西门子模块6ES7221-1BF22-0XA8详细资料
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

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4.几种典型工艺的比较 

离子交换、反渗透及电去离子三种典型化学水处理工艺的比较后,从处理技术的性、处理效果及对环境的污染等方面,电去离子法相对于另外两种方法具有明显的优势,发展前景广阔,但由于其项目的前期资金投入比较多,对原水水质要求较高和其他方面的因素,在国内电厂化学水处理工艺上应用范围还很有限。离子交换法和反渗透法需要的项目前期资金投入相对较少,而且在国内应用比较普遍、工艺比较成熟。 

基于LK PLC自动化 

控制系统设计 

目前,离子交换法化学水处理工艺在电厂中应用为普遍,其控制系统主要是通过对水处理设备,以及相关的阀门、水泵等设备的控制,实现整个化学水处理流程的整体投运、设备切换、清洗再生和整体停运等工序的自动控制。 

化学水处理自动化控制系统由两台操作员站、一台工程师站和三个冗余PLC控制站构成。上位计算机系统采用工业级计算机构成功能强大的监测与控制系统,计算机上安装和利时公司的FacView工业监测与控制系统软件,通过合理的系统设计和系统组态,实现对整个化学水处理工艺流程的动态监视和控制。通过上位计算机系统和强大的工业控制传输网络,实现对整个生产工艺工程的自动化管理和控制。 

PLC选用和利时公司HOLLiAS LK系列PLC冗余控制器(图4),控制系统采用双机热备冗余方式,通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零,大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用的冗余PROFIBUS-DP工业总线传输网络,实现信息的、、稳定的传输。PROFIBUS-DP是一种高速和的现场总线,它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O间进行通信使用。 

上位计算机系统与PLC控制单元之间采用工业以太网传输网络。以太网属标准,工业以太网已达到高传输性和性要求,现已广泛用于程序维护、向MIS和MES系统传递工厂数据、监控、连接人机界面、记录事件和告警。工业以太网具有高传输速率(目前达到100Mbps)、交换机技术的确定性、不需考虑网络的拓扑结构、传输物理介质多样(双绞线、光纤)、网络的扩展等优点。 

通过以太网络将上位计算机系统和现场监测与控制点紧密的结合为一个整体,构成一个完整的系统。在这样高速传输网络上,可以很方便的利用PLC系统所特有的功能,实现对整个控制系统的计算机在线远程诊断功能。本化学水处理系统控制系统解决方案选用HOLLiAS LK PLC中支持冗余功能的CPU。

 
图4 化学水处理自控系统示意图

系统功能 

本软件系统是以微软公司的bbbbbbs 2000/bbbbbbs XP为工作平台使用和利时公司FacView 监控组态软件开发出来的,全中文组态、功能强大、易学易用且开放。 

软件系统按工艺过程设计有足够多的监控画面,对每一个工艺处理过程都可监控及操作。各监控界面可用于监视流程状态也可在画面上对流程实施操作,将整个工艺流程在监控画面上反映出来,同时画面以虚拟仪表的方式实时显示现场的信息,具有直观、动态及实时的效果。 

运行人员可通过计算机对整个化学水处理系统实现生产过程状态监视、数据采集、实时图形监视、实时报警及统计打印等。即运行人员在控制室就可以对报表、图形实时查询,对生产情况进行了解并作出指导,实现生产管理自动化,并可与上位机联网通信,提高全厂自动化水平。 

化学水处理系统控制方式设计为现场设备就地手动控制、远程手动控制及远程自动控制三种控制模式。即使在程控系统故障的情况下还可以通过就地控制实现手动制水,保证机组锅炉的用水。控制箱上选用3位选择开关,分别为就地开、就地关,以及远程控制。选择远程控制时,控制阀由操作员在操作站上控制。操作员可以在操作站对控制阀进行状态监视和动作控制,对控制阀的控制可分选择自动和手动方式。在自动方式时控制阀受PLC逻辑程序控制,在手动方式时控制阀由操作员直接在操作界面上点击控制。 

系统特点 

系统、且; 

系统自动化水平高,有利于保证生产连续、稳定和出水水质的稳定性; 

系统控制方式多样,具有完善的联锁、保护功能,自适应能力强; 

系统运行方式多样,设置有程控、步进、单操及就地手动等功能; 

上位软件功能丰富、完备,操作灵活及维护方便; 

优良的开放性和可扩展性,预留与其他系统的通信接口。 

总结 

作为电厂工艺流程中的重要的环节,化学水处理系统自动控制在整个电厂的自动控制系统中有着举足轻重的地位。它的工作状态将直接影响整个锅炉系统的性与经济性,并影响到整个电厂的工作稳定性与性。本文总结了和利时公司HOLLiAS LK PLC在化学水处理自动控制系统中的项目实践经验,并在此基础上完善了系统设计和功能,为保证整套水处理设备、且稳定运行提供了加合理的解决方案,具有很好的借鉴和推广。


 系统操作及工艺描述 

设备上电运行前,检查接线是否正确,确认无误后送电运行。 

在触摸屏上设定运行参数,如送风温度、加热PID、回风温度、空气加热温度、料泵PID、喷头频率、气锤动作间隔时间等。运行时先选择手动操作模式,在系统流程图上选择相应的控制按钮(在流程图中控制按钮隐藏在相应的图标下面,按动图标即可控制相关元件运行)试一下相关元件运行是否正常,温度频率等是否显示正常。确认所有元件都执行正常后,启动自动模式并启动自动,在自动模式下所有的元件会根据工艺执行相关动作。 

自动启动后启动照明—>启动送风机—>延迟2秒后启动抽风机—>延迟2秒后启动加热,3个加热管的加热动作由PID控制—>延迟5秒后启动回收风机—>延迟2秒后启动器—>延迟2秒后气阀打开—>启动空气加热(空气加热可设定为定时加热)—>直到送风温度达到设定温度后,启动油泵—>延迟5秒后启动喷雾器—>延迟2秒后启动风泵—>延迟2秒后启动循环水泵—>料阀打开—>送料泵启动—>2个气锤启动(气锤按照预先设定的间隔时间动作)—>启动水泵 

运行过程中送风温度根据PID调节无限接近设定温度,料泵频率则根据出口温度以及预先设定的大偏小偏频率实时调整,以保证原料充分干燥。运行过程中PLC对各运行点进行监控,一旦有任何故障产生会执行相应的故障动作,如送风机故障则加热会立即停掉,以防止热量不能及时送出损坏加热管。故障产生时声光报警器指示灯会闪烁并且警铃会响起,提醒操作员。流程图上还会有相应的提示文字,告诉操作员什么地方出现了故障,以方便及时排除,提高工作效率。 

执行自动停机时为了保护加热管,需要延迟停止送风机和抽风机,直到温度80℃后再停止送风以及抽风机。在停机时为了保证原料的干燥质量,停止料泵和喷雾器。 

五、Kinco PLC简介 

Kinco-K3系列小型一体化可编程控制器是用于工厂自动化领域中机器控制和小规模过程控制的PLC产品,与市场众多的同类产品相比它是后来者,但却跨越了PLC发展的初级阶段,将多种技术和功能集成到逻辑控制器中,因此广泛使用于以下控制应用:包装机械、纺织机械、建材机械、食品机械、塑料机械、数控机床、印刷机械、空调、环保设备以及单一过程控制装置。 

按通用分类规则,Kinco-K3属于小型PLC系统,由于采用处理器芯片和软件优化设计,布尔指令执行速度0.5μs/步。K3系列共有6款CPU模块,控制点数、内存容量、内部资源、扩展能力等依次增强,开关量控制点数从14~280点,模拟量大40点。通过二十多种扩展I/O和扩展功能模块灵活组合,可以满足大部分领域应用的要求。 

六、干燥机的特点 

1、设备采用直接加热方式,干燥强度大,蒸发能力大,投资小,运转平稳、噪音小、寿命长、维修方便。 
2、干燥时间短,适用于热敏性物料,产品不与外界接触,,质量好。 
3、干燥机使用振动装置使物料易达流化状态,增大了有效传热系数,热效。床层温度分布均匀,无局部过热现象。流化均匀,无死角及吹穿现象。振动起输送作用,也有利于节约能量。比一般干燥装置可节能30-60%。 
4、设备成套提供,加热方式选择电热管加热或配套,使用蒸汽加热等。 
5、物料表面损伤小,可用于易碎物料的干燥,物料颗粒不规则时亦可使用,不影响效果。 

七、干燥机的应用领域 

干燥机广泛适用于化工、轻工、、食品、塑料、粮油、矿渣、制盐、烟糖等行业的粉状、颗粒状物料的干燥作业。 

八、结束语 

由于国内工业起步慢,PLC市场绝大部分被国外如Siemens、Allen Bradley、Omorn以及其它占据,尤其是中、大型的PLC的市场基本被欧美国家,至今没有很大改变。作为目前国内控制市场上的主流控制器,PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对这样一个局面,即在高达31亿(预计2004年的市场总量)的PLC市场总需求中,国产PLC不到整个市场份额1%! 

自国家以来,经济发展势头迅猛,国内GDP连续高速增长,经济的高速增长也带动了国内PLC厂家的快速发展,从技术角度来看,国内外的小型PLC差距正在缩小。国产的小型PLC已经比较成熟,其性在许多低端应用中得到了验证,如Kinco PLC已经拥有符合IEC标准的编程软件、布尔指令执行速度0.5μs/步。 

在此干燥设备投入运行以来,运行稳定,Kinco PLC的品质得到了有力的验证。随着国内PLC的逐步发展,

主程序始终处于循环运行状态,其中初始化程序主要完成系统的初始化,设定各寄存器、计数器、plc工作模式、定时器中断、通讯方式等参数初始值等。然后不断调用模拟量采集及处理子程序对系统数据进行实时采集;调用充电程序运行方式子程序决定监控器的运行方式;调用故障报警及保护子程序判断故障报警及保护继电器输出;调用时钟处理子程序对蓄电池充电程序各种运行时间累计;调用交流电中断子程序保证系统在交流中断后自动恢复;调用硅链投切子程序根据系统设置的控母电压定值对硅链进行自动投切控制;调用通讯子程序(中断方式)实现与上位机监控系统及其它智能设备通讯。 

3.2 主要子程序原理 

(1)充电转换子程序:通过判断标志字v152的值来决定监控器的运行方式。当标志字为0时调用浮充电子程序;当标志字为1时调用恒流充电子程序;当标志字为2时调用均充电子程序。各充电子程序之间通过程序内部自动进行转换。系统初次上电后用0.1c10a给定恒流充电,电压达到整定值(2.30-2.40)v×n(n为单体电池节数)时,自动转为恒压均充电;当充电电流逐渐减小,达到0.01c10a时,plc开始计时,均充计时达3小时后,自动转为浮充电状态运行,充电电压为(2.23-2.28)v×n。正常运行浮充状态下每隔720小时,自动转入恒流充电状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。 

(2)交流电中断子程序:当电网事故停电,这时充电装置停止工作,蓄电池通过降压模块,无间断地向二次控制母线送电,同时监控器发出告警信号。交流电源中断过0.5小时以上,恢复送电运行时,plc控制充电装置自动进入恒流充电状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。 

(3)通讯子程序:接受命令采用中断处理,通过atch指令使中断事件8在接受不同特征命令下执行不同的程序。对串行通讯的时限制则通过内部定时中断来控制,其事件号为10,定时时间由smb34来确定。为减少通讯的误码,采用crc16校验措施[4]。 

4 装置功能特点 

检测高频整流模块的输出电流和故障状态:当模块有故障时,监控器发出声光报警信号,并重新均分整流模块负载;可本地或远端控制整流模块的开/关机、自动控制电池充电均浮充转换;可本地或远端连续设置整流模块的输出电压;监测各直流馈电输出的电压、电流,各馈电输出开关状态、熔断器状态、绝缘状态,当发生异常情况时发出声光报警;监测电池电压及充放电电流:当市电中断由蓄电池维持向负载供电时,如果电池电压降至低压告警值,监控模块发出声光报警;当市电恢复后监控系统可对电池进行自动均衡充电管理;提供硅链控制口,可支持5级、7级硅链自动控制;支持母线分段支路绝缘监测,绝缘阻值过低报警;采用原电力部颁标准通讯协议,rs232或rs485串行通讯接口,可方便的与电力自动化系统对接,实现电源系统的“遥信,遥测,遥控,遥调”四遥功能;监控器对重要故障提供继电器输出,故障内容可按用户需要自行设定;当监控器到输出过压、过流等保护信号时,保护继电器动作,跳高频模块交流输入空开,从而保护高频整流模块。 

5 结束语 

本文利用西门子s7-200和人机电子mt-510t为组成高频直流监控器,充分利用了s7-200plc的各种智能功能,实现了智能化的管理、丰富的人机接口。目前,随着高频整流模块的智能化,现已实现整流模块与监控器的直接通讯,可由监控器直接将控制量下发到整流模块,减少了中间调节转换环节,可快速、、地完成对整流模块的实时监控。通过几十套的现场运行实践表明,该监控器功能强、性高、维护量少、操作方便,同时可方便地通过通讯接入综合自动化系统,可为电力综合自动化系统提供、稳定、的直流电源,有着显著的社会经济效益。

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0 引言


随着经济的发展,车辆急剧增多,城市道路交通堵车现象日益严重。因此,许多城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点,也决定了其交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以,如何采用合适的控制方法,大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门有待解决的主要问题。


鉴于当前实际中,一般在主干道是行车道而次道是人行横道和一些非机动车通行的十字马路处的交通灯仍然采用固定通行的一般的交通灯系统。这样的系统,不利于提高道路的利用率,也不利于主要车道的通行,在没有行人需要通过人行横道的时候,主要车道上的行人也在停止线以外停车侯本车道绿灯亮。本文提出了一种全新的思路来解决此类问题,在有行人请求的情况下才会使主要车道的红灯点亮,禁止机动车通行,给行人通过的时间。而平时则主干道上一直绿灯亮,允许车辆快速通行,这样可以大大提高主干道利用率,缓解日益严重的交通拥堵。文中采用PLC来实现带有人行横道请求的十字马路交通灯控制系统的设计。


1 可编程控制器简介


PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列优点。特别是它的高性和较强的适应恶劣环境的能力,受到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业控制的三大支柱之一。


PLC实质是一种于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相近。从结构,PLC分为固定式和模块式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。


当PLC投入运行后,其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。


2 带人行横道过马路请求的交通灯控制系统硬件设计


2.1 交通灯控制整体框图设计




十字马路交通灯示意如图1所示,其主干道是行车道而次道是人行横道和一些非机动车通行道,在马路通行及人行横道通行方向均有红、黄、绿交通灯,按照交通情况依次点亮交通信号灯。


论文中设计的交通灯控制系统主要实现检测和控制两大功能。检测次道上有没有行人请求通过;控制主干道与次干道的红、黄、绿灯的协调自动工作。


没有行人请求过马路时,主干道交通一直通行,次道一直禁止通行;有行人请求过马路时,要有一个过程的等待,才能得到通行许可。根据控制系统的要求,考虑了性、准确性与经济性后,选用西门子S7-200系列PLC来做主控制器。


根据控制对象与任务,设计此交通灯的基本功能框图如图2所示。




启动按钮用于整个系统初次上电工作的启动或者掉电不工作的重新启动,采用一般的带锁点动按钮。街左请求按钮安装在主干道的左侧,当街道左侧有行人请求通过人行横道时,只需要按一下这个按钮就可以得到系统的响应,采用一般的点动式按钮,按下一次,系统响应一次,不按则系统不响应。街右请求按钮安装在主干道的右侧,当街道右侧有行人请求通过人行横道时,只需要按一下这个按钮就可以得到系统的响应,采用一般的点动式按钮,按下一次,系统响应一次,不按则系统不响应。


次干道上的交通灯平时一般显示红色,只有当这一方向上有人请求通过并且得到PLC主机响应后,信号灯才会变化。主干道这个方向上的交通灯平时一般显示,只有当人行横道上有行人请求通过并且得到PLC主机响应后,主干道上的信号灯才先变黄然后变红,当行人及非机动车通过以后再变绿。


2.2 交通灯控制系统的I/O分配


基于S7-200PLC,CPU224交通灯控制系统的I/O资源分配如表1所示。




3 带人行横道过马路请求的交通灯控制系统软件设计


行人请求通行子程序模块流程图如图3所示。




基于西门子PLC的带人行横道十字马路交通灯的主流程图如图4所示。


4 结束语


基于西门子PLC的快速路交通灯控制系统充分利用了PLC的性高、抗干扰强、可编程设计灵活的优点。应用此系统可以充分提高主干道的利用率,缓解交通拥堵的现状,方便人民生活,提高经济效益。


1 工艺流程与监控要求


1.1 工艺流程


进水塔渗漏水量较小时,经过一定时间的积累,达到主用潜水泵启动水位 2.40m,用主用潜水泵 D3 进行排水;当水量增大时,达到备用潜水泵启动水位 2.60m,增加备用潜水泵D4进行排水;在此过程中,若水位回落到停泵水位 1.5m时,则停止潜水泵;若水量进一步增大,以致达到主用离心泵启动水位 2.80m和备用离心泵启动水位 3.00m时,则分别启动主用离心泵 D1 和备用离心泵 D2 进行排水。此时潜水泵作为离心泵的充水泵,同时启动潜水泵 D3、D4,打开充水电磁阀 Z1(或 Z2),延时 3 分钟左右并且达到一定压力要求后启动离心泵并打开排水电动阀门 F1(或 F2)进行排水,然后关闭潜水泵 D3、D4 和电磁阀 Z1(或 Z2)。在排水过程中,若水位回落到停泵水位 1.50m,则关闭离心泵。在关闭离心泵时, 要先关闭相应的电动阀 F1 或 F2, 然后再关闭离心泵。 其渗漏排水设备布置如图 1所示。




1.2 系统要求


整个系统由两个电力进行供电,控制设备对供电进行选择,以确保系统在任何一个电力电源正常的情况下都能够正常工作。


在控制柜的控制面板上安装有自动/手动/触摸屏手动三位切换旋钮, 以及各个设备的手动控制旋钮,通过控制面板和触摸屏可以对各个设备进行手动控制。


在集水池中安装两套水位计,以确保在任何一套水位计正常的情况下,渗漏排水系统都能够正常工作。一套水位计采用节点式的,检测四个启泵水位和一个停泵水位;另一套采用模拟式的,不但可以在触摸屏上显示集水池的实时水位,而且还可以通过PLC内部的算法模拟出与节点式的水位计等同的水位信号,然后与节点式水位计的信号进行并联,以确保整个控制系统控制信息的性。


当水位达到备用离心泵启动水位(即警戒水位)时,报警电铃自动鸣响,报警指示灯闪烁,工作人员发现警戒情况后,可以按下相应按钮,关闭电铃;但报警指示灯仍闪烁报警,直至水位回落到警戒水位以下。


本系统的监控部分包括:两路电源的供电情况;2#明流塔和 3#发电塔的水位高程及集水井水位信息;所有电气设备原件如两塔潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等动作情况;正常时水流量及启泵后排水量的监控等。


2 系统硬件构成


本系统上位机采用 Nematron 公司的PV6100i 系列触摸屏,下位机采用 GE 公司 PLC。触摸屏可读取 PLC 中所有的输入、输出寄存器,内部寄存器等的值,动态显示水位高低,设备运行情况等,并能采集、显示水位信息和历史动作,方便工作人员的监控。PLC 控制输入、输出信号的逻辑关系,控制接触器驱动现场的阀门、水泵等执行机构。二者通讯时PLC 出口为RS-485,触摸屏入口为RS-232。


2.1 上位机硬件


PV6100i 系列触摸屏拥有良好的人机界面,能在上提高一般控制系统或 PLC工作站应用的综合能力。开发环境简单,可以与主流PLC 进行无缝连接;支持多种 USB 设备。


该系统采用的触摸屏特征参数为:4线纯电阻式触摸屏;宽屏幕800×480;TFT 液晶人机界面; 24V直流供电; 128MB闪存; 68MB DDR2随机存储器; 自带32位的RISC 400MHz处理器; 支持多种接口: 1个串口 COM1(RS -232/ RS-485 2W/4W),串口 COM2 (RS-232),串口COM3(RS-232/RS-485 2W);1 个USB主从机接口;支持 SD卡等。


2.2 下位机硬件


本控制系统主要有一个PLC 控制柜和一个动力柜组成。新控制系统把两个泵房中的电动阀、电磁阀、潜水泵、离心泵等用信号电缆和动力电缆分别接入PLC 柜和动力柜内.


系统PLC 采用GE Fanuc公司生产的系列 90-30 PLC。该系列PLC具有强大的功能,能满足各种工业解决方案的要求,已有的记录表明它在 200000多项应用中被采用。


通过对系统的输入设备和控制对象的分析,本系统选用 IC693CPU350 型 CPU,共用 2个开量输出模块,4个开关量输入模块,1个模拟输入模块,安装在1 个 10 槽基架上。其中实际使用输入 62点、输出 28点、模拟输入2点。具体选择PLC 硬件模块如下:


(1)CPU 模块型号:IC693CPU350,该 CPU 基于的 386EX 处理器,能够实现快速计算和大吞吐量;


(2)背板:选用一块 10槽的 IC693CHS391背板,用于支持各模块的安装;


(3)电源模块:选用 IC693PWR321,为PLC 系统提供充足的电源;


(4)离散量输入模块:选用 4块 IC693MDL645,用于接收现场各个离散量信号;


(5)离散量输出模块:选用 2块 IC693MDL741,用于控制现场的各个设备;


(6)模拟量输入模块:选用 IC693ALG221,用于采集两个集水池的水位高度信号和两个泵房的排水流量;


3 系统软件构成


3.1 上位机软件


上位机采用触摸屏内置屏幕设计程序 ViewBuilder 8000进行界面编程。 它具有丰富的图形库和强大的图形组态工具,支持报警管理 、管理 、趋势管理、菜单管理等功能,使得开发和应用管理加方便。触摸屏编程时,通过USB 接口与PC 机相连。


本系统人机界面的设计包括主界面的设计、实时参数显示设计、实时曲线设计、历史记录设计等;系统的画面设计所应用的主要元件包括字符串设定、触摸键设定、画面切换、数值显示、历史曲线及历史趋势图等。


系统设计了两个渗漏排水泵房中各个设备的手动控制界面, 根据渗漏排水泵房内排水设备的实际位置设计了画面,动态显示出现场的潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等设备的开关状态,并实时显示水位的高度、流量的大小。还设计了两个泵房的联合监控界面,便于用户的操作(如图 2所示,其中水位高程为集水井水位再加一个基准高程)。各个界面下设有切换按钮,可以方便的切换到其它界面。并且利用触摸屏的数据记录功能,记录水位、流量信息及潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等设备开关时间信息等,并形成实时和历史趋势画面;可定期导出历史数据,经过处理后形成 Excel 文档,便于在 PC 机上进行后期分析处理。




3.1.1参数设定


由于ViewBuilder 8000软件适用于几个系列的机型,在编程开始时,要选择与本项目所对应的机型。本项目使用的是 PV6100i 系列触摸屏,故选择PV-8070iH/PV-6100i/PV-8100i(800x480),并选择相应的PLC 类型(GE Fanuc SNP-X)。


设置通讯参数:触摸屏的通讯参数与 PLC 一致,否者二者不能进行通讯。接口类型为 RS-232,采用 COM1 口通讯,波特率为 19200,数据位 8 位,奇偶校验为奇校验,停止位 1位。


3.1.2相关信息的采样与显示


1、水位信息的采样与显示:


本系统的水位信息采样分为两部分:1、周期采样;2、触发采样。


(1)周期采样:


PLC 将水位传感器采集到的 2#明流塔水位高程、集水井水位以及 3#发电塔水位高程、集水井水位等水位信息分别存入其内部寄存器 R1,R3,R5,R7当中。每隔 120 分钟,触摸屏进行数据采样,通过读取PLC的内部寄存器,可获得水位信息,还可以保存读取到的数据,以历史数据的方式显示以往的水位信息,方便工作人员分析水位速度和趋势。


(2)触发采集:


一旦 2#明流塔或 3#发电塔的水泵启动工作,便触发相应塔的水位信息采样,每隔 1 分钟,触摸屏就读取分别保存在 PLC 的内部寄存器 R1,R3,R5,R7 中的水位信息,进行 1 次采样。这样可以获得泵启动后水位变化的实时信息,便于工作人员掌握水泵的排水量和排水能力。并保存读取到的数据,方便工作人员的查询。


2、动作采样及显示:


触摸屏可以读取 PLC 的内部所有输入寄存器,输出寄存器,内部寄存器的值,并存储在自己的寄存器当中,当 PLC 的输入输出状态发生变化时,其寄存器的值就会发生改变,触摸屏便采集并保存下来,工作人员可以方便的查询设备何时动作、何时恢复原状态,充分掌握该系统的运行情况。


3、历史数据、历史动作的显示:


触摸屏在对信息采样的同时,便将这些信息保存在自己内部寄存器中,工作人员可以查询 180 天以内的所有水位信息和动作信息。也可直接用 U 盘下载采集到的保存在触摸屏内的水位信息的历史数据及历史动作,利用相应软件,将下载数据转换成excel文件,便于工作人员进行研究分析,也便于将资料归档整理。如图 3、图 4所示。






3.2 下位机软件


本系统下位机软件采用 bbbbbbs操作系统下的VersaPro2.0进行编程调试工作,该编程软件拥有良好的人机操作界面,编程简单易行,便于用户的调试、维修、改造等工作。软件由主程序和六个子程序构成,主程序用于系统初始化、数据处理、通讯、报警输出和调用子程序等; 六个子程序分别用于对两个泵房的设备进行自动控制、 手动控制和触摸屏手动控制。软件流程图如图 5 所示,其中水位高度为集水井水位高度。


 4 联合调试


在系统联合调试过程中,通过触摸屏显示的信息,发现有些开关量的状态的很不稳定,出现触摸屏多次重复记录信息或记录有误的情况。比如,系统设定,当水位达到2.4米时,2#主潜水泵启动,2#水位触发采样进行。然而在分析触摸屏记录的 2#动作信息和 2#触发采样水位信息时发现,在一个很短的时间内,2#主潜水泵输入状态在“开”、“关”之间反复转换,相应记录的触发采样水位信息也很混乱。通过查询大量资料,分析现场环境,得出了可能是因为水位不稳,水以波状形式冲击水位传感器的缘故,在PLC 控制程序中加入了防抖动程序之后,解决了该问题。




5 结论


系统经过改造后, 可以在进水塔塔面的控制室内对两个渗漏排水泵房内的设备进行集中监控,改善了系统的运行环境。该系统采用的以GE 90-30 PLC 为构建自动/手动控制系统,操作简单,维护方便,运行稳定,大大减轻了操作人员劳动强度。触摸屏的友好界面和历史数据记录功能,不仅给操作带来了方便,而且记录了泵房的运行状况,给自身系统的分析、事故排查、乃至水工物的分析提供了的数据来源。该系统投运一年多来工作稳定正常,用户反应良好。



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