 奶牛的环境控制对畜禽的健康生长、最大程度地发挥其生长性能有着重要意义。因此, 调控好奶牛舍内部温度、湿度和空气等环境因子, 是奶牛饲养管理的最根本问题。本课题为基于PLC的奶牛健康养殖系统环境监测系统的研制, 该系统的主要功能是将传感器采集到的畜禽舍的各环境参数通过EM231传送给S7-200, 由可编程控制器完成数据处理, 执行相关程序, 动作执行机构, 实现奶牛舍内小环境的监测与调节, 同时由触摸屏实现显示当前环境参数和对目标环境参数的设定。
关键词：可编程控制器,环境监测,奶牛牛舍
参考文献
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[5]常辉.西门子S7-200PLC入门与应用实训[M].北京:中国电力出版社, 2010.
[6]刘华波.西门子S7-200PLC编程及应用案例精选[M].北京:机械工业出版社, 2009.
[7]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社, 2002.
PLC控制城市供水系统提纲 篇4
1.题目：PLC控制城市供水系统
2.摘要：城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内压力在一定范围内，既能满足用水的需求，又能最大程度节约能源、延长设备寿命。为了实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程。采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。
PLC具有体积较小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护与操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求。PLC作为城市供水系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。
3.关键词：城市供水PLC节约能源变频器
4.目录
第一章绪论
1.1：城市供水的意义
1.2：PLC控制城市供水的好处
第二章 PLC控制城市供水系统的原理
1.1: 原理框图
1.2：工作流程
第三章 PLC控制城市供水系统的硬件选用
1.1：PLC的选型
1.2：接触器的选用
1.3：变频器的选用
1.4: 其他设施的选用
PLC监测系统 篇5
建筑物供水系统的基本方式可分为以下3种:直接给水方式、单设水箱供水方式、高水位箱-水泵供水方式。直接给水方式的工作原理是:室内与室外的给水管网直接相连通, 通过水泵向用户提供具有一定压强的水。单设水箱供水方式的工作原理类似于直接供水, 其不同点在于, 单设水箱供水在直接供水的基础上, 安装了一个或多个高水位箱, 目的在于调节水压和流量。高水位箱-水泵供水方式是将市政管网中的水池作为供水源, 通过水泵将水输送到高水位箱处, 然后再由高位水箱输水到用户终端。直接供水方式采用恒速泵与变频调速泵相结合的方式, 以解决用户终端的用水变化问题。当前基于PLC自动控制恒压供水系统的水泵, 在采用交流交频技术后, 水泵智能控制系统已经应用于多个行业。
2.基于PLC的水泵智能控制与能耗监测设计
本文中的水泵智能控制系统设置有一个主站, 主站下设有多个从站, 从站中也配置有PLC模块, 主站与从站通过PLC的RS-484接口相连接。主站由上级的工控机控制并监测, 主站会将各从站的信息传输给顶端的中控机, 操作人员通过中控机即可实现对各从站的设备进行控制与监管。从站中设置有传感元件和独立的水泵启闭开关, 可将环境的参数以及水泵实时工况通过主站上传至工控机, 而且从站控制柜上的人机界面也能自动控制从站中水泵的运行, 如图1所示。
控制器之间的通信采用Modbus协议, 这是专门用于电子控制器上的一种通用语言, 具有很强的兼容性。基于此协议, 各控制器可通过特定网络, 与其他外围设备进行实时通信。该协议搭建了一套可被控制器识别的计算机信息框架, 忽略信息传达的所使用的网络, 表达了各控制器与系统其他设备相连接的过程。各设备通过Modbus进行通信时, 会将各设备唯一的设备地址记录下来, 也可将反馈信息传到特定设备地址, 从而实现水泵的精准控制。同理, 该技术也可用于检测系统中出现故障的单元, 并监控系统整体运行情况, 从而计算出系统整体能耗情况。
2.1系统控制要求
以某厂房建筑排水为例, 该系统基于PCL技术, 可对水井中的水位高低情况进行远程控制, 并反馈实时监控数据。其控制要求可分为以下4点:
(1) 将系统中的3台泵通过PLC和无线通信, 连接到工控机的PLC上, 通过工控机或者远程无线控制终端, 结合水池的实际情况, 我们可以对深井泵进行实时控制。例如, 当水位高于4m时, 将所有深井泵调整为关闭状态;若高于3.6m时, 仅保证一台水泵工作即可, 当水位不足2m时, 则启动其中2台深井泵;高于4m时, 设备必须停机。3台机组互为备用。
(2) 当水泵的水压低于0.3MPa时候, 可同时启动系统中的两台深井泵;当水压达到3.5MPa后, 仅保持一台深井泵工作。这4台水泵可以互为备用, 并能够实现远程监控现场的各类实时数据, 通过从站传输到工控机上, 也可直接在泵的控制柜上读取各类参数, 完成数据的初步收集。
(3) 在厂房需要进行排水时, 从站中的传感设备可以根据水位高低情况, 对蓄水池水量进行实时监控。这样可以实时调整水泵工况, 或是防空转等功能。
(4) 值班人员可以根据系统反馈的数据情况, 对水泵的运行情况进行调整, 或是调整运行中的水泵数量。通过这种方式, 保护了厂房用水、用电安全。
2.2系统工作原理
本系统是基于PCL技术, 针对水泵的功能切换和远程控制设计的, 可以操控水泵的工作状态, 实现功能之间的转换, 实时监测运行状态, 能够起到一定的保护作用。与一般的工业系统相比, 其简化了安装难度和接线数量, 提高了系统的稳定性和可靠性。并且应用PLC技术后, 灵活性提高和通用性变广, 修改控制程序就能改变各个部件的工作时间和工作状况, 满足不同的生产需求。
2.3硬件设计
2.3.1智能泵系统电路设计
水泵智能控制及能耗监测系统, 其主电路主要由电流互感器、电压互感器、电流传感器、电压传感器和功率传感器构成。当水泵的电机开始启动时, 电路中的交流接触器均闭合, 接着电机Y型动作, 在Y型电机运行0.1分钟后, △型电机开始运行。电流传感器可以将电流互感器测量到的电流信号通过网线传输到PLC扩展的AD输入模块, 通过模块中的函数计算机即可得出对应的电压情况。
2.3.2工作站布置
本系统包含一个主工作站和多个从站, 中间控制机与主站相连, 水泵信息通过从站将传感器将接收到的信息发送给主站PLC, 同时从站与控制柜逐一对应, 控制柜上的操作界面也能实现实时控制从站的水泵启动停止, 并且实现功能转换。水泵工作等位置设置有各种传感器装置, 数据通过专门与西门子的S7-300PLC的通信模块传送, 可实现点对点, 点对多的无线数据通信方法, 并且接收, 发送为一体。
2.4软件设计
2.4.1 PLC执行程序设计
本系统采用的是DVP14SS11T2的PLC, 该PLC被广泛应用于自动装置中, 可靠性高, 并且指令集丰富、可扩展性强, 结合上文提及的Modbus协议PLC模块可以将泵系统中的各模块连接在一起, 其程序流程如图2所示。
2.4.2人机交互界面设计
操作触摸界面的设计能够实现程序控制逻辑一体化控制。操作界面上显示的是水泵的启闭状态、工作时间、转速、电流和电压等工作参数。操作人员可根据需要进行修改。以操作开闭功能为例, 主界面上点击“状态”任务栏, 出现菜单的菜单栏有启动和停止两个按钮, 点击按钮即可实现开闭功能。启闭按钮旁设置有手动控制旋钮, 当遇到突发情况时, 操作人员也能够通过手动按钮来对设备进行控制, 增加了设备的安全性。在首页的主界面上, 还设置有自动报警装置, 当工况出现异常时, 系统会自动报警, 然后自动断开电源并停止工作, 操作人员也可以通过点击报警按钮来通知其他从站的人员。
2.5能耗监测系统设计
生产现场配备有PC监控系统, 并且可以通过无线通信的方法, 远程监测从站的实时数据 (如水位高度以及水泵的运行状态) , 并将这些信息在对应操作界面上显示出来。另一方面, 采用的模糊控制技术来操作水泵的开关, 也可达到节约能源的效果, 能够远程实时地对水泵进行控制。从站机组可由电机控制软件对其进行控制和监测, 主站的PCL系统与各个分站保持通信和控制, 完成水源水位、水压、流量等信息的监测, 同时保证压力达到均衡, 以达到节约能源的效果。
摘要：传统的水泵控制方式往往需要手动操作, 并且存在可靠性低、备用泵闲置浪费等问题。基于此, 本文基于PLC控制原理, 研究了水泵智能控制及能耗监测技术, 从供水方法、系统构造等方面较为详细地阐述了系统的设计思路以及应用前景。
关键词：水泵控制,PLC,智能控制,自动化
参考文献
[1]肖林京, 孙传余, 梁慧斌.PLC在水泵自动化监控系统中的应用[J].煤炭工程, 2007 (3) :102-104.
PLC监测系统 篇6
目前, 我国生产的矿井提升机采用盘闸制动系统, 为了让提升机安全顺利地工作, 《煤矿安全规程》对盘式制动器提出了一系列要求, 其中规定盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2 mm。为了精确测量闸瓦间隙, 判断间隙是否超限, 笔者设计了基于S7-300 PLC和WinCC的闸瓦间隙实时监测系统, 该系统能对闸瓦间隙及其故障进行实时可靠的监测。
1 关键技术
1.1 PLC技术
PLC是一种专用于工业控制的计算机, 其硬件结构基本上与微型计算机相同。由于其具有可靠性高、抗干扰能力强等特点, 被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、机械制造等各个行业。在所有的PLC中, 以Siemens公司生产的PLC性能最佳, 因此, 该系统采用Siemens S7-300 PLC。
1.2 WinCC组态
WinCC全称是Windows Control Center, 它集生产自动化和过程自动化于一体, 是Siemens控制系统中的人机交互界面组件。该系统应用WinCC组态软件与PLC通信, 实时地显示闸瓦间隙, 如有超限, 会在WinCC中报警。
1.3 MPI通信
MPI (Multi Point Interface) 是多点接口的简称, 是Siemens开发的用于PLC之间通信的保密协议。MPI的物理层是RS485, 默认传输速率为187.5 kbit/s, 2个相邻节点的最大传输距离为50 m, 加中继器后为1 000 m。该系统采用CP5611通信卡实现WinCC与PLC之间的MPI连接。
2 系统总体结构
闸瓦间隙实时监测系统用于矿井提升机制动器闸瓦间隙的实时监测, 总体结构如图1所示。该系统采用上-下位机的结构, 上位机是一台工业平板电脑, 以WinCC实现人机交互, 安装在绞车控制室, 供值班人员实时查看闸瓦间隙。上位机监控系统通过通信电缆从PLC的存储器中读取运行参数, 监视其运行状态, 主要作用是给操作人员提供友好的人机交互界面, 可以实现闸瓦间隙的实时显示功能, 还可以实现每幅闸瓦间隙历史数据的曲线显示和根据采集所得的数据进行故障诊断等功能。
下位机主要包括现场传感器和PLC 2个部分。本系统中, 油压传感器、位移传感器分别用于采集制动油缸油压和闸瓦间隙。传感器将这些物理信号转换成PLC可识别的电流信号或电压信号, 经屏蔽电缆送到PLC的采集模块内。PLC的主要功能是实现模拟量的采集和A/D转换, CPU分析处理采集数据, 并将处理结果显示在上位机WinCC中。
3 系统软件设计
系统软件设计包括PLC程序设计和上位机人机交互界面的设计, 其中PLC程序使用Step7软件编写, 上位机人机交互界面采用WinCC组态软件编写。
3.1 S7-300 PLC程序执行过程
PLC得电或由STOP模式切换到RUN模式时, CPU执行启动操作, 清除非保持的过程映像存储器, 然后执行初始化组织块OB100, 之后PLC循环执行用户程序, 详细执行过程如图2所示。
3.2 PLC主程序设计
在SIMATIC Manager中执行菜单命令“File”→“New”, 输入项目名后存储, 然后插入“SIMATIC 300 Station”, 并在HW Config中生成导轨, 插入CPU314模块、电源模块PS307、DI/DO模块和AI模块。至此, PLC项目建立完成。程序的编写主要包括信号的读取、传感器标定、计算闸瓦间隙和故障报警。PLC主程序结构如图3所示。
(1) 信号的读取主要是位移传感器、油压传感器和开关量的输入, 并将这些模拟量和数字量存入DB数据块, 供其它程序使用。
(2) 传感器的标定在现场进行, 主要标定位移传感器。标定时, 先使用塞尺手工测得闸瓦间隙值并输入PLC, 然后通过式 (1) 标定系数k:
式中:ξ为手工测量间隙值;σ为传感器测得的间隙值。
(3) 测得标定系数, 则真实闸瓦间隙值λ计算公式为
式中: θrtv为传感器实时测得的间隙值。
(4) 确定故障点, 指出报警原因, 故障报警主要包括以下几种情况:① 闸瓦间隙超过2 mm;② 测得油压值高于开闸油压, 可闸未开;③ 测得油压值低于贴闸油压, 可闸未合。
3.3 WinCC组态设计
系统运行过程中, 需要对每副闸瓦间隙进行显示、存储和故障报警等, 因此, 使用WinCC组态友好的人机交互界面。本系统中, WinCC使用MPI通信方式与PLC连接, 首先添加SIMATIC S7 Protocol Suite.chn驱动程序, 并在其MPI通道单元下建立与PLC的连接, 设置名称为connection, 并为其设置连接参数。由于本监测系统中的WinCC只与1台S7-300通信, 并只有一台机架, 因此其连接参数的站地址、段ID、机架号、插槽号分别设定为2、0、0、2。至此, WinCC和S7-300 PLC的连接已经建立好, 可以实现两者之间的通信。
接下来组态人机交互界面, 包括闸瓦间隙显示界面 (主界面) 、参数设置及传感器标定界面、闸瓦间隙历史数据曲线显示界面和故障报警界面。图4所示为闸瓦间隙显示主界面。
4 结语
本文采用具有可靠性高、抗干扰性强的PLC和拥有友好人机交互界面的WinCC构架设计了闸瓦间隙实时监测系统。该系统集数据采集、存储、分析和处理功能为一体、实时性强、界面友好, 已在邯郸某矿成功应用。实践应用表明, 该装置可对制动器闸瓦间隙及故障进行实时可靠的监测。
参考文献
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[6]董黎芳.矿井提升机制动系统故障智能诊断的研究[D].徐州:中国矿业大学, 2009.
PLC监测系统 篇7
地源热泵是利用浅层地热能 (地表水、地下水、土壤等) 相对稳定的特性, 基于逆向卡诺原理, 从低温环境中吸收低温热量, 通过热泵输出高温热能, 从而达到将不能直接利用的低温热回收利用的目的。其在冬季将地下的热量转移到建筑物内, 在夏季将地下的冷量转移到建筑物内, 一个年度形成一个冷热循环, 实现节能减排的功效。地源热泵系统热量转移原理如图1所示, 热能转换关系为:
1 地源热泵能效监测系统
系统由热泵机组、空调机组、地源侧水泵 (带冗余) 、空调侧水泵 (带冗余) 等部分组成。监测系统设计仅实现对现场信号的采集、分析、显示和记录。底层模块采集的数据通过R S-4 8 5总线传送到控制器S 7-2 0 0, 进行数据处理并计算出热泵系统的制冷 (热) 性能系数、热泵系统单位时间的系统能效比、热泵系统任意时间内的系统能效比、系统任意时刻的耗电量以及系统的节能效率。上位监控采用W in C C实现, S 7-2 0 0与W i n C C通过U S B/P P I协议通信实现人机交互, 历史数据存放于数据库中。监测系统架构如图2所示。其底层主要模块包括:
(1) L S D-0 1 6十六路巡检仪, 可同时混合输入十六路热电阻、热电偶或标准电压信号, 每个通道的传感器类型及分度号均可自由设定, 进行参数的巡回检测, 提供R S-4 8 5通信接口。在该系统中, 其主要实现对“生活用水地源侧出水温度、生活用水地源侧回水温度、空调地源侧出水温度、空调地源侧回水温度、空调出水温度、空调回水温度、生活用水出水温度、生活用水回水温度”的实时检测。
(2) L-m a g电磁流量计, 实现对热泵机组地源侧流量、热泵机组用户侧流量检测, 检测值通过R S-4 8 5总线向控制器传递。
(3) W B 9 1 2 8电量检测模块, 一种智能型三相电参数数据综合采集模块, 其检测值转换为R S-4 8 5总线信号和可配置模拟量输出。在系统中, 其实现对热泵机组、循环水泵的电流、电压及功率的测量。
2 S 7-2 0 0的自由口模式通信实现
S I M A T I C S 7-2 0 0系列P L C以其可靠性高、丰富的指令和内置功能、通信能力强、性价比较高等特点, 在工业控制领域中得到越来越广泛的应用。S 7-2 0 0提供四种通信模式:P P I、M P I、P r o fib u s-D P和自由口通信。在自由口通信模式下, 通信协议是由用户定义的, 用户可以用梯形图程序调用接收中断、发送中断、发送指令 (X M T) 、接收指令 (R C V) 来控制通信操作。在该监测系统中, P L C以主机身份通过R S-4 8 5总线对上述从机模块进行时间节拍 (2s) 巡回控制, 实现对实时温度、流量、电信号的巡回检测。由于S 7-200的R S-4 8 5接口为半双工, 因此在系统设计中, 以循环扫描方式访问各从机, 每执行一次X M T指令产生中断 (E V N T=9) , 在中断子程序利用R C V指令接收从机数据, 避免自由口模式下同时发生、接收的通信冲突。
2.1 S 7-200的P o r t 0自由口模式初始化配置
S M B 3 0:将P P I转换为自由端口模式, 系统设定值[p p d b b b m m=0 0 0 0 10 0 1b]。P p=0 0, 无校验;D=0, 数据8位;B b b=0 10, 波特率, 9 60 0 B/S;m m=0 1, 自由端口协议。
S M B 8 7:接收消息控制字, 系统设定值[e n s c e c i l c/m t m r b k 0=110 10 0 0 0 b]。e n=1, 允许接收消息;s c=1, 使用S M B 8 8的值检测起始消息;e c=0, 忽略S M B 8 9, 不检查结束消息;il=1, 使用S M W 9 0的值检测空闲状态;c/m=0, 启用内部字符定时器;tm r=0, 忽略S M W 9 2;b k=0, 忽略中断条件。
S M W 9 0:空闲线时间用完后接收的第一个字符, 是新消息的开始, 系统设定值10 0。
S M B 9 4:要接收的最大字符数 (1到25 5字节) , 系统设定值1 0 0。
P o r t 0的式初始化配置:
X M TV B 260, 0//设置P o r t 0发送缓冲区地址为V B 260
R C VV B 3 0 0, 0//设置P o r t 0接收缓冲区地址为V B 3 0 0
A T C HI N T 1, 9//设置发送完成接收数据中断, E V N T=9
2.2 S 7-20 0数据发送 (X M T) /数据接收 (R C V)
重点讨论从模块中采集数据, 供P L C分析处理。S 7-20 0数据发送缓冲区的格式如表1所示。以温度数据采集为例, 存放在发送缓冲区的数据为:0 8 H、0 6H、0 3 H、0 0 0 0 H、0 0 1 D H、8 4 74 H (低字节在前) 。当在某一个时间节拍完成数据发送并产生中断, 则进入中断接收服务程序。
系统设计中采用“起始字符检测”作为接收起始条件, 当接收到S M B 8 8指定起始字符后, 系统将起始字符作为信息的第一个字符存入接收缓冲区, 起始字符之前的字符被忽略, 起始字符和其后的所有字符存入接收缓冲区。接收温度数据的程序段为:
L DS M 0.0
M O V B6, S M B 8 8//设置起始字符
M O V W1 0 0 0, S M W 9 2//设置字符定时器超时值为1 0 0 0 m s
M O V B1 0 0, S M B 9 4//设置接收最大字符数
M O V B1 6#C C, S M B 8 7//设置接收消息控制字, //系统设定为[e n s c e c il c/m tm r b k 0=1 1 0 0 1 1 0 0 b]
R C VV B 3 0 0, 0//接收数据, 并存放于V B 3 0 0开始的存储区。
3 数据处理与分析
能效比 (C o P) 是指在额定工况和规定条件下, 制冷 (热) 量与输入功率的比。
热泵机组制冷能效比:
热泵机组制热能效比:
热泵系统任意时间内的系统制冷能效比:
热泵系统任意时间内的系统制热能效比:
式中, P1为热泵机组的输入功率, k W;QL、QH为热泵机组的制冷、制热量, k W;V2为热泵机组用户侧流量, m3/h;t1-t2为制热工况下热泵机组用户侧进出水温差, oC;t4-t3为制冷工况下热泵机组用户侧进出水温差, oC;W1、W2、W3为i~n时刻热泵机组、地源侧水泵和用户侧水泵的耗电量, k W·h;ρ为冷 (热) 水的平均密度;c为冷 (热) 水的平均定压比热。
由以上公式可知, 只要测得流量、温差、机组耗电量和水泵耗电量, 即可计算出机组能效比和系统能效比。
4 监控中心界面设计
监控中心以P C为平台, 搭载W in d o w s X P, 基于W i n C C实现对地源热泵能效监测系统的实时、动态监控及各种报表的生成, 主界面如图3所示。
5 结语
本文所设计系统平稳运行于南江水文地质工程队。该系统运行稳定、可靠, 为下一步实现系统的远程监控奠定了基础。
参考文献
[1]黄清宝.地源热泵远程监控系统的设计与试验分析[J].自动化仪表, 2011 (06) :67-69
[2]陈超林.地源热泵能耗监测系统的研发[J].广西大学学报, 2010 (04) :277-279
PLC监测系统 篇8
进入21世纪,随着科技的发展,可编程序控制器PLC因其编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点在工业领域得到了广泛应用。但其在人机交互方面存在着一定的不足,而工业控制计算机具有良好的人机界面及控制决策能力,因此,将二者结合起来可有效地实现整个生产过程的综合控制。
1胶带机监测系统的组成
本文介绍的胶带运输实时监控系统由PLC与工业控制计算机组成。该系统采用上、下位机主从式结构,PLC作为下位机完成工业现场数据的实时采集和分站控制功能;上位机采用工业控制计算机实现数据的显示、报警等功能。该系统可实现胶带运输过程中的模拟显示、故障报警、实时控制等功能。
2通信方式
该系统采用AB公司的SLC500系列PLC,通信方式采用串行通信,通信接口均为PLC与工业控制计算机上的RS232接口。由于RS232采用非平衡方式传输数据,传输距离近,而胶带输送机趋向大功率、长距离,且单机监测信息量多,控制要求复杂,所以直接采用RS232方式不能满足传输距离要求。RS485采用平衡差动方式进行数据传输,适合于较远距离传输,并具有较强的抗干扰能力,因此,本系统采用RS485方式。RS232与RS485之间的信号转换采用通信转换器,总体通信结构见图1。RS485通信距离理论上最长为1 200m,在本应用中实际通信距离仅为几百米,故能完全满足要求。当通信距离超过此值,可采用现场总线技术更换通信模块,进行更远距离的通信。
3通信规程
SLC500系列PLC串行通信采用半双工异步传送,支持CCM通信协议,并具有以下功能:①上位通信功能;②主局功能;③一对一功能;④无协议串行通信功能。以上功能可以实现PLC 的寄存器和内部继电器的读入和写出、传送状态的跟踪等。由于CCM协议采用主从通信方式,所以通信过程中由主局保持主动权,向子局发出呼叫,并通过向子局发送命令帧来控制数据传送的方向、格式和内容;子局对得到的主局呼叫做出响应,并根据命令帧要求进行数据传输。由于在胶带运输控制系统中要进行数据的读取和写入双向操作,因此采用一对一方式,工业控制计算机作为主局,PLC作为子局。
以主局向子局写入数据为例,数据传输过程见图2,通信是以主局向子局提出呼叫开始,子局做出应答以建立连接,主局接到应答后,向子局发送首标,子局将依据首标的各项要求与主局进行数据传输,在子局做出响应后,开始传送数据,数据以128字节(ASCII方式)为单位进行分组传送,最后主局发送EOF信号结束本次通信。其中,首标作为命令帧,规定了数据传送方向、数据操作起始地址及数据传送量等。
在进行数据通信时,通信应答时间决定了系统的读写速度,而作为主局的计算机通信时间因上位计算机类型、PC扫描时间、PLC数据通信接口模块应答延迟时间设定值、波特率、数据传送量的不同而不同。其中,PC扫描时间与应答延迟时间对整个通信时间具有一定的影响:当PC 扫描时间比应答延迟时间短时,前者对通信时间没有影响;反之,当PC扫描时间比应答延迟时间长时,在计算总通信时间时,采用PC扫描时间,计算公式如下:
总通信时间=A+B+C+D 。
其中:A、B、C、D分别为呼叫发送/应答时间、首标发送/应答时间、数据发送/应答时间、通信结束应答时间。以数据发送时间为例,其计算公式为:
数据发送时间=数据传送字符数×通信时间/字符+PC扫描时间 。
数据通信中,传送方式支持ASCII码和二进制两种,数据传送量因采用的传送方式不同而不同。在胶带运输系统中要求有较强的可靠性和实时性,为提高通信速率,更好地实现实时监控,选用二进制传输方式,波特率选用9 600b/s,并采用奇校验,通信速度为1ms/字符。
4通信程序设计
在通信程序设计中,子局和主局的通信参数设定均可通过软件来实现。以下主要介绍采用VB6.0软件编制主局的通信方法。
MSComm控件能够提供串行通信功能,具有事件驱动、查询两种通信方式。事件驱动通信是利用控件的OnComm事件捕获通信事件或通信错误,并执行OnComm的事件处理过程。当前发生的通信事件或通信错误由控件的CommEvent属性来判断。
该系统中,工业控制计算机作为主局,向作为子局的PLC发出呼叫及命令帧,并采用中断方式等待PLC的响应,即在MSComm控件的OnComm事件中根据CommEvent属性值来编制相应的响应过程或错误处理程序。在通信开始前,首先通过控件的Settings设定通信参数为“9 600,0,8,1”,依据CCM协议的每次实际传送数据量,定义Rthreshold为应收到的字节数。完成串口初始化定义后,打开通信口,主局发出呼叫,在得到子局响应时,Comm2Event属性值变为comEvReceive,激活OnComm事件处理相应事件,事件程序流程图见图3。首先将读取的子局信息处理,判断其与呼叫帧是否一致,若一致,发送首标命令帧,否则重新呼叫。在得到子局的首标回应后,开始数据的读取或写入操作,依据数据传送方向及数据量的不同设定控件的Rthreshold属性。最后通信以主局接收到EOF为结束。循环执行上述过程以完成数据的连续读写。
对于通信中的错误,一般可以通过接收到的CommEvent属性值来判断处理。但对于线路故障或PLC出现掉电等情况,CommEvent属性值无法激活,就要利用看门狗的方式设定定时程序,若通信超时,则结束前次通信,重新呼叫。
5结语
该技术已在煤矿井下的胶带运输机监控系统中投入使用。现场运行表明,该技术的应用方便了现场控制监视,有利于故障的及时排除,提高了生产的安全性及系统的可靠性,便于进行网络扩展,在车间级监控系统中有较好的推广前景。
摘要：通过对PLC通信技术的研究及开发,实现了胶带机性能参数的实时就地监测,提高了胶带运输的可靠性,具有较高的推广价值。
PLC监测系统 篇9
一、监控原理
将PLC作为下位机, 计算机作为上位机, 通过上位机强大的数据处理能力和良好的界面实现管理和监控, 下位机则实现电机的控制, 各PLC均可与PC联网通信。由于串行通信具有线路简单、应用灵活、可靠性高等优点, 并且普通计算机均带有串行口, 所以PC与PLC间的通信采用串行通信方式。
FX系列PLC的编程接口采用RS-422标准, 而计算机的串行口采用RS-232C标准, 因此采用接口模块FX-232AW将RS-422标准转换为RS-232C标准。如图1所示, PC, PLC与FX-232AW之间采用反馈与交叉相结合的连接图。
实现对多台PLC的监控, 采用的通讯设备为PLC内部自带的FX2N-485-BD通信功能扩展版。最多可连接16台PLC。如图2所示。
FX系列PLC与上位PC的通信模式有两种, 本设计采用专有通信协议。FX系列PLC与计算机专有通信协议提供有数据读取、控制命令写入、控制PLC启/停和网络测试等功能, 该协议有两种格式:format1和format4。两种协议的区别在于字符串中是否添加CR/LF码, 采用哪种格式的协议由PLC中的特殊数据寄存器D8120来决定是否添加和校验码, format4需要在字符串末尾添加CR/LF。计算机与FX系列PLC之间采用主从应答通信方式, PLC内部不需要额外的通信程序, 只要将所需数据放在数据寄存器中即可。每个数据寄存器都有相应的物理通信地址, 通信时计算机直接对物理通信地址进行操作。当要对PLC进行读操作时, 计算机发出请求报文, 该报文以ENQ码开头, 并包括了报文中的所有字段, 其中有字符域A。PLC对计算机的请求作出响应, 以STX码开头, 以ETX码结尾, 该报文不包括操作指令字段和消息等待时间。当计算机收到PLC发出的响应报文, 计算机发出确认报文或未确认报文。如图3所示。
计算机与PLC间通过报文来交换信息, 这些信息在交换过程中需要遵守一些约定。当要对PLC进行写操作时, 计算机同样发出请求报文, 该报文以ENQ码开头, 包括了报文中的所有字符字段, PLC对计算机的请求作出响应, 返回确认报文或未确认报文, 如图4所示。
站号 (Station NO.) 用来决定计算机访问哪一台PLC, 在FX系列PLC中, 站号范围从00H到0FH, 特殊辅助寄存器D8121可用于设置站号;PC号 (PC NO.) 用来识别PLC上的CPU, 对于FX系列PLC, 该值为FFH;CMD (Command) 用来指定要进行的读/写操作, 每个命令字都由两个ASCII码表示;消息等待时间 (Message Wait) 指从计算机发出指令到成为接收状态所需的时间, 以10ms为一单位, 等待时间可达150ms, 可通过一个0到F间的ASCII码来设定。消息等待时间主要用于半双工通信模式下读写操作间的切换;字符区域 (Character) A为计算机要读取的存储区的开始位置和字节数, B为PLC返回的要读取的存储区的数值, C为计算机要写入的存储区的开始位置和数值;和校验码 (Sum Check Code) 是从站号开始、和校验之前所有字节按位相加后取和的低两位数的ASCII码, 和校验码主要用于校验数据传送过程中是否发生位错误。
二、系统实现
1. 控制要求
以PC对基于PLC的五个水池水位控制为例, 控制要求如下: (1) 两台潜水泵 (M1, M2) 互为备用, 工作泵故障, 备用泵延时自动投入, 自动轮换; (2) 水泵受水位自控, 高水位起泵, 低水位停泵; (3) 当水位达溢流水位时, 两台泵同时工作; (4) 设有溢流水位、故障指示灯和故障报警, 以及必要的保护。
2. 单机PLC控制系统I/O表
控制系统的主控部分采用FX2N-64MR的PLC, 表1给出了单机PLC控制系统所包含的所有输入量和输出量。
3. 单机PLC通讯设定梯形图如图5所示:
图中包括D8120, D8121, D8129三个特殊辅助继电器的参数设定, 现将其含义说明如下。
(1) D8120通讯格式:执行“MOV H6880 D8120”, 即D8120=“0110, 1000, 1000, 0000”, 即表明采用的通讯格式为:数据位7位, 无奇偶校验, 停止位1位, 波特率为9600 (bps) , 采用专用协议, 自动添加和校验代码。
(2) D8121站点号对于五个水池, D8121分别为H0000, H0001, H0010, H0011, H0100, H0101, H0110。要依据PLC的位置改变站号。
(3) D8129数据网络超时计时器值D8129赋初值为“0”。
4. 上位监控系统的设计与实现
使用VB6.0开发出上位机与FX2N系列PLC之间的串行通信程序。要求程序不但能实时反映各个水池内液位情况, 抽水泵的工作情况, 同时还能故障报警, 并能区分故障类型是否通讯故障或设备故障, 其中参数测试应用于程序调试的过程中。
根据PC与FX系列PLC的传输应答过程, 利用VB6.0的MSComm控件可以编写如下通信程序实现PC与FX系列PLC之间的串行通信, 以完成数据的读取。MSComm控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。本设计使用轮询方法。
(1) 通讯设置
(2) 事件响应
以读取0#站PLC数据寄存器X1-X3的内容为例。
三、结束语
基于VB6.0实时监测的多PLC控制系统, 配置灵活, 适应性好, 只要对控制系统稍微改动通信设置和通信格式, 便可与不同型号的PLC通信。该系统可应用于化工、造纸、城市污水等水池水位的控制。成本较低, 便于在中小系统中推广应用。
参考文献
[1]李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2004
[2]三菱电机株式会社, FX通信用户手册.