西门子6GK7243-1EX01-0XE0使用选型

西门子6GK7243-1EX01-0XE0使用选型

1   引言

    由PLC控制的某些系统，经常要测量各类模拟电压信号，以往通常用电压传感器进行采样，由PLC的模拟量扩展模块进行运算处理。电压传感器输出是模拟量，在电磁较强的环境中，容易出现较大的测量误差；同时，由于占用模拟量扩展模块宝贵的输入点（模拟量扩展模块价格接近中、小型PLC的价格，且输入点少），使系统的性价比降低。当用电压/频率传感器进行采样，进而用PLC高速计数器计数，能较好地解决上述问题，V/F传感器输出是脉冲信号，该信号在电磁下变化小；另外，该信号是数字量，可直接接入PLC高速计数器的输入点。下面以西门子SIMATCS7-00、CPU224和V/F传感器为例介绍测量模拟电压信号的方法。

2  高速计数器和V/F传感测量模拟电压信号的原理

    CPU224有HSC0-HSC5共6个高速计数器，每个高速计数器都有多种工作模式以完成不同的功能，在使用一个高速计数器时，根据系统的控制需要，要给计数器选定一种工作模式，可用高速计数器定义指令HDEF来进行设置。只有定义了计数器和计数器模式，才能对计数器的动态参数进行编程。编程时，每个高速计数器只能使用一条HDEF指令。每个高速计数器都有一个控制字节，包括允许或禁止计数，计数方向的控制，要装入的计数器当前值和要装入的预置值。

    V/F传感器把测量的模拟电压信号按着固定的比率转换成矩形脉冲信号，本例采用的电压/频率传感器，它的比率为20Hz/V。

    下面以一台35kV级中、小容量变电所用直流电源为例，说明如何利用CPU224的高速计数器HSC1和V/F传感器（输入：DC0～500V电压，输出：0～10kHz脉冲）来测量控制母线电压。，V/F传感器将输入电压（控制母线电压）转换为矩形脉冲信号，再将此信号送入高速计数器HSC1的输入端，并累计脉冲数。通过设置定时中断0的间隔时间，来控制高速计数器累计脉冲的时间，当预置的间隔时间到后，根据累计脉冲数，计算出被测控制母线电压值，

3  测量模拟电压信号的方法

3.1  硬件要求

     需要使用设备     CPU224     1台

                      电压/频率传感器     1台

     技术参数     供电电压     DC 24V

                  输    入     DC 0～500V

                  输出         方波，GND～24V

                  测量范围     0～500V→0～10kHz

                 比     率     20Hz/V

3.2  程序结构

    主程序在个扫描周期调用子程序SBR0

    SBR0高速计数器和定时中断的初始化

    INT0对高速计数器求值的定时中断程序

3.3  程序和注释

    主程序在个扫描周期调用初始化子程序SBR0，仅在个扫描周期标志位SM0.1=1。由子程序SBR0实现初始化。

    ，把高速计数器HSC1的控制字节MB47置为16进制数FC，其含义是：正方向计数，可新预置值（PV），可新当前值（CV），HSC1。

    然后，用定义指令HDEF把高速计数器HSC1设置成工作模式0，即没有复位或启动输入，也没有外部的方向选择。当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF（16进制）。定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中断程序0分配给定时中断0，并允许中断，用指令HSC1启动高速计数器。

    每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后，将其置零。通过HSC1计数值及变换关系来求被测的控制母线电压值。本例中，采用参数为输入0～500V、输出0～10kHz的V/F传动器，100ms时间累计脉冲多为1kHz，在中断程序中用乘法指令MUL将该计数值乘5，则100ms内多脉冲累计数为1k×5=5kHz，从而实现显示值与10倍的真实电压值相对应，设经乘法指令运算后计数值为2200Hz，则实际电压值相应为220V。然后将经程序处理的计数值置入输出字节O，以便通过LED来显示被测的模拟电压值。高速计数器和V/F传感器测量模拟电压信号的主程序、子程序和中断程序如下所述。

   主程序

      LD     SM0.1     //用初次扫描存储器位（SM0.1）调用执行初始化操作的子程序。由于采用这样的子程序调用，后续扫描不会再调用这个子程序，从而减少了扫描时间，也提供了一个结构优化的程序。

     CALL     SBR_0     //调用初始化子程序SBR_0

     子程序

     SBR0     SM0.0     //启动子程序0

     LD     SM0.0     //SM0.0总是1

     MOVB     16＃FC，SMB47     //设置高速计数器HSC1控制字节：上升沿复位，上升沿启动，1X计数速率，正向计数，可改变方向，可新PV（预置值），可CV（当前值），HSC1。

     HDEF     1，0     //定义高速计数器，选用HSC1工作于模式0

     MOVO     0，SM048     //HSC1当前值清0

     MOVD     16＃FFFF，SMD52     //将预置值装入SMD52

     MOVB     100，SMB34     //设置定时中断0间隔时间为100ms

     ATCH     0，10     //中断连接指令，中断程序为INT_0，事件号为10

     EN     1     //允许所有中断

     HSC     1     //编程计数器SHC1，使设置生效

     中断程序0

     INT     0     //启动中断程序

     LD     SM0.0     //SM00总是1

     MOVD     HSC1，AC0     //把HSC1的计数值存入累加器AC0

     MOVD     AC0，VD100     //把计数值存入VD100

     MOVD     0，SM048     //HSC1当前值清0

     MOVB     16＃C0，SMB47     //重新设置HSC1控制字节：上升沿复位，上升沿启动，4X计数速率；反向计数，不改变计数方向，不新PV，可新CV，HSC1。

     HSC     1     //启动高速计数器HSC1

     MUL     5，VD100     //把HSC1的计数值乘以5

     MOVB     VB103，0     //在输出端Q00至Q0.7显示10倍被测控母电压值

4  结语

    以上方法已用于GZS2智能型高频开关直流电源等控制系统（变电站、发电厂用直流电源），实践证明，该方法进行模拟电压信号测量，具有精度高（可达5/1000V），抗性强，运行等优点，具有较大的实用和广泛的应用前景。

介绍PLCBUS 电力线通讯协议，利用PLCBUS-9402393 模块结合教室实际照明电路设计教室智能照明控制系统，给出了智能照明系统接收模块电路、控制模块电路、照度传感器电路，进行了系统模拟实验。此系统无论新教学楼还是投入使用的教学楼用户都可以使用，具有很强的灵活性和稳定性。

教室是学校照明用电的主要部分。教室灯光照度设计标准为室内平均照度300 lx，这样高的照度要求，如果没有合理控制方案，能源上将造成的浪费。因此将智能照明控制系统应用于普通教室、阶梯教室具有相当的实际意义。对于学校而言，使用调光控制方式显然造价过高，难以接受，而且教学楼的灯具大多选择了日光灯，调光控制需要的调光镇流器，比较烦琐。因此，开关控制是学校教室照明主要的控制方式。

本文结合学校实际电路，利用电力线通讯，采用PLCBUS 协议，设计了教学楼内各教室统一控制灯的智能照明控制系统。

1 教室照明特点

高校教学楼为长廊类设计，教室在长廊一侧或两侧，配电为照明与插座分别由不同空开控制。同一侧教室自然采光和灯光布局基本相同，一般每个教室采用两个照明回路，分别给两组灯光供电，每组灯由一个空开控制，并在教室内有墙壁开关控制。

2 基于电力线通讯PLCBUS 技术

PLCBUS 技术采用Pulse bbbbbbbb Modulation(PPM) 脉冲相位调制法。它是利用电力线的正弦波作为同步信号，在四个固定的时序中发送瞬间电脉冲来传递信号的。每半个50Hz 的正弦波周期可以传递一个PLCBUS 脉冲信号，PLCBUS 脉冲信号出现在半个正弦周期里的4 个固定位置中的一个位置。

每个位置可以搭载2bit 的信息， 在50Hz 的电力线上，1s 可以传输200bit 的数据。因为采用电脉冲通讯，PLCBUS 信号可以传递得很远。

2. 1 PLCBUS 的通讯格式和数据传递方法

PLCBUS 信号总是有2 － 1 － 1 － 2 这样的字节开始作为START 信号为“起始字节”。起始字节之后的5 个字节称为“Header”标题字节。标题字节里包含有许多基本信息，比如数据的长度、接收地址信息、的信息、是否需要反馈等等。在标题字节后是PLCBUS 的数据字节，可以包含0 ～ 18 个数据字节。用这些数据字节可以传递诸如灯光亮度、调光步长、信号质量等数据。后一个字节是校验位，用于判断接收到的数据是否正确。

在PLCBUS 协议中，地址是分成两部分定义的。

NID ( Network ID) 在终用户那里称为“用户码”，DID (Destination ID) 在用户那里称为“房间码+ 单元码”，NID 共有8bit，可以组成256 个不同的地址，DID 也是8bit， 也可以组成256 个不同的地址码。NID ( Network ID ) 和DID ( DestinationID) 统称为接收数据用的地址码，但NID 有5 位地址码另有他用， 所以PLCBUS 的基本地址码就是250256 = 64000 个。

PLCBUS-9402393 控制芯片是采用PLCBUS 协议通讯进行照明控制的芯片，采用此芯片可方便的组成实用智能照明系统。

利用芯片可组成接收模块和发送控制模块，发送控制模块可对不同地址发送控制指令，每个接收模块可存储多个地址，相同地址响应控制指令，系统可以方便的控制不同设备的开关，系统既可针对一个模块单控制，又可以对多个模块同时控制。

PLCBUS 智能照明系统设计分为主控模块、从控模块和照度传感器模块三部分。其中从控模块可以设置多个地址，主控模块和传感器模块发出控制指令，具有相同地址的接收模块根据指令作出响应，打开或关闭灯光。通过对接收模块设置地址的分组，可实现对所有教室的灯光分片和分区域的控制。PC 机和控制器也可发出用户开或关闭指令，使相同用户码的所有教室灯光打开或关闭。

根据学校实际一般教室有两组照明电路，可划分为亮区暗区两个区域，分别在亮区暗区安装照度传感器，照度传感器与发送控制模块连接，可根据传感器状态发送不同指令，控制教室两个区的照明电路灯光开闭。每个教室可在配电箱或墙壁开关内安装照明，每个可控制两个回路灯光，每个回路允许的大电流2. ～ 6A ( 如接入继电器可控制大电流)。多个教室可以为一个区， 同一区和使用同一个用户码，指令只接收同一用户码的指令。教室内的墙壁开关可安装在之后， 在开始供电后，墙壁开关控制室内灯光打开关闭。

由于同侧教室采光具有相同性，以任一个教室两个区采集的光照数据作为同侧教室照明电路的控制参数，控制同侧同区教室的灯光开闭。

4. 2 智能照明系统电路设计

4. 2. 1 接收模块的电路设计

采用PLCBUS-9402393 芯片设计的接收模块电路如图6 所示。一个接收模块可以控制两个照明回路，分别由芯片的12 脚和13 脚控制，每个回路可以设置一个主地址和15 个副地址。接收模块的19 和22 管脚连接电力线，从电力线上接收指令，芯片判断其指令中的目的地址是否与模块某接收到指令后判断其指令中的目的地址是否与模块某回路的地址相同， 如相同按照指令代码对芯片12 脚或13 脚输出高电平，Q1 和Q2 三管9014 起放大电流的作用，电流增大至信号继电器OJT-S12LM 动作电流后，使继电器线圈导通，则K1 或K2 闭合，照明回路LOAD1 或LOAD2 导通，灯光打开。如按照指令芯片12 和13 管脚无高电平输出或输出值小于信号继电器动作电流时， 则相应照明回路关断，灯光关闭。接收模块执行完控制指令后将发送反馈信息给控制模块。墙壁开关可安装在接收模块后，只有在模块供电后， 才能使用墙壁开关打开灯光，这样可以有效

4. 2. 2 控制模块电路设计

芯片的5，6，7，8 管脚分别连接4 个按钮K1，K1，K2，K3，K4， 通过对芯片的预设置可以使每个按钮发送不同的地址控制指令，例如设置K1 触发时芯片向电力线上发送B1 on 指令，则当按钮K1 按下时，模块发送B_ 指令，地址为B1 的接收模块的相应照明回路的开关将闭合，灯光打开。设置K2 触发时芯片向电力线上发送B1 off 指令，则当按钮K2 按下时，模块发送B1 off 指令，地址为B1 的接收模块的相应照明回路的开关将打开，灯光关闭。芯片的1 0 和1 1 脚连接PC 或MCU 进行通讯，可完成发出控制指令和对模块芯片设置功能。

照度传感器采用On9668，是一个可实现光控阀值可调的光电集成传感器。电路如图8，图9 所示。

控制模块电路中的按钮K1，K2，K3，K4 采用照度传感器电路代替， 芯片PLCBUS-9402393 的5，6，7，8 管脚各连接一个照度传感器。当环境亮度达到照度传感器Uadj 设置值时，OUT 管脚输出高电平或低电平，OUT 管脚连接单稳态触发器，这样从Q 端输出脉冲信号，输入到PLCBUS-9402393 芯片管脚5，6，7，8 端， 相当于触发控制模块电路的K1，K2，K3，K4 任意按键，就可发出相应控制指令。

为环境照度大于设定值时，发送触发脉冲的电路，图9 为环境照度设定值时，发送触发脉冲的电路。

传感器模块作为使用，传感器模块连接两个亮度传感器。每个有不同地址。设暗区地址为B1，亮区为B2，也可将所有同侧教室的暗区设为B1，亮区设为B2，照度传感器检测到特定照度时，传感器模块K1 就会触发系统发送B1 on 指令， 所有地址为B1 的模块都会接收指令从而供电，教室暗区的灯就会打开; 当另一照度传感器检测到特定照度时，暗区传感器模块K2 就会动作，发送B1 off 指令，所有地址为B1 的模块都会接收指令断电，教室暗区的灯就会关闭。这样实现暗区灯光根据本区域的实际亮度进行自动打开和关闭，教室一定的照度。

对于亮区区域也同样控制。

5 实验结果

教室1，2 只在早上和晚上由人工操作控制器，开关教室的灯光，其他时间系统可利用带照度传感器的控制模块根据环境亮度的变化分区域发出不同的指令，打开和关闭灯光，教室不会出现长明灯的现象，这样在满足教室照明亮度的前提下，达到节约电能的目的。

通过实验，此设计可以根据照度实现对灯光的分布式自动控制，也可单控制或分区域控制，控制方便，系统便于人工和自动切换，方便扩充和管理，具有很好的实用。PC 机也可作为控制器发出开或关闭指令，使相同用户码的所有教室灯光打开或关闭。

总结

此系统利用普通电力线传输控制信号实现对灯的智能控制，所以无论新教学楼还是投入使用的教学楼用户都可以使用，用户只要在配电箱或墙壁开关上安装接收模块， 几个教室按装发送控制模块，就能轻松实现智能化; 系统中没有控制主机，PC 机作为一个多功能控制器使用，可随时加入和撤出，用户可以像搭积木一样随意按需布置，多个控制器控制范围用户可自己设置，即可实现分布控制，也可统一控制管理。

 引言
    M型磨床是M1050型无心磨床的简称，是一种自动化程度要求较高的机床设备，主要对圆锥度小于1：20的圆锥体和各种成型回转体零件的切入磨加工，附加通磨托架，可作通磨加工。磨床控制系统一直采用继电器逻辑控制方式，导轮的速度调节由直流变换装置控制直流电动机得到，既不方便，效率又低。
    为了解决上述磨床控制系统的缺点，决定对其电气控制系统实行新的设计。用PLC和变频调速技术改造传统继电器控制的磨床控制电路，改变了以时间继电器为的继电器逻辑控制方式，实现了对磨床工序的自动控制。用变频器控制磨床导转电动机的转速后，把过去的直流电动机换成交流电动机，可大幅度提高传动效率，简单方便。

1 M型磨床控制的工艺要求及过程
    M型磨床由五台交流电动机驱动，其中一台电动机需无级变速控制，用变频器控制该台电动机得到无级变速。主控电机控制的对象分别是润滑、冷却、磨削轮、液压和导轮。
    根据M型磨床切入磨学工艺要求，在一个运转周期内由3个电磁阀分别控制4个工作对象来完成，4个工作对象分别是导轮架快慢进、导轮架快退、推料杆推料、推料杆返回。

2．1 M型磨床电动机主电路设计

QS为空气开关，液压电动机M2和导轮电动机M5可以随机启停，磨削轮电动机M1和润滑电动机M3二者之间为顺序控制方式，即润滑电动机M3先启动，磨削轮电动机M1后启动。导轮电动机M5由变频器控制，无级调速。
    变频器设定为外部控制方式2，方法是把Pr．79的内容写为2即可。无级调速是由变频器上一个外接的电位器调节得到。

2．2 PLC的I／O地址分配
    变频器选用日本三菱FR—E500系列变频器，PLC选用日本三菱FX系列FX2N-48MR型PLC。
    M1050型无心磨床的一个工作周期，磨床的实际切入磨削循环是由3个液压电磁阀的不同工作组合实现的，三个电磁阀分别是1CT、2CT、3CT，例如，导轮架的慢进是由2CT、3CT同时接通实现的，推料杆的推料是由1CT接通实现的。

  每个工序之间的转换是由光电传感器的信号或定时器决定的，光电传感器共有4个，分别是：导轮架进给快转慢传感器1XK，导轮架进给到底传感器2XK，导轮架后退到底传感器3XK，推料杆推到底传感器4XK。

共有6个状态，S0状态为等待启动选择状态，PLC上电时M8000始终把S0打开，在此状态下应把润滑和冷却电动机启动起来，然后才可以启动磨削轮电动机。液压电动机和导轮电动机根据加工需要实行随机启动，导轮电动机启动后，其速度通过变频器可以无级调速，一个可变电位器R与变频器连接，如图3所示，旋动R，可以改变导轮电动机的转速。
    S10-S14状态为M1050型无心磨床的切入磨削循环。按下切入磨削循环启动按钮X8，无心磨床进入S10状态。S10状态下，Y5通，电磁阀2CT得电，导轮架进给。快进到位，导轮架进给快转慢传感器1XK(X10)闭合，快进停止，磨床进入S11状态。S11状态下，Y5、Y6通，电磁阀2CT、3CT得电，导轮架快转慢进给。慢进到位，导轮架进给到底传感器2XK(x11)闭合，慢进停止，磨床进入S12状态。S12状态下，Y5、Y6通，电磁阀2CT、3CT得电，定时器T1定时10秒，磨床进入光磨阶段。光磨时间到，定时器T1闭合，光磨结束，磨床进入S13状态。S13状态下，电磁阀全部失电，导轮架快速退回。导轮架后退到位，导轮架后退到位传感器3XK(X12)闭合，快退停止，磨床进入S14状态。S14状态
下，Y4通，电磁阀1CT得电，推料杆推料。推料到位，推料杆推料到底传感器4XK(X13)闭合，推料停止，磨床进入S0状态，推料杆返回，回到步S0状态，等待下一次的一个新的工作循环。
3．2 PLC步进梯形图
    根据图4所示的PLC的状态图，可以设计出PLC的步进梯形图，进而可以写出PLC程序清单，此处从略。

4 结束语
    系统结合了机械、PLC、变频器等方面的技术，用较低的成本成功地对原有控制系统进行新的设计，使得该M型磨床适应了自动化控制的要求，在实际使用中性能稳定，操作方便，生产效，了很好的经济效益。

（会依据天气和季节变化的不同而不同），这就给操作人员和大坝的管理带来了很大的困难，曾经就出现过由于短时间内积水过多，大坝底部廊道内的部分设备被淹（包括渗漏排水设备本身）的情况，造成了很大的经济损失；且由于电气控制柜位于大坝底部，环境潮湿，渗漏水滴经常落到控制柜上，造成控制柜电气元件受潮，出现短路或拒动，给渗漏排水系统的控制带来了很大的麻烦。因此有必要将电气控制柜上移至进水塔塔面，改善运行环境，并将两个集水池的排水设备用一套控制设备来进行集中监控。控制系统主要采用自动控制方式，根据渗漏水量的大小及时启动排水量较小的潜水泵和排水量较大的离心泵进行排水， 以保证泵房的稳定运行。

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。

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。

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。