新疆某引水工程的控制系統(tǒng)設計
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3 控制程序與監(jiān)控畫面設計
3.1 控制流程圖
根據泵房的工作流程，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人員所熟知的LAD。PLC的CPU需要同時與觸摸屏和工控機通信，224XPCN型號的CPU恰好有2個485串口，Port1口與觸摸屏連接，Port0口采用Modbus的通信協(xié)議與工控機連接[4]。在工控機的人機界面中，沒有單獨的組態(tài)軟件對輸水的設備進行監(jiān)控，這些信息與泵房內的高低壓變電設備信息一起，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用于設置站地址的值；Baud用于設置通信的波特率，可以設定為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200共8個值，在此選擇9600；Parity用于設置校驗，使Modbus的從站與主站相匹配；Delay用于設置延遲參數，由于本系統(tǒng)為有線網絡，所以設置該參數為典型值0；MaxIQ用于指定主設備可以使用的I/O點數；MaxAI指定了主設備可以使用的模擬量輸入字的個數；MaxHold指定了主設備可以訪問的保持寄存器的最大個數；HoldSt～用于設置保持寄存器的起始地址[5]。當MBUS_SLAVE指令對Modbus請求作出應答時，“完成”輸出打開，如果沒有需要服務的請求時，“完成”輸出關閉。“錯誤”輸出包含執(zhí)行該指令的結果，該輸出只有在"完成"打開時才有效，如果"完成"關閉，錯誤參數不會改變[6]。
此外，由于泵房內的2條輸水線路工作順序相同，所以對其編寫了子程序，在主程序中分別調用，賦予不同的實參即可。這一優(yōu)點縮短了程序編寫的時間，同時增加了CPU的工作效率。
圖4Modbus初始化
圖5MT500HMI界面
HMI設備選擇的是威綸通科技有限公司生產的MT500觸摸屏，它具有很高的性價比，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#電機操作畫面、2#電機操作畫面、泄水閥的控制、報警畫面5個窗口[7]。圖5所示為1#電機操作畫面，有電機停止和啟動的手動按鈕，有電機的狀態(tài)指示，有管道工作壓力值，還有進水閥與出水閥的控制按鈕和狀態(tài)指示，畫面結構簡單，可以容易的被工作人員理解。
4 結語
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濟適用性兩個方面。自該引水工程竣工以來，運行結果證明，泵房的控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，開機與停機過程中沒有出現(xiàn)安全事故，節(jié)省了人力，降低了輸水成本，實現(xiàn)了泵房實時狀態(tài)監(jiān)控和數據管理等功能，對整個引水工程的自動化管理起到了至關重要的作用。
參考文獻：
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[3]吳志敏，陽勝峰.西門子PLC與變頻器、觸摸屏綜合應用教程[M].中國電力出版社，2009:1-8
[4]廖常初.S7-200PLC編程及應用[M].機械工業(yè)出版社，2007:88-89，149-156
[5]陳銘.基于MODBUS協(xié)議的設備和PLC實現(xiàn)通信的研究[J].湖南科技學院學報，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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