杭州西门子授权一级代理商CPU供应商

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滤嘴棒成型机是的过滤嘴生产的主要设备，其生产所用的固化剂是甘油脂。目前，我国成型机只带有一个储油箱，储油箱的甘油脂是由人工进行注入，平均每个工班加注2～3次，工人劳动强度大，在加注过程中不可避免的造成浪费，不利于企业管理。在此，我们介绍PLC+PC甘油脂自动控制管理系统。

1、现场条件及设计思想

厂的滤嘴棒生产线一般由几台到十几台成型机组成，这对集中甘油脂自动供料控制和管理带来便利，各成型机组即是生产线的一部分，又相对立。因此，系统设计应具备：

①能对各机台的储油箱的液位、加注、机台的启、停状态等进行检测，并对油箱加注进行控制。当生产线上某台机组的启动、停止或发生故障时，不影响整个系统的正常工作。并在每个机台设有故障诊断用I/O口，便于维修。

②能对集中供油的甘油脂槽进行油料注入和输出的控制，液位和流量的数据采集存储，并通过人机界面显示。甘油脂槽的油脂注入使用两台泵，可同时工作，也可分别单工作，控制方式可手动，也可自动，系统对注入的油液具有累计储存和显示。同样，油脂的输出也用两台泵，采用一开一备工作方式，控制同样具有手动和自动，系统能对实际消耗总量进行累计储存和显示。油槽的加注控制信号由油槽液位传感器产生，输出信号由各机台储油箱液位传感器产生，当生产线无加注请求时，输出泵处于待机状态。系统具有报警功能。

③车间控制室的计算机系统能对整个甘油脂自动输送系统进行远程监控、数据统计管理，并通过网络与厂管理控制进行信息传送。监控时，计算机具有良好的人机界面，全中文显示，主画面为三维效果系统状况图，对系统的各种工作状态参数进行数据采集、整理、统计和显示，并可随时调用和打印。出故障时，能自动显示故障部位，并给予故障提示，自动记录故障内容和时间。

④成型机、甘油脂槽和车间控制室三者相互之间通信和控制距离可达70m。

2、系统硬件结构

根据现场条件和设计思想，整个系统分监控管理层和现场测控层，如图1系统结构框图所示。监控管理层由1台PC机承担，现场测控层由PLC主站和现场机台从站组成。各层通过PROFIBUS工业现场总线连接。

DB是用户定义的用于存取数据的存储区。另外，PLC程序还包含辅助程序，如循环中断OB35、时间错误OB80、电源故障OB81、诊断中断OB82、插入/移走模板中断OB83、CPU硬件错误OB84、级错误OB85、机架故障OB86、通讯错误OB87、编程错误OB121、访问错误OB122等

3.2 OP操作面板程序

为方便现场操作，在PLC主站控制柜上装有OP操作显示面板，其采用SIEMENS公司的SIMATIC Protool/Pro P5.0软件进行组态，其主要功能是系统启/停、自动/手动转换、急停等操作和现场工作状态及数据显示等。

3.3 网络配置

网络组态采用SIEMENS公司的SIMATIC NET，NCM S7 PROFIBUS组态软件完成PROFIBUS S7通讯网的网络组态。

在上微机设计安装CP5611网卡，在PLC主站安装CP342-5通讯模块，通过PROFIBUS S7通讯电缆完成上微机与PLC主站之间的通讯网络硬件组态。

3.4 软件设计

监控计算机用户软件是在bbbbbbs2000平台上，应用SIEMENS公司的CITECT V5软件开发的。监控计算机以三维效果系统状况图的形式输出系统各设备运转状态、甘油脂瞬态流量和累计流量、甘油槽液位，并可对系统启动和停止、输出泵的选择及控制、输入泵的选择及控制等进行操作，同时，还装有STES7 V5.1，可对PLC进行远程编程或修改。为防止非专职操作人员非法操作，系统设有专职人员登录窗口。由于用户软件运行于bbbbbbs2000操作系统平台之上，给用户将来建立工厂管理网带来方便。

4、其它应考虑的问题

4.1 由于工业现场的恶劣环境，干扰较大，我们对PLC 交流供电采用380/220V的隔离变压器（变压器级间屏蔽层接地），对其进行悬浮供电，以隔离由电网引入的干扰。线路敷设时，将PLC控制信号线与交流电源线分开布线，大限度的降低静电和电磁感应干扰。这样做的好处是把输入和输出、强电和弱电明显隔离分开，进一步减小干扰，同时也避免了接线错误。

4.2 在控制柜结构设计时，要充分注意到散热和防尘问题。因热量向上散发，发热元器件尽可能装于柜子的上部，并增设散热风扇，通风道的进出口要进行防尘处理。

4.3在现场系统调试时，PLC应对流量计、液位计、甘油槽等进行计数校验。

4.4如果监控计算机、PLC、ET20太远，则应考虑增设中继站。

5、综述

用PLC+PC实现的甘油脂自动输送系统控制已用于厂生产，几年来的实践证明，该系统抗干扰能力强，控制精度高，实现了系统数据采集处理、系统各环节状况检测控制、系统监控管理等、全数字化、全开放的控制过程自动化、系统网络化，为企业降低了生产成本。

介绍一种新型远程抄表系统，该系统通过PLC采集电量数据，由PLC及公用电话网实现远距离传输，具有结构简单、计量准确、易于操作等特点，有广阔的应用前景。

目前，电能表远程抄表及远控系统越来越受到电力部门的重视。使用Modem与计算机结合，利用公用电话网进行远程控制，不仅可以很方便地实现控制信息的传递问题，而且控制信息可以非常复杂和丰富。但系统造价较高，且结构复杂。本设计采用PLC实现供电系统的电量采集及控制，通过公用电话网与上位计算机相连。整个系统控制灵活、工作，且成本较低，有广阔的应用前景。

本设计采用电量定时采集方式，根据用户要求分时段进行数据和记录。通过脉冲电表将电量信号变成脉冲信号，并使其成正比关系，便于电量计量。设每天分为7个时段采集数据，则每路每天要记录16个字，即：标志及年1个字，月、日1个字，时、分共7组14个字。这些数据存于DM中，若每个周期按一个月记，需使用内存16×31大概500字。

存在DM中的数据，由上位计算机定时读取。

本系统的关键是要存储大量数据，并要有通讯能力。对PLC来讲，只需少量输入点，不用输出点，但应有系统时钟。CQM1系列PLC带有通讯口，且DM区较大，可配置带有系统时钟的内存单元。本设计中的具体配置如下：

通过MODEM及公用电话网即可实现电量的任意远程计量。

本系统采用定时采集方式，分别按时间分时段记录实际电量值，并存入DM数据区。具体过程为：

设置A17为实时时钟，代表时、分，与1000相比较，判断是否到了10点00分，若到，则相等标志ON，同时把要采集的通道的内容存于DM区中，存后指针加1，然后再判断指针是否出数据区范围。若不，则什么都不做；若，则把0000再赋给指针，即令其再从存贮区开始处存数，开始下一循环。

本设计中，为确保电量采集精度，不丢脉冲，采取定时不断的办法执行采集子程序，每10ms采集一次。由于采用定时采集方式，存数的格式固定，且存贮区的长度与存数的长度协调，在存数的同时，可不存时间。因为从指针值可知当前的数存到什么位置，而数据的不同位置，又代表不同时刻的数，规律性较明显，很易弄清楚该数据存放的时间。

为节省投资，提高控制效率，可采取远程控制方法。CQM1机以通过适当配置，可方便地实现远程控制，但不增加可控制的I/O总点数。

通过接口单元与输入或输出终端相连，大距离可达500m，此方案称为“接终端”。

该控制方式大传输距离为500m，但实际距离与传输时延及电源配线方式有关。在CQM1主体部分接B7A接口单元，而在远程接相应终端。终端与接口间靠双绞线连接。

接口单元的结构与CQM1的I/O模块类似，可用与I/O模块相同的方法，接在CQM1主系统中。接口单元分为接输入终端和接输出终端两种；终端分输入、输出两大类。

用此种方法，一台PLC可连接64-96户电表。

除采用上位机监视与记录以外，采用七段译码方式可以很方便的监视用电情况。本设计中，将电量数据直接由输出单元输出给七段译码器，译码后显示所采集的电量值。

一个数字占4个点，采用OMRON动态输出单元（一个单元可输出128点），外部硬件译码作成带锁存方式的，则一个单元可稳定地显示32位数字。

本设计中，PLC系统采用脉冲记数，不使用模拟量单元，使系统的抗干扰能力大大提高。此外，也可在数据采集过程中，把A17的内容存于修改后的指针指向的DM字，然后再修改，再判断控制指针。不仅A17，有时还可把年、月、日以及一些标志也预存贮，其方法与存数方式相同。

本系统经研究和实际应用证明：系统运行，电费计量。

1　引　言
在工业过程控制中，PID控制适合于可建立数学模型的确定性控制系统。但在实际的工业过程控制系统中存在很多非线性或时变不确定的系统，使PID控制器的参数整定烦琐且控制效果也不理想。近年来，随着智能控制技术的发展，出现了许多新型的控制方法，模糊控制就是其中之一。模糊控制不需要掌握控制对象的数学模型，而是根据控制规则决定控制量的大小。这种控制方法对于存在滞后或随机干扰的系统具有良好的控制效果。PLC具有很高的性，抗干扰能力强，并可将模糊控制器方便地用软件实现。因此，用PLC构成模糊控制器用于油田的污水处理是一种新的尝试，不仅使控制系统加，而且了较好的控制效果。
2　污水处理工艺简介
目前我国许多油田处于二次采油期，即注水开采期，所采的油中含有大量的污水。油田污水处理的目的是将处理后的水回注地层以、平衡地层压力，防止注入水和返回水腐蚀注水管和油管，避免注入水使注水管、油管和地层结垢。其处理方法是使用A、B、C三种剂，其中A剂为pH值调整剂，B剂为沉降剂，C剂为阻垢剂。其工艺流程方案如图2—1所示。根据工艺要求，关键是在混合罐中对污水添加A剂提高污水的pH值（即控制pH2）以减少腐蚀。添加B剂可加速污水中絮状物的沉淀。添加C剂可减缓污水在注水管和油管中的结垢。该系统属非线性、大滞后系统，其对象的数学模型难以获得，采用PID反馈控制效果不是很理想，且采油联合站都位于偏僻的地方，环境恶劣。因此，该污水处理系统采用了基于PLC的模糊控制来提高系统的控制精度和性，从而满足工艺要求。

3　模糊控制原理
控制系统采用“双入单出”的模糊控制器[1>。输入量为pH值给定值与测量值的偏差e以及偏差变化率ec，输出量为向加药泵供电的变频器的输入控制电压u。图3—1为模糊控制系统的方框图［2］。控制过程为控制器定时采样pH值和pH值变化率与给定值比较，得pH值偏差e以及偏差变化率ec，并以此作为PLC控制器的输入变量，经模糊控制器输出控制变频器输出频率n，从而改变加药量使pH值保持稳定。

模糊控制器包括输入量模糊化、模糊推理和解模糊3个部分。E和Ec分别为e和ec模糊化后的模糊量，U为模糊控制量，u为U解模糊化后的量。
3．1　输入模糊化
在模糊控制器设计中，设E的词集为［NB，NM，NS，N0，P0，PS，PM，PB］［3］，论域为［－6，－5，－4，－3，－2，－1，0，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5，＋6］；Ec和U的词集为［NB，NS，NM，0，PS，PM，PB］，论域为［－6，－5，－4，－3，－2，－1，0，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5，＋6］。令－1），pH0表示期望值。然后，将e、ec和u模糊化，根据pH值控制的经验可得出变量E、Ec和U的模糊化量化表。表3—1为变量E的赋值表。

3．2　模糊决策和模糊控制规则
总结污水处理过程中pH值的控制经验，得出控制规则，如表3—2所示。选取控制量变化的原则是：当误差大或较大时，选择控制量以误差为主。而当误差较小时，选择控制量要注意防止调，
以系统的稳定性为主。例如，当pH值低很多，且pH值有进一步快速降低的趋势时，应加大剂的投放量。可用模糊语句实现这条规则（IFE＝NB　ANDEc＝NB　THEN　U＝PB）。当误差为负大且误差变化为正大或正中时，控制量不宜再增加，应取控制量的变化为0，以免出现调。一共有56条规则。每条规则的关系Rk可表示为

7）根据每条模糊语句决定的模糊关系Rk（k＝1，2，…，56），可得整个系统控制规则总的模糊关系R。

3．3　输出反模糊化
根据模糊规则表取定的每一条模糊条件语句都计算出相应的模糊控制量U，由模糊推理合成规则，可得如下关系：

以此得出模糊控制量，如表3—3所示。然后依据大隶属度法，可得出实际控制量u。再经D／A转换为模拟电压，去改变变频器的输出频率n，通过　　加泵控制加药量调节pH值，从而完成控制任务。
4　模糊控制算法的PLC实现
在控制系统中选用了OMRON公司的CQM1型PLC。将模糊化过程的量化因子置入PLC的保持继电器中，然后利用A／D模块将输入量采集到PLC的DM区，经过限幅量化处理后，根据所对应的输入模糊论域中的相应元素，查模糊控制量表求出模糊输出量，再乘以输出量化因子即可得实际输出值，由D／A模块输出对pH值进行控制。
4．1　模糊控制算法流程
（1）将输入偏差量化因子Ke、偏差变化率量化因子Kec和输出量化因子Ku置入HR10～HR12中。（2）采样计算e和ec，并置入DM0000和DM0001中。
（3）判断e和ec是否越限，如越限令其为上限或下限值。否则将输入量分别量化为输入变量模糊论域中对应的元素E和Ec并置入DM0002和DM0003中。
（4）查模糊控制量表，求得U。
（5）将U乘以量化因子Ku，得实际控制量u。
（6）输出控制量u。
（7）结束。
4．2　查表梯形图程序设计
在模糊控制算法中，模糊控制量表的查询是程序设计的关键。为了简化程序设计，将输入模糊论域的元素［－6，－5，－4，－3，－2，－1，0，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5，＋6］转化为［0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12］，将模糊控制量表中U的控制结果按由上到下，由左到右的顺序依次置入DM0100～DM0268中。控制量的基址为100，其偏移地址为Ec×13＋E，所以由E和Ec可得控制量的地址为100＋Ec×13＋E。梯形图程序如图4—1所示。其中DM0002和DM0003分别为E和Ec在模糊论域中所对应的元素，MOV＊DM0031DM1000是间接寻址指令。它将DM0031的内容（即控制量地址100＋Ec×13＋E）作为被传递单元的地址，将这个地址单元的内容（即控制量U），传递给中间单元DM1000再通过解模糊运算得u，然后由模拟输出通道传送给D／A转换器。

5　结　论
将模糊控制与PLC相结合，利用PLC实现模糊控制，既保留了PLC控制系统、灵活、适应能力强等特点，又提高了控制系统的智能化程度。结果表明，对于那些大滞后、非线性、数学模型难以建立且控制精度和快速性要求不很高的控制系统，基于PLC的模糊控制方法不失为一种较理想的方案。只要选择适当的采样周期和量化因子，可使系统获得较好的性能指标，从而满足控制性能要求。

1.引言

可编程控制器（PLC）以其高性、适应工业过程现场、强大的联网功能等特点，现已广泛应用于生产工艺过程。在目前的很多自控系统中，常选用PLC作为现场的控制设备，用于数据采集、状态控制和输出控制，而在系统上位机（通常为工控机）上利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，以实现监控和管理功能。这种控制系统充分利用了微型机和PLC的各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。

九十年代初，国内绝大多数油田对从井筒内取出的油管采取直接在现场用锅炉车产生高温蒸汽清洗的办法来清洗油管内外壁，这种办法一方面会造成环境污染，另一方面清洗效果也不理想。随着油田生产的规模化、化，大多油田成立了油管修复单位，、定员、定设备进行油管的清洗、检测、修复工序。清洗环节国内油田主要采用三种方式：高压旋转水射流、中频加热清洗和高温热洗。

根据江苏油田井下作业处真武油管修复的实际情况，设计了以研华Pentium Ⅲ工控机、OMRON CQM1H-CPU21型PLC为硬件，以组态王KingView6.01为软件平台的计算机监控系统，对油管进行高温热洗操作。系统总体设计如图1.

下面从硬件和软件两方面对油管高温热洗工艺进行分析。

2.硬件构成

利用现有一台2T锅炉通过旁管对热洗池内清洗液（主要成分为清水，含适量比例的氢氧化钠和金属表面活性剂配剂）进行加热。考虑油管体积、质量较大，人工搬运不便，且热洗间处于高温危险环境，故采用机械滚轮传输、气缸举升和机械式链提升装置，并由磁敏、光电或机械式行程开关对油管进行限位或控制滚轮、气缸的动作。

整个工艺系统设计采用OMRON CQM1H-CPU21型PLC作为控制。CPU21本身具有16个数字量I/O点，通过外接输入模块ID212四块和输出模块OC222三块作为I/O口功能扩展，以满足设计需要。PLC通过COM口与工控机相连，与组态王KingView软件结合，实现计算机监控操作功能。硬件构成简图如图2。

3.软件分析

待清洗油管经传输线进入热洗池内管架，与池内清洗液充分接触，进行热交换，油管内外壁溶化、剥离，上浮至清洗液表面。油管被链提升装置提出至液面以上，进行次控水。控水完毕后仍经链提升装置提升至通径传输线一。通径传输线一正转，将油管送至内壁冲洗机，进行内壁冲洗。冲洗完毕后通径传输线一反转，油管后退至通径传输线一下料感应器，通径下料翻板动作，将油管翻至通径传输线二。通径下料翻板回位后，控水气缸动作，进行二次控水。控水完毕后，通径传输线二正转，将油管传输通过外壁冲洗机，进行外壁清洗。完毕后出料，完成一根油管的清洗作业。PLC编程思路如图3。

由于整个系统监控点数多，画面复杂，自行设计软件周期较长、难度较大，所以上位机采用国内的组态软件—组态王KingView6.01进行编写。组态王是运行于bbbbbbs98/NT/XP的全中文界面的组态软件，采用了多线程、COM组件等新技术，充分利用了bbbbbbs的图形编辑功能，能方便地构成监控画面，具有丰富的设备驱动程序、灵活的组态方式和数据链接功能，用其构造监控系统能大大缩短开发时间，并能保证系统的质量。组态王与PLC之间通信采用的是PPI通讯协议。组态王通过串行口与PLC进行通信，访问PLC相关的寄存器地址，以获得PLC所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。在实际编程过程中不需要编写读写PLC寄存器的程序，组态王提供了一种数据定义方法，在定义了I/O变量后，可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示。

根据监控的实际要求，设计的软件实现了下述功能：工艺流程进行动画显示，可以直观的看出各条传输线、水泵、电机的运转情况，以及热洗池内油管数量和班产量。此外，针对不同的操作人员，设置不同的系统操作权限及密码，并给予系统操作帮助等等

三．检测设备的工作原理

该设备工作原理是按照实际的工作状况进行测试接近开关，将接近开关输出信号接到PLC，利用PLC输入中断功能使Y轴进行停止，由安装在Y轴上的光栅尺将定位长度转换为脉冲，利用PLC的高速计数器进行计数，转换为实际的长度。通过多次采样，多次测量，测量出其重复定位的误差。测量时，需要进行一次试运行，确保被测接近开关每个都能感应到。行回零，再测量一次，使用HMI参考值，然后进行测量，经过两个周期的测量后，需要对传感器进行断电（注意：光栅尺和其他的不能断电，否则，测量数据不准确）一段时间，再进行测量。在性能比较好的接近开关，一般在上电后50～100ms的时间就能进入稳定状态，有一些性能差的接近开关需要5～10分钟才能稳定。整个测量过程通过软件全自动完成。

四．控制系统简介

1.控制系统由一个HMI（人机界面）进行人机对话，两个交流伺服传动系统（伺服放大器和伺服电机），光栅尺和PLC构成。

2.控制系统的硬件结构：

GOT1150-BD-C+Fx1N-40MT+MR-J3-10A+HF-KP13

3.控制系统的软件设计：

1）HMI的设计：

画面由HMI运行控制，参数设置，数据显示，输测，输出监测，报警画面，检测报告等画面组成。

运行控制画面：测量系统的手动控制，自动控制，回零，定位功能。

参数设置画面：螺距设定，移动距离，回，测量范围，小报警误差，大报警误差，机械误差校正。

数据显示画面：当前测量的位置，各个接近开关的参考值，小误差，大误差。

输测画面：对输入显示实时监测。

输出监测画面：对输出显示实时监测。

报警画面： 显示当前的报警，报警复位。

检测报告画面：对检测的时间，参考值，小误差，大误差，误差范围，测量次数，测量结果。误差平均值。

2）PLC的程序设计

三菱Fx1N系列PLC单体可以同时输出2个1相100KHZ的脉冲输出，具有原点回归和单速定位运行等指令，可以用来控制伺服电机的运行，定位位置由其输出高速脉冲进行定位。

利用Fx1N系列PLC单体具有1个高速2相30KHZ的高速计数功能，用来将光栅尺的输出脉冲转换为实际的测量位置。

利用Fx1N系列PLC输入中断功能实现在测量过程中伺服的停止和换向。

位置控制的开关信号由GOT1150人机界面来实现人机对话，通过人工回零和定位，整个的测量过程由系统全自动完成。在测量的过程中，Y轴运行速度对测量精度产生重要影响，速度越慢，测量精度就越高，速度可根据实际安装系统的回零速度来确定。速度在HMI中进行设定，接近实际应用。

测量过程：开始进行回零，试运行一次，确保与每个接近开关的感应，防撞措施通过设定软件中数据实现。如果没有什么问题，就可以开始进行测量，需要测量一次，为以后测量提供参考值。然后，就可以进行测量，每采集一次数据，过误差发生警告，当测量系统发生故障和误差报警范围停止工作。在测量两个工作周期后，在软件中设定对传感器断电30分钟，然后，进行下个周期的测量，当测量过程结束后，自动生成一个测量的报告。

在本系统中，测量接近开关的重复定位精度时，可以通过软件设定对系统进行校正，保证对系统的需求。

五．结束语

本系统已经通过实际运行，所检测的接近开关能够满足数控雕铣机的回零精度，这是运用了三菱PLC的一些特殊的功能实现简易的系统，可以通过对夹具装和软件设计，实现在其他领域的运用。

1 引言

在大型机械加工行业尤其是汽车行业中往往用到较多的能源站房及其他站房，如制冷站、循环水站、热交换站、空压站、以及污水处理站等。他们就像人体的心脏、肾脏等重要器官，在工厂的能源（压缩空气、热水、高温蒸气等）供应、循环、回收等过程中起着为重要的作用。因此，对上述站房系统的监测管理及控制也就成为工厂自动化（FA）的重要组成部分，通过对这些站房实现自动监测控制，可以起到大量节约资源，节省人工的作用。因此，对上述站房的自动监控，也将越来越广泛地得到应用。

本文主要介绍制冷站、热交换站、循环水站的分布式监控系统。

2 综合站房工艺流程

综合站房工艺流程示意图如图1所示。

本站房主要完成给用户提供冷源、热源的功能，主要用于剧院、医院、大型办公场所、恒温厂房的空调系统等。

(1)冷冻水监控系统

本系统以

(2)冷却水监控系统

冷却水系统通过冷却塔和冷却水泵向制冷机提供冷却水，保制冷机有足够的冷却水通过，并根据气候及冷负荷调整冷却水运行工况，在冷却水温和水量满足要求的情况，使系统合理运行。

(3)采暖监控系统

采暖系统通过热交换器为空调提供热水，监控系统的主要任务为控制热交换过程以保要求的热水温度和流量。根据热水给、回水温度差及总流量判断用户热负荷状况，确定热交换器开启台数及阀门大小，保证热源的合理使用，达到的节能及运行效果。

(4)循环供水监控系统

因为采暖和制冷不可能同时使用，为节约成本，本综合站房只采用一套供水系统分冬、夏两季对用户提供热、冷源。冷、热源的切换由电动阀自动切换。

本系统实际上是一套相对立的恒压供水系统。主要由变频器和PLC组成，其电气原理图 如图2所示：

变频器选用适于泵类的Fuji G9变频器，分别对五台循环水泵进行变频控制，并通过PLC的逻辑控制功能，实现对整个供水系统的恒压变流量控制，为确保系统的稳定运行，整个系统设有过流、过压、过载、自诊断等多种保护功能。

本系统接收上位机或本地发出的启动信号后，启动水泵1变频运行，PLC根据接收到的压力和流量信号控制变频器调节水泵转速，使供水管网水压恒定。当水泵1工作频率达到工频时，若管网水压仍达不到要求，将此泵切换到工频运行，变频器切换到水泵2，使其变频运行。此后，如果水压仍达不到要求，则继续切换下去至满足要求。反之，若管网水压大于设定值，PLC控制变频器频率，使水泵转速降低，当低至设定频率时，依据先开先停原则，自动切换掉已投入运行的工频泵，使管网水压始终保持恒定。这样，五台水泵轮流循环运行，避免某台泵长期运行，延长设备使用寿命。本系统由闭环PI控制即可满足要求,PI算法由PLC实现：Ui＝Ui-1＋ΔU＝Ui-1＋K[Ei－Ei-1＋（T/ Ti）Ei]。

3 系统组成

综合站房监控系统的组成如下：

本监控系统采用由PLC组成的分布式监控系统的形式。PLC作为下位机使用，用来完成各子系统的数据采集、输出控制及状态判别等工作，上位机采用研华公司的工业计算机，接收PLC采集的现场数据，并将数据存入动态数据库，完成报警、实时曲线、历史曲线、分析系统运行状态、打印输出、并根据控制室控制人员要求控制各系统的运行状态等功能。

PLC采用OMRON公司的SYSMACα系列的C200HE,它是一种价格适中、性价比较高的中型机，配有较强的指令系统，并增加了许多特殊功能指令，还配备了丰富的特殊功能模块和强大的通信模板，这些都足以实现现代工厂自动化的多级要求。系统主要选型如附表所示：

由于采用一对四的通信方式，需要为设备设置地址，因此在下位机采用RS422标准，在每台PLC上都安装了一块LK202HOSTbbbb模块，各PLC通过三端口RS422适配器相连，然后通过RS422转RS232适配器转换后连接到上位机的串行口。

HOSTbbbb的内部驻留了通信软件，通信协议已固化，只有几个参数需要用户根据现场应用进行设置。C200H-LK202上位连接单元的面板上有4个参数设置开关SW1～4,SW1、SW2用于设置该上位连接单元的设备号（也称站号），取值范围为00～31。SW3选择波特率。SW4用来设置命令级，奇偶校验格式。

网络中的所有PLC通过公用LR区实现数据传送，在LR区中每个PLC均分配一个写区和若干读区。数据传送时PLC将数据写入到公用LR区中分配给自己的写区，其他PLC则通过PLC链接单元从LR区对应区域读数据，从而使系统中的PLC相互

4 系统软件设计

上位机软件利用组态王（KingView5.1）工控组态软件。它能充分利用bbbbbbs的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。该软件把每一台下位机看作是一台外部设备，在编程过程中根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接功能。在运行期间，组态王通过驱动程序和这些外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。每个驱动程序都是一个COM对象，这种方式使通信程序和组态王软件构成一个完整的系统，既保证了运行系统的运行，也可扩大系统的规模。其与下位机通信原理如图4所示：

组态王与OMRON PLC之间的通信采用的是OMRON HOSTbbbb通信协议。组态王通过串行口与PLC进行通信，访问PLC相关的寄存器地址，以获得PLC所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。组态王软件还可实现显示工艺流程图、各种参数实时测量值，实时修改下位机所需的各种参数值，上、下位机之间的通信管理，实时故障报警画面，实时数据库和历史数据库管理，系统日志报表和各种生产报表等功能。

在主监控站上建立网络数据库，将过程监控站中的各类实时数据、画面、图表等信息存入本地网络服务器中，利用ASP技术生成网页，进行实时发布，可实现现场数据的Web浏览，为将来工厂的Intranet管理留下基础。

下位机软件设计采用模块化结构，每一个模块作为一个子程序。根据系统功能划分，程序由多个模块组成，每个模块的程序量都不大，所以整个程序的编制、调试和维护比较方便。各子系统的下位机软件模块框图如图5所示。

5 结束语

经过精心设计，认真调试，该系统在东风汽车公司某大型综合站房的实际运行中，良好的效果，并获得用户的。

（1）该系统节能效果显著，自投入运行以来冬夏两季日均节电约30％。

（2）该系统大大降低了操作工人的操作难度，减少了运行故障率，减少了检修次数。

（3）能合理地应用设备，提高整个系统的运行效率，提高设备运行寿命。