中山西门子PLC代理商DP电缆供应商

中山西门子PLC代理商DP电缆供应商

1 引言
 空调是对建筑物内空气进行调节的系统，它通过对风机、阀门、泵等设备的开、关及连续调节来控制室内温度、湿度，使之满足一定要求，从而提高人体的舒适度。随着人们生活水平的不断提高，越来越多的大、中型建筑采用空调系统，以达到夏季致冷、冬季取暖的目的。
 为提高空调系统的经济性、性及可维护性，需采用控制产品对空调系统的各个设备进行控制。早期的空调控制器多为就地式控制器和DDC控制器，它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的空调系统都倾向于采用、实用、的可编程控制器(PLC)来进行控制。本文介绍用和利时公司小型一体化PLC产品HOLLiAS-LEC G3控制空调的实例。

 2 系统介绍
 国内某主要空调设备制造商为一面积2.5万平方米的楼提供了一套空调系统，该空调系统包括1250000kcal/h蒸汽型化锂吸收式制冷机3台、吊式新风空调器11台、立式空气处理机组18台、风机盘管327台、管道式通风扇180台、消声型管道斜流风机2台、吊式空气处理机组32台。该空调系统的全套控制产品采用和利时公司生产的G3系列小型一体化PLC，采用40点的晶体管输出型CPU模块LM3108和其它扩展模块。
 3 系统组成
 控制系统包括上位机集中监控和各机组本地PLC控制两部分，结构框图如图1所示。

 上位监控系统由一台计算机和相应的软件组成，用于监控各机组的运行参数，并对PLC发出各种控制指令，以控制三台机组的协调运行。上位组态软件选用和利时公司的组态软件Focsoft3.1，上位机通过RS-485串口与各机组的PLC进行联网。上位机不仅显示各机组的运行参数及状态，还保存相关历史数据。
 各机组PLC的I/O点数均为DI 20点、DO 20点、AI 14点、AO 1点，PLC在数据采集的基础上对相关设备发出控制指令，控制各机组的、经济运行。同时，PLC将机组运行数据实时送往与之连接的人机界面(HMI)和上位监控计算机。另外，PLC需接收上位计算机的协调控制命令。
 为了满足以上控制要求，每套PLC包括一个40点CPU模块LM3108、一个8点DO模块LM3220、4个4点AI模块LM3310和1个2点AO模块LM3320。CPU模块自带2个串行通讯口，一个串口(RS-232)用于连接人机界面，采用标准的Modbus从站协议。另一个串口(RS-485)组成网络，与上位监控机进行通讯。
 4 控制系统主要功能与特点
 上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位PLC主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。
 4.1 系统主要功能
 ◆ 数据显示
 显示3台机组的运行参数，包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度，以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。
 ◆ 历史数据的存储及检索
 对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。
 ◆ 控制
 根据设定的参数，并考虑经验运行数据，PLC应用反馈数据 (如室内温度)进行PID调节，以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式：就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制，软手动是通过PLC对机组进行手动控制，自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式，杜绝冷剂污染，有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制，达到启动速度快、停机时间短的目的，即能节省能耗，还能避免结晶，从而提高空调系统的性和经济性。
 ◆ 连锁与保护
 各机组相关设备的启、停具有一定的连锁关系和时间顺序，该功能由PLC的连锁程序完成。同时，为保证机组的运行，对相关参数的越限采取保护措施，如冷水、冷却水与机组的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁控制等。
 4.2 系统特点
 ◆ 灵活性
 本控制系统选用和利时公司的小型一体化PLC代替传统空调主机控制系统中的单片机，较大程度地提高了系统配置及控制的灵活性，能好地满足不同用户的不同需求。同时，明显缩短了程序开发周期。
 ◆ 高性
 控制HOLLiAS-LEC G3 PLC能够在恶劣的环境中长期、无故障运行，并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强，能适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔（MTBF）大于15年。
 ◆ 强大的功能
 HOLLiAS-LEC G3 PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具备传统PLC的助记符和梯形图编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC提供各种功能模块，包括各种通讯功能选择、通讯参数设置，以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和长定时器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
 ◆ 优良的开放性
 上位软件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供丰富的API编程接口，方便接入其它系统。
 5 结束语
  该方案已经成功应用于空调的控制系统中，运行效果良好。实现了对空调主机的控制及三台主机之间的协调控制，具有、、经济、灵活的显著特色。监控人员可以对空调进行远程监控，提高了空调的性。

     我国北方地区冬季目前普遍采用集中供暖方式进行供热。热电厂通过城市高温供热管道将热水送至各居民小区、企业中的换热站。在换热站，高温管道（以下简称一次网）中的热水与进居室暖气片（以下简称二次网）的热水通过换热器交换热量。经过换热后，二次网中热水流入各居室中。

     在以上过程中，供热调度部门需要对分散在不同地理位置换热站中温度、压力、流量、液位等参数集中实时监视，控制换热站中各设备的运行。同时，根据从现场监测到的各换热站运行参数，调节热电厂运行工况，保证冬季整个供暖的稳定运行。

     因此，各换热站现场参数的采集、调度室与各换热站的数据实时通讯就显得至关重要。在这里，笔者提出一种的无线监控方案：各换热站中安装北京和利时系统工程股份有限公司的HOLLiAS-PLC G5完成对现场参数采集、设备控制，现场HOLLiAS-PLC G5通过GPRS网络与调度控制计算机建立、稳定的通讯，在调度可对现场所有换热站完成监视、控制。 

     该方案已在沈阳皇姑热电有限公司供暖监控系统中得到良好实际应用，下面做一详细说明。

     2  系统概述

     沈阳皇姑热电有限公司供暖监控系统如图1所示由三部分组成：现场换热站HOLLiAS-PLC G5控制部分、GPRS部分、调度室数据。通过HOLLiAS-PLC G5 CP240 RS-232模块完成与GPRS DTU的数据交互。PLC定时将数据发送给GPRS DTU，同时PLC实时接收DTU发来的数据完成相应控制功能。GPRS DTU在收到PLC发来的数据会立即转发到数据。根据换热站的实际情况，此次换热站PLC每次向DTU发送帧格式数据量为140字节，包括所有模拟量和开关量。

     (1)  现场换热站 HOLLiAS-PLC G5将各工艺参数实时采集后通过RS-232串口通信模块将数据送往GPRS DTU通信模块；同时，还可通过该通信模块接收调度的指令。

     (2)  GPRS部分 在对GPRS DTU通信模块进行配置时预先输入数据的固定IP地址。GPRS DTU通信模块收到HOLLiAS-PLC G5发来的数据后，把这些数据送到设置的IP地址主机中（即数据路由器）。GPRS DTU发送数据的过程为：数据送到中国移动GPRS网络中，然后再经过Internet，后在数据通过ADSL进行接收，数据路由器收到各换热站的数据后转发到数据服务器上。

 
     (3)  调度室数据 由ADSL MODEM、防火墙、路由器、数据服务器、客户机、网关机组成。数据服务器通过ADSL Modem接收来自各换热站的数据，并对数据进行存储、历史趋势分析、报表打印等，其中一部分数据还传送到全厂MIS系统。

     3  系统网络

     该系统主要是通过GPRS DTU和移动公司GPRS网络来完成。DTU主要完成HOLLiAS-PLC G5与调度转发的任务，同时也是与移动GPRS网络的工作接口。主要设置的参数如下：

     (1)  与移动GPRS APN（访问结点网络）方式。APN主要有以下两种：CMNET和专线访问。CMNET利用的是中国移动的公众网络，性和控制性相对专线访问方式存在一些弊端，因此，笔者选择的是专线访问这种方式。

     (2)  数据发送目的地，即数据服务器或者路由器的IP地址或者域名。

     (3)  与HOLLiAS-PLC G5 CP240的接口参数，包括波特率、停止位、奇偶校验、数据位、流控制。

     (4)  DTU对于不同地区GPRS网络质量的一些参数配置。

     数据经 DTU发送到移动GPRS网络上的CGSN后，移动的GPRS网络与Internet有通道接口，因此，移动CGSN服务器可将数据经Internet再转发到数据服务器或者是路由器上。为了保证数据在移动网络到数据路由器之间传输的性，笔者使用了功能。该功能在数据路由器和移动出口网关服务器之间建立的GRE隧道，保证这两点之间的性，不被他人在中途进行信息、。

     移动GPRS网络传输送来的各换热站数据经Internet，通过ADSL Modem信号解调经防火墙检测后送达路由器后，再将后的数据包转发到的数据服务器上进行数据接收处理，与此同时数据服务器担负着向各换热站发送相应控制指令数据的任务。各客户机从数据服务器上数据在各自的人机界面软件上完成对各换热站的监视控制、报警、历史曲线等功能。

     此外，在调度网络中，网关机与全厂MIS网络连接，负责把热网的各种运行参数送到MIS网上，供上一级相应MIS软件完成数据分析、数据挖掘等功能，大大提高热网运行的经济性。在这里，网关机与MIS网数据服务器的数据接口选用OPC，该接口使用方便、调试配置十分简单。

     GPRS技术

     GPRS 是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM 用户提供分组形式的数据业务。GPRS 
     理论带宽可达171.2Kbps，实际应用带宽大约在10~70Kbps，在此信道上提供TCP/IP 连接，可以用于Internet连接、等应用。

     GPRS 是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP。GPRS 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，速率高达171.2Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，降低了服务成本。

     基于GPRS技术组建的热网远程监控系统有如下特点：

     永远在线  GPRS DTU一开机就能自动附着到GPRS网络上，并与数据建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据，具有很高的实时性；

     按流量计费 GPRS DTU一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用；

     高速传输 GPRS网络的传输速度快将达到160Kbps，速率的高低取决于移动运营商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供20~40Kbps的稳定；

     组网简单、、灵活 GPRS无线DDN系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资；

     通信链路由运营商维护 由于采用中国移动的GPRS 数据业务，因此链路维护也由中国移动负责，免除通信链路维护的后顾之忧；

     防雷击 由于采用中国移动的GPRS 数据业务，所以在不影响上网的前提下，GPRS DTU的发射功率非常小，天线非常短，而且高架，克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备的缺点。

     4  工艺控制描述

     该方案中，笔者采用HOLLiAS-PLC G5在各换热站完成以下功能：现场温度、压力、流量、液位信号的采集；现场各调节阀的控制；现场电机、变频器的控制及运行监视。在换热站中，通过触摸屏简单易行的完成人机交互，控制各种设备稳定运行。对于现场调节阀及各种电机的控制，设计了就地控制、触摸屏控制、远程调度控制三种方式。

     (1)  根据室外气象温度和二次网的供回水平均温度调节一次网供水或回水管道上电动调节阀，从而改变一次网进换热器的流量，保证二次网的供热量。

     (2)  根据室外气象温度、二次网的供回水温度、供回水压力共五个参数，来通过变频器调整循环水泵的运行频率，从而改变二次网的运行流量。（对于目前换热站中循环水泵为变频控制的采用该方案）。

     (3)  根据恒压点的实测压力值与设定压力值的比较偏差，来通过变频器改变泵的运行频率，保证恒压点的压力恒定。 

     (4)  其中，室外气象温度数据采用各新机组室外温度加权平均后经站处理后送往各改造机组进行自动控制。

     5  系统功能与特点

     5.1  功能

     沈阳皇姑热电有限公司供暖监控系统（GPRS远程监控）主要完成对工艺流程的监测、控制以及数据的处理、存储、分析以及报表打印等任务。

     工艺流程显示 显示各换热站工艺流程，包括温度、压力、流量、液位等工艺参数、所有设备运行状态以及各控制回路的详细参数等；

     调节回路显示 包括所有调节回路，可修改设定值、控制方式、调节参数等，并有实时趋势图便于进行PID回路整定；

     设定值显示 包括所有必需参数的设定值、控制方式、调节参数以及其它联锁值、报警值等；

     报表显示和打印 
     采用了DDE技术，从而使用户能够直接使用Excel编制报表，借助Excel的强大功能，用户可以随心所欲地编制各种各样的报表；

     历史数据的存储与检索 对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据；

     控制 在监控计算机上可以进行远程手动控制，使用鼠标、键盘控制PLC来启动和停止现场的设备；

     管理 对重要设备的操作、重要参数的修改均会自动，包括登录的操作员、对设备进行的操作、时间以及修改前的参数值、修改后的参数等，以利于进行管理及事故分析；

     5.2  特点

     (1)  性

     本方案设计中不仅采用了的软、硬件，而且着眼于企业“管控一体化”的需求，贯彻了数字化、信息化环保的思想，使企业生产数据的进一步智能应用成为现实。该方案使控制系统地成为企业整个IT架构的一部分。

     本系统采用的计算机控制系统，主要用于城市热网的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统配有的硬件设备和功能强大、运行、界面友好的系统软件、编程软件、控制软件。

     (2)  高性

     ①  与传统的无线电台传输相比，GPRS网的抗干扰能力强，且通讯覆盖范围远远强于前者；

     ②  现场控制站HOLLiAS-PLC G5对工艺过程的控制不会因监控计算机的瘫痪而受影响；

     ③  现场控制站的HOLLiAS-PLC G5能够在恶劣的环境中长期运行，并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固、抗腐蚀、适应较宽的温度变化范围，平均无故障间隔时间（MTBF）15年。

     (3)  强大的功能

     ①  HOLLiAS-PLC G5的编程语言符合IEC61131-3标准，易学、易懂、易用；

     ②  CPU内置软PID，并提供了丰富的指令集及函数库，用户直接调用；

     ③  组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史数据以及二次开发功能完善而易用。

     (4)  优良的开放性

     ①  TCP/IP协议是目前开放性的协议，可以轻松进行系统扩展；

     ②  组态软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供丰富的API编程接口，方便接入全厂MIS系统；

     ③  同时也为世界各大厂商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron等的设备提供了完善的驱动程序库，从而可以将其它系统轻松接入本系统。

     6  结语

     该方案实现了对沈阳市皇姑区换热站运行参数的集中监视、控制，与去年（老系统）相比，沈阳皇姑供暖公司减少了近一半的维护人员，部分换热站还实现了无人值守，提高企业的经济效益。与使用传统无线电台相比，该方案具备好的抗干扰性（尤其是在城市中）、性。相信这种远程监控方案将在城市管网、热网、石油、地震检测、电力等一些无线远程数据监控中得到大范围应用。 

1前言
 近年来，随着经济的增长和人民生活水平的不断提高，作为传统之一的包装工业，呈快速发展态势，是人们普遍看好的“朝阳产业”，随之而来的就是包装机应用需求的大幅增长。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着大的作用。
 在机电一体化技术发展的今天，随着自动化技术的发展，包装机已全部实现了自动化。自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种，由人工供给包装材料（容器）和内装物，但能自动完成其它包装工序的机器称为半自动包装机，自动完成主要包装工序和其它辅助包装工序的机器称为全自动包装机。
 本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在DXD系列包装机上的应用，该应用在提高包装机自动化方面了很好效果，具有很好的推广前景。
 2系统概述
 DXD系列包装机广泛应用于食品、、化妆品、化工、茶叶、种子等颗粒状、片状、粉状及半流体状物料包装。北京某包装机械制造有限公司是生产DXD系列自动包装机及灌装机的厂家，其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外，得到用户的普遍。
 和利时公司PLC事业部技术人员对该类型包装机运行环境进行了现场考察和反复研究，充分考虑到了现场环境的不同地域特性（俄罗斯、广州等），在性、稳定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明，基于G3系列PLC的控制系统达到了预期效果，大大提高了设备的自动化水平。
 DXD全自动包装机要求加料、制袋、充填、封口、剪切、撕口等工序全自动完成，包装速度、制袋长度可以调整。采用HOLLiAS－LEC G3 PLC控制的DXD全自动包装机是集机电一体化、光电检测、步进电机自动跟踪纠偏等功能于一体的多用途自动包装机，该包装机具有电眼跟踪、PLC控制、无级变速纠偏等功能，计量，符合行业标准，并且具有性能稳定、操作维护方便、等特点，保了包装袋的长度稳定，图形美观。
 根据工艺要求，DXD全自动包装机采用PLC进行自动控制，包含两个关键的步进电机的协调运行。选用1块24点CPU模块LM3106做为整个控制系统的部分， LM3106不仅可以处理普通的DI、DO、AI、AO点，还包含三路高速脉冲计数输入和两路高速脉冲输出，其输出频率大可达20KHz。选用深圳人机电子有限公司的5.7" 蓝色 STN 液晶触摸屏MT506L作为人机界面。
 3系统设计
 采用PLC控制的DXD全自动包装机可以实现自动制袋、自动上料、自动计量、自动封装等多项功能，并可对生产过程进行实时监控，完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。根据工艺要求，DXD全自动包装机的控制系统由人机界面操作及显示系统、制袋控制系统、送料计量控制系统、封装及剪切控制系统组成。

下面对DXD全自动包装机的各控制部分做一简单说明。
 制袋控制系统：制袋过程的启停有两种控制方式，即机侧按钮和人机界面操作。无论采用哪种方式，当操作者按下启动按钮时，拉袋电机根据触摸屏设定的各种参数工作，步进电机进给，PLC实时检测步进电机的进给量。当达到设定范围时，开始判断拉袋到位传感器，传感器信号为ON时，拉袋到位，步进电机进给停止，计数加1。在整个制袋过程中，触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化，一旦有故障（如电机堵转等）或是不合理的数据出现，整个机器就会停止，并强行在触摸屏上显示并报警，同时向上位机传送故障内容。参数设定参见表2。
 送料计量控制系统：送料计量启动信号为ON时，送料开始，送料用伺服电机根据触摸屏设定的参数工作。PLC实时检测量，伺服电机根据计量值的不同完成加速、均速、微量，结束进给到位。在全部的送料过程中，触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化，一旦有故障（如电机堵转等）或是不合理的数据出现，整个机器就会停止，并强行在触摸屏上显示并报警，同时向上位机传送故障内容。参数设定参见表2。
 封装及剪切控制系统：为了保证机器及人员的，判断封装及剪切数据的合理性。若数据不正确，包装机处于保护状态，并在触摸屏上显示警告内容。若数据正确，PLC根据实时采集到的数据进行计算，每袋在进料结束后输出封装。根据触摸屏设定的剪切值进行对比，条件满足输出Q0.0完成剪切。包装机封装及剪切过程保证不在制袋过程中进行，加以互锁

1、引言

 自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂经处理达标后通过配水管网送至用户。北京市石景山区杨庄水厂是以地下水为水源的水厂，规划供水管线39千米，其中输水管线4千米，配水管网35千米，工期工程设计供水能力为5万吨/日，1998年月12月正式供水。该厂有10口水源井、1口补压井及1 配个水厂，水源井潜水泵电动机容量为6台85KW、4台45KW，补压井为45KW，配水厂内有配水泵房一座、清水池两座、变电站一个、加氯间一座、综合楼一座，配水泵房内有6台160KW配水泵，其中2台为变频调速泵，4台工频泵，由两路10KV/0.4KV容量为800KVA变压器，加氯间有3台加氯机，配水管网设有8个远端压力测量点。

 我们针对水厂制水过程的特点和对控制系统的功能要求，并根据该厂的具体情况，终决定采用罗克韦乐自动化的基于PLC的SA系统和基于客户/服务器HMI组态软件RSView32活动显示系统（Active Display System ,ADS）

 2、水厂对控制系统的要求

 2.1、分散性

 水厂大的特点是地域为分散。通常水源地、补压井、测压点距离厂区几公里甚至几十公里，这样就造成控制系统I/O点分散，因此需要分布式的具有SA功能的控制系统。此外，控制功能也具有分散性，如各配水泵、水源井能分别地，互不影响地进行起动或停止控制。

 2.2 集中监控

 为了节省人力，降低制水成本，水源井、补压井等应常常是无人值守，操作人需要在中控室对整个水厂进行集中监控。

 2.3 小型化、集成化

 以水源井为例，泵房内通常有一口号或两口井，对一台或两台泵的控制点数很少，对于管网测压点也很少。因此为了降低系统造价，控制系统需要小型化、的具有集成SA通讯功能的控制器。

 2.4 适应性

 通常水源井泵房内环境温度一年四季变化很大，对于北方地区是如此，此外供水量随着季节和白天夜晚有很大变化，控制系统应能适应环境和供水量的变化，保持稳定供水。 

 2.5 以逻辑控制为主

 水厂的控制大部份是对输水泵和配水泵的逻辑控制，回路控制通常只应用在加氯量及出水压力的控制。而逻辑控制是可编程序控制器（PLC）的传统应用领域，因此这也是目前水厂的控制系统广泛采用PLC的原因。

 2.6 性、性

 水厂的、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都是高性的。

 2.7 可维持性

 系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。

 2.8 可扩展性

 系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变打下基础。

 2.9 开放性

 开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能开放或通用，但要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。

 3、 控制系统构成

 3.1 控制系统硬件

 如下图所示，杨庄水厂根据系统不同功能层次采用四种通信方式，共有19个PLC控制站构成控制系统。以太网用于系统的管理层，DH+网和无线通讯用于各PLC控制器及计算机操作站之间的控制层通讯，远程I/O网用于配水厂PLC控制器与变频器\软起动器的设备层通讯,管理层与控制层通过服务器实现信息交互。DH+网和远程I/O网采用屏蔽双绞线进行通讯，具有连接方便、通讯距离远的特点,是PLC通讯应用很广的工业网络,在通讯速度为57.6Kbps下，不加中继可达10000英尺（3040米）加中继可达12公里，DH+网可挂接64个控制器，远程I/O网可挂接32个设备。无线通讯采用具有SA功能DF1主从通讯协议，PLC通过其标准RS232口与数传电台相连来实现无线通讯，通讯速率为9600bps/19200 bps。PLC1作为SA系统的主站用于控制和监测配水系统和供电系统，PLC2用于监控加氯系统，PLC00~PLC03、PLC07分别控制0#~3#、07#水源井，PLC05、PLC08分别控制5#、6#、和8#、9#两口水源井，PLC10控制10#补压井，PLC11~PLC18用于配水管网压力监测，位于中控室的OS1、OS2计算机PLC00~PLC02控制器只采用DH+网进行通讯；3#水源井~9#水源井距厂区较远，为了防止通讯电缆被意外切断影响水厂的运行，PLC03~08控制器采用互为热备的DH+网和无线通讯，通常性况下采用速度较高的DH+有线通讯，一旦DH+网通讯失败，系统将自动转换到DF1无线通讯；10#补压井和测压点距离厂区远，采用有线通讯方式代价太高，因此PLC10及PLC11~PLC18控制器只采用DF1无线通讯方式。

 在控制系统中，用于配水管网压力监测的PLC11~PLC18采用为经济的微型可编程控制器MicroLogix1000，其它控制器均选取用可编程控制器SLC5/04，用于1#、6#配水泵的变频器采用A-B公司1336Plus变频器，其它配水泵和水源井都采用A-B公司具有泵控功能的SMC Dialog plus智能马达控制器，HMI操作站选用研华586工控机，ADS服务器采用惠普HP E60服务器，工控机、服务器的DH+通讯接口卡采用A-B公司的1784-KTX，无线通讯电台采用深圳华夏盛公司数字电台2710。

 系统结构图

 3.2 控制系统监控组态软件

 水厂的人机监控系统由位于中控室的两套RSView32计算机操作站和位于综合楼的基于客户/服务器RSView32活动显示系统（ADS）组成。操作站安装bbbbbbs95操作系统作为RSView32运行平台，ADS服务器安装bbbbbbs NT Server运行平台，ADS客户端安装bbbbbbs98中文版操作系统作为RSView32 ADS Client运行平台。RSView32是罗克韦乐自动化软件公司采用开放技术，以MFC（微软基础级）、DCOM（分布元件对象）组件技术为基础的人机软件，是个在图形显示中利用ActiveX、VBA、OPC的MMI产品，提供了监视、控制及数据采集等全部功能，是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高的监控组态软件。RSView32 ADS将RSView32功赎罪MMI软件扩展为客户/服务器结构。ADS服务器不仅可在现场，而且可以通过互联网（Internet）在世界任何地方连接进入。客户端可以采用ADS软件或Internet Explorer作为软件平台。ADS多可以同时支持20个特许的客户连接。系统的策略利用bbbbbbs NT和RSView32提供的双重功能，bbbbbbs NT在企业网络系统层面负责管理操作人员或系统管理员和登录，而RSView32通过设置不同的级别在应用层面对用户的操作权限进行控制，从而保证系统和正常操作，防止越权操作。

 3.3 控制系统SA协议

 A-B公司的可编程控制器SLC5/04和MicroLogix1000具有内置的多功能的标准RS232接口通道0，通过该接口可以和编程器连接进行编程，也可以建立DH485网络，还可以实现SA系统功能。该RS232接口有两种工作方式，一种是系统方式，另一种是用户方式，系统方式支持DH485和DFI通讯协议，用户方式支持标准ASCII码方式，通讯速率从110bps到19.2bps可组态。DFI协议是A-B公司PLC系统广泛支持的通讯协议，包括各系列PLC及装有RS Linx通讯软件的计算机均支持DFI协议，通过该协议可以构成基于PLC的SA系统。DFI协议支持点对点全双工通讯模式以及点对多点半双工主从通讯模式，DFI主从通讯方式支持包括主站在内的多达255个站，站地址为0-255。SLC5/04通道0可组态选择DFI全双工，DFI半双工主或DFI半双工从，MicroLogix1000通道0可选择DFI全双工或DFI半双工从。杨庄水厂无线通讯SA系统采用点对多点半双工通讯模式，PLC1作为主站采用DFI半双工主通讯方式，其它PLC控制器作为从站采用DFI半双工从通讯方式，主站PLC采用对各从站轮询方式并通过信息（MSG）指令来实现数据交换的。DFI主从通讯方式不仅能实现主站与从站的通讯，而且能实现从站与从站的通讯。主站对从站的通讯可组态面基于信息的轮询方式或标准的轮询方式。

 4、 控制系统功能

 4.1 的控制策略

 互为备用。在控制系统的功能设计上，各配水泵、输水泵都具有立的控制功能互为备用，相互之间既可以在自动控制方式下实现任意组合联锁控制，也可以地手动控制方式下立控制。中控室的两台操作站具有同等的功能且互为热备，当一台出现故障时也不会影响水厂的操作。水源井PLC通讯采用了互为备用的DH+有线和DFI无线通讯。

 就地和远程控制方式。各配水泵、输水泵通过配水泵控制柜上的选择开关,可以选择就地控制方式和远程控制方式。远程控制是通过计算机操作站由PLC控制泵启停，就地控制是用控制柜或现场操作箱上的按钮控制泵的启停。当PLC处于编程状态或出现故障时可以采用就在控制方式。就地和远程控制方式相互切换不会影响泵的运行。

 4.2 配水泵的控制

 手动控制。各配水泵在远程控制方式下分手动控制和自动控制。手动控制是由操作员根据管网的压力情况对配水泵进行启动和停止操作。远程控制方式下配水泵与电动阀的联锁控制都由PLC自动完成。

 自动控制。PLC根据出水压力和变频器的输出频率，处于自动方式的配水泵进行循环启停控制，循环启停控制的规则是先开先停。

 4.3 水源井输水泵的控制

 手动控制。操作员根据清水池液位对输水泵进行启动和停止操作。

 自动控制。PLC根据清水池液位及各输水泵起动水位和停止水位，对处于自动方式的输水泵进行启动和停止操作。

 4.4 出水压力变参数PID调节

 出水压力的调节是通过变频器控制配水泵的转速来实现。在现场调试中，我们发现固定参数的PID调节不能解决供水高峰的出水压力控制动态响应和稳定性问题。我们通过采用变参数PID调节方法很好地解决了这一问题。变参数PID调节是根据出水流量的大小采用不同的PID参数进行出水压力调节。

 4.5 出水压力自动设定

 配水管网的压力损失大小随着供水量的变化而不同，供水量越大压力损失也越大。力了达到既满足用户对水压稳定的要求又能实现节能降耗的目标，我们根据出水量、出水压力及各测压点压力测量值，采用模糊控制的方法对出水压力进行自动设定。

 4.6 丰富的画面显示功能

 在计算机操作站显示的画面有工艺流程主画面、工艺流程分画面、高低压供电监控画面、设备操作画面、趋势图、调用菜单画面、报警画面、报表画面、防盗报警画面。操作人员通过调用这些画面可以地了解水厂的运行情况，并且很方便地对设备操作。

 4.7 故障诊断与报警处理功能

 在各设备的操作画面中都列出其起动条件状态，如：上电情况、通讯状态、故障状态、就地/远程状态、热继状态等。记录报警发生时的有关信息，如：故障标签名称、报警信息、故障报警时间、确认报警时间等，并对报警信息进行管理。

 4.8 多重主设备保护功能

 1336 Plus变频器和SMC Dialog Plus智能马达控制器提供了多重设备保护功能,如：过载、失速及堵转、欠载、欠压、过压、电压不平衡等保护。

 4.9 报表功能

 本系统输出的报表有以下五种，即输水工艺参数日报表、配水工艺参数日报表、输水工艺参数月报表、配水工艺参数月报表、水厂工艺参数年报表。

 4.10 远程监控功能

 采用基于客户/服务器HMI组态软件RSView32 ADS，实现了对水厂的远程监控。操作人员可在控制室对生产过程进行监控、公司经理、厂长、工程师坐在办公室甚至在家里也可以监控水厂的运行情况。

 5、 结束语

 本系统在该水厂已稳定运行三年多，运行结果表明罗克韦尔自动化的PLC基于SA系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用。