新疆某引水工程的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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3 控制程序與監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)
3.1 控制流程圖
根據(jù)泵房的工作流程，編寫了控制流程圖，如圖3所示。
圖3泵房控制流程圖
3.2 梯形圖與HMI畫面的編寫
S7-200PLC使用STEP7-Micro/WINV4.0軟件編寫程序，編程語言選擇了技術(shù)人員所熟知的LAD。PLC的CPU需要同時(shí)與觸摸屏和工控機(jī)通信，224XPCN型號的CPU恰好有2個(gè)485串口，Port1口與觸摸屏連接，Port0口采用Modbus的通信協(xié)議與工控機(jī)連接[4]。在工控機(jī)的人機(jī)界面中，沒有單獨(dú)的組態(tài)軟件對輸水的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，這些信息與泵房內(nèi)的高低壓變電設(shè)備信息一起，集成在四川金泰格公司自主開發(fā)的監(jiān)控軟件中。
梯形圖的Modbus初始化程序如圖4所示。MBUS_INIT指令中，Mode用來選擇通信協(xié)議，將其輸入值設(shè)定為“1”，表示CPU將Port0口定義為Modbus通信協(xié)議，并使能該協(xié)議；Addr用于設(shè)置站地址的值；Baud用于設(shè)置通信的波特率，可以設(shè)定為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200共8個(gè)值，在此選擇9600；Parity用于設(shè)置校驗(yàn)，使Modbus的從站與主站相匹配；Delay用于設(shè)置延遲參數(shù)，由于本系統(tǒng)為有線網(wǎng)絡(luò)，所以設(shè)置該參數(shù)為典型值0；MaxIQ用于指定主設(shè)備可以使用的I/O點(diǎn)數(shù)；MaxAI指定了主設(shè)備可以使用的模擬量輸入字的個(gè)數(shù)；MaxHold指定了主設(shè)備可以訪問的保持寄存器的最大個(gè)數(shù)；HoldSt～用于設(shè)置保持寄存器的起始地址[5]。當(dāng)MBUS_SLAVE指令對Modbus請求作出應(yīng)答時(shí)，“完成”輸出打開，如果沒有需要服務(wù)的請求時(shí)，“完成”輸出關(guān)閉?！板e(cuò)誤”輸出包含執(zhí)行該指令的結(jié)果，該輸出只有在"完成"打開時(shí)才有效，如果"完成"關(guān)閉，錯(cuò)誤參數(shù)不會(huì)改變[6]。
此外，由于泵房內(nèi)的2條輸水線路工作順序相同，所以對其編寫了子程序，在主程序中分別調(diào)用，賦予不同的實(shí)參即可。這一優(yōu)點(diǎn)縮短了程序編寫的時(shí)間，同時(shí)增加了CPU的工作效率。
圖4Modbus初始化
圖5MT500HMI界面
HMI設(shè)備選擇的是威綸通科技有限公司生產(chǎn)的MT500觸摸屏，它具有很高的性價(jià)比，可以滿足現(xiàn)場的工作要求。為觸摸屏編輯畫面的軟件為EasyBuilder，共建立了狀態(tài)畫面、1#電機(jī)操作畫面、2#電機(jī)操作畫面、泄水閥的控制、報(bào)警畫面5個(gè)窗口[7]。圖5所示為1#電機(jī)操作畫面，有電機(jī)停止和啟動(dòng)的手動(dòng)按鈕，有電機(jī)的狀態(tài)指示，有管道工作壓力值，還有進(jìn)水閥與出水閥的控制按鈕和狀態(tài)指示，畫面結(jié)構(gòu)簡單，可以容易的被工作人員理解。
4 結(jié)語
該控制系統(tǒng)采用了目前典型的工業(yè)控制方案，硬件的選擇與搭配考慮了工作可靠性與經(jīng)濟(jì)適用性兩個(gè)方面。自該引水工程竣工以來，運(yùn)行結(jié)果證明，泵房的控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，開機(jī)與停機(jī)過程中沒有出現(xiàn)安全事故，節(jié)省了人力，降低了輸水成本，實(shí)現(xiàn)了泵房實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理等功能，對整個(gè)引水工程的自動(dòng)化管理起到了至關(guān)重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄧學(xué)讓.長距離泵站引供水工程試運(yùn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2010（3）:69-70
[2]肖順利.PLC在污水處理廠多臺(tái)泵中的應(yīng)用[J].電氣時(shí)代，2007（7）:92-93
[3]吳志敏，陽勝峰.西門子PLC與變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用教程[M].中國電力出版社，2009:1-8
[4]廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007:88-89，149-156
[5]陳銘.基于MODBUS協(xié)議的設(shè)備和PLC實(shí)現(xiàn)通信的研究[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009,30（4）:60-62
[6]SIMATICS7-200PLC手冊[M].西門子公司，2003.
[7]MT500使用手冊[M].威綸通科技有限公司，2008.
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