西门子6ES7221-1BH22-0XA8原装库存
PLC程序好的评价标准是实践。看程序能否达到预期的目的。但这还不够。因为能达到目的的程序还有好与不好之分。到底什么样的程序才算好的程序呢?大体有如下几个方面:
1、正确性
PLC的程序一定要正确,并要经过实际工作验证,证明其能够正确工作。这是对PLC程序的根本的要求,若这一点做不到,其它的再好也没有用。
要使程序正确,一定要准确的使用指令,正确的使用内部器件。准确的使用指令与准确理解指令相联系,为此对指令含义和使用条件一定要弄清楚。必要时,可编些小程序对一些不清楚的指令作些测试。
同一指令,由于PLC的出厂批次不同或是PLC的系列型号的不同,一些指令细节有可能不一样,应仔细查阅编程手册。
内部器件正确使用也是重要的。如有的PLC有掉电保护,有的PLC没有。一定要做到该掉电保护的一定要用掉电保护的器件,则不能用。
要准确的使用指令,正确使用内部器件,使所编的程序能正确要作,这是对PLC程序根本的要求。
2、可靠性
程序不仅要正确,还要可靠。可靠反映着PLC程序的稳定性,这也是对PLC程序的基本要求。
有的PLC程序,在正常的工作条件下或合法操作时能正确工作,而出现非正常工作条件(如临时停电,又很快再通电)或进行非法操作(如一些按钮不按顺序按,或按若干按钮)后,程序就不能正常工作了。这种程序,就不大可靠,或说不稳定,就是不好的程序。
好的PLC程序对非正常工作条件出现,能予以识别,并能使其与正常条件衔接,可使程序适应于多种情况。好的PLC程序对非法操作能予以拒绝,且不留下“痕迹”。只接受合法操作。
联锁是拒绝非法操作常用的手段,继电电路常用这个方法,PLC也可继承这个方法。
3、简短性
使PLC程序尽可能简短,也是应追求的目标。
简短的程序可以节省用户存储区;多数情况下也可节省执行时间,tigao对输入的响应速度,还可tigao程序的可读性。
程序是否简短,一般可用程序所用的指令条数衡量,用的条数少,程序自然就简短。
要想程序简短,从大的方面讲,要优化程序结构,用流程控制指令简化程序,从小的方面讲还要用功能强的指令取代功能单一的指令,以及注意指令的安排顺序等。
4、省时性
程序简短可以节省程序运行时间,但简短与省时并不完全是一回事。因为运行程序时间虽与程序所拥有指令条数有关,还与所使用的是什么指令有关。PLC指令不同,执行的时间也不同。有的指令,在逻辑条件ON时执行与在OFF时执行其时间也不同。由于使用了流程控制指令,在程序中,不是所有指令都要执行等。运行程序的时间计算是较复杂的。但要求其平均时间少,大时间也不太长是必要的。这样可tigaoPLC的响应速度。
省时的关键是用好流程控制指令。按情况确定一些必须执行的指令,作必备部分,其余的可依程序进行,有选择地执行,或作些分时工作的设计,避免大时间太长等。
5、可读性
要求所设计的程序可读性要好。这不仅便于程序设计者加深对程序的理解,便地调试,还要便于别人读懂你的程序,便于使用者维护。必要时,也可使程序推广。
要使程序可读性好,所设计的程序就要尽可能清晰。要注意层次,实现模块化,以至于用面向对象的方法进行设计。要多用一些标准的设计。
再就是I/O分配要有规律性,便于记忆与理解。必要时,还要做一些注释工作。内部器件的使用也要讲规律性,不要随便地拿来就用。
可读性在程序设计开始时就要注意。这不易完全做到。因为在程序调试的过程中,指令的增减,内部器件的使用变化,可能使原较清晰的程序,变的有些乱。在设计时就对调试增减留有一定的余地,调试完毕后再做一下整理,这样所设计的程序具有更高的质量。
6、易改性
要使程序易改,也就是要便于修改。
PLC的特点之一就是方便,可灵活地适用于各种情况。其办法就是靠修改或重新设计程序。
重新设计程序用于改变PLC工艺的用途要求的情况,不仅程序重编,I/O也要重新分配。多数情况下不需要重编程序,作一些修改就可以了。这就要求程序具有易性,便于修改。
易改也就是弹性,要求只要作很少的改动,即可达到改变参数或理改动作的目的。
在设计PLC程序的过程中,能够满足以上6方面的要求的就能称的上是一个好程序了
1.并行通信与串行通信
数据通信主要有并行通信和串行通信两种方式。
并行通信是以字节或字为单位的数据传输方式,除了8根或16根数据线、一根公共线外,还需要数据通信联络用的控制线。并行通信的传送速度快,传输线的根数多,成本高,一般用于近距离的数据传送。并行通信一般用于PLC的内部,如PLC内部元件之间、PLC主机与扩展模块之间或近距离智能模块之间的数据通信。
串行通信是以二进制的位(bit)为单位的数据传输方式,每次只传送一位,除了地线外,在一个数据传输方向上只需要一根数据线,这根线既作为数据线又作为通信联络控制线,数据和联络信号在这根线上按位进行传送。串行通信需要的信号线少,少的只需要两三根线,适用于距离较远的场合。计算机和PLC都备有通用的串行通信接口,工业控制中一般使用串行通信。串行通信多用于PLC与计算机之间、多台PLC之间的数据通信。
在串行通信中,传输速率常用比特率(每秒传送的二进制位数)来表示,其单位是比特/秒(bit/s)或bps。传输速率是评价通信速度的重要指标。常用的标准传输速率有300、600、1200、2400、4800、9600和19200bps等。不同的串行通信的传输速率差别极大,有的只有数百bps,有的可达100Mbps。
2.单工通信与双工通信
串行通信按信息在设备间的传送方向又分为单工、双工两种方式。
单工通信方式只能沿单一方向发送或接收数据。双工通信方式的信息可沿两个方向传送,每一个站既可以发送数据,也可以接收数据。
双工方式又分为全双工和半双工两种方式。数据的发送和接收分别由两根或两组不同的数据线传送,通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息,这种传送方式称为全双工方式;用同一根线或同一组线接收和发送数据,通信的双方在同一时刻只能发送数据或接收数据,这种传送方式称为半双工方式。在PLC通信中常采用半双工和全双工通信。
3.异步通信与同步通信
在串行通信中,通信的速率与时钟脉冲有关,接收方和发送方的传送速率应相同,实际的发送速率与接收速率之间总是有一些微小的差别,如果不采取一定的措施,在连续传送大量的信息时,将会因积累误差造成错位,使接收方收到错误的信息。为了解决这一问题,需要使发送和接收同步。按同步方式的不同,可将串行通信分为异步通信和同步通信。
异步通信的信息格式如图7-1所示,发送的数据字符由一个起始位、7~8个数据位、l个奇偶校验位(可以没有)和停止位(1位、1.5或2位)组成。通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。接收方检测到停止位和起始位之间的下降沿后,将它作为接收的起始点,在每一位的中点接收信息。由于一个字符中包含的位数不多,发送方和接收方的收发频率略有不同,也不会因两台机器之间的时钟周期的误差积累而导致错位。异步通信传送附加的非有效信息较多,它的传输效率较低,一般用于低速通信,PLC一般使用异步通信。
图7-1 异步通信的信息格式
同步通信以字节为单位(一个字节由8位二进制数组成),每次传送l~2个同步字符、若干个数据字节和校验字符。同步字符起联络作用,用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中,发送方和接收方要保持完全的同步,这意味着发送方和接收方应使用同一时钟脉冲。在近距离通信时,可以在传输线中设置一根时钟信号线。在远距离通信时,可以在数据流中提取出同步信号,使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。由于同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、停止位和奇偶校验位,只需要在数据块(往往很长)之前加一两个同步字符,传输效率高,对硬件的要求较高,一般用于高速通信。
4. 基带传输与频带传输
基带传输是按照数字信号原有的波形(以脉冲形式)在信道上直接传输,它要求信道具有较宽的通频带。基带传输不需要调制解调,设备花费少,适用于较小范围的数据传输。基带传输时,通常对数字信号进行一定的编码,常用数据编码方法有非归零码NRZ、曼彻斯特编码和差动曼彻斯特编码等。后两种编码不含直流分量、包含时钟脉冲、便于双方自同步,应用广泛。
频带传输是一种采用调制解调技术的传输形式。发送端采用调制手段,对数字信号进行某种变换,将代表数据的二进制“1”和“0”,变换成具有一定频带范围的模拟信号,以适应在模拟信道上传输;接收端通过解调手段进行变换,把模拟的调制信号复原为“1”或“0”。常用的调制方法有频率调制、振幅调制和相位调制。具有调制、解调功能的装置称为调制解调器,即Modem。频带传输较复杂,传送距离较远,若通过市话系统配备Modem,则传送距离可不受限制。
PLC通信中,基带传输和频带传输两种传输形式都有采用,但多采用基带传输。
1引言
本工程是为某市供水系统设计的自动化控制系统,目标是以水厂蓄水池水位及供水的出水口压力为终控制对象实现优化调水。该城市供水调度系统主要包括两大部分:水源地引水采集系统及水厂恒压输水系统。水源地引水采集系统主要由现地供水井群组成。每组供水井群设一个现地井群集中控制室,每眼水井设一现地控制井房。现地井群集中控制室设有本组水泵启停集中控制系统,对水源地各水井泵的引水及变频泵的对外供水进行统一协调控制。水厂恒压输水系统主要由总控室中心控制系统、高低压配电系统、蓄水池、二泵房等组成,二泵房负责直接向城市供水,总控室中心控制系统作为远程监控站点,实现井群的远程集中管理和协调,保证优蓄水池水位和优出水口压力。总控室中心控制系统是整个调度系统的核心。
本项目采用Siemens S7200和S7 300 PLC设计监控系统,采用SimaticWinCC作为上位机监控系统软件,系统集网络通信、现场总线、PLC控制器、工控机、微波通讯等先进设备和自动控制,远程监控等诸多先进技术于一体,充分体现了现代信息技术和自动化技术在城市供水系统中的应用。
2控制系统构成
供水系统总体按现地站单井单元,现地站井群系统,上为中心控制站,中心总控系统四部分来设计,系统总体框图如图1所示。
2.1现地站单井控制系统
现地站单井控制系统PLC使用S7-222,现地站井qunkong制系统PLC使用S7-314。两者以Profibus现场总线相连,在预定的信息周期内交换信息。现地站单井控制系统接收井群现地集中站S7-314的控制信号,完成整个单井系统的数据采集,实现对电机的手动、本地集中及远程控制,通过CP340通讯处理器和无线数传电台FC-201与上位中心控制系统相连,完成整个井群现地集站的数据采集和传送。井群画面如图2所示。
现地站井群PLC软件程序主要是与下位(各个单井)的通讯处理程序、与上位的通讯处理程序、井群泵启停本地集中控制程序、井群泵启停本地远程控制程序。
2.2二泵房控制系统
二泵房系统负责直接向城市供水,二泵房内PLC采用西门子S7-314可编程控制器,通过Profibus现场总线与上位机相连,它是泵房内控制柜的核心,接收上位机的控制信号控制变频调速,实现对电机启动、停止、复位等信号的逻辑控制;对压力、liuliang、水位、电流、转速等信号的采集和数值转换并回传到上位机,接收上位机的阀门开度控制信号实现供水优化;对电机等设备的过流、过压保护等等。
2.3上位中心控制站
作为现场所有单井的集中控制中心,担负着现场所有单井液位、压力、电压、电流及各井泵运行状态等信息的集中存储、管理,作为集中控制中心,担负着现场所有单井泵的远程启停集中控制。上位中心控制站PLC还担负着与总控室监控中心的实时数据交换。上位中心控制站PLC一方面根据水厂蓄水池液位进行远程自动启停井泵,根据总控室监控中心控制命令进行现场泵的启停。另一方面采用循环轮巡的方式,实时采集单井各现场数据。中心控制站PLC与下位井群PLC通过无线数传电台方式进行通讯。程序主要完成压力检测,供水泵的软启停及频率检测控制等功能。
2.4总控室中心总控系统
所有水源地单井泵的启停供水以及水厂输水泵的变频恒压输水均由总控室中心控制系统来控制,实现整个系统的合理调度、管理及监控。总控室中心控制单元选用带PROFIBUS-DP网卡(CP5611)接口的工控机WINCC为总主站,通过Profibus现场总线与二泵房的S7-314和井群中心的S7-314相连,通过二泵房的S7-314在每一个信息周期内收集变频器状态、阀门状态、压力、liuliang、水位等信息并且控制阀门,以配合控制各水泵的启停及转速,达到优化的目的。形成多级远程分布式控制系统。总控室中心控制系统主要实现功能为:实时数据采集、数据分析及处理、控制调节功能、画面显示、远程通信、人机对话、安全验证。监视画面包含有水源地所有泵站的运行情况、供水流程等,一屏显示一个画面,系统采集的各数据信息能在相应的动态画面上实时显示。每个画面都有画面切换控制按钮,可以方便的实现画面切换和各种操作。
整个系统对于各个控制系统单元的水压力、阀门开度、泵频率等多个基本控制回路采用PID控制,并在上位机使用模糊控制等智能调度算法,保证城市供水的稳定和高效。各主从站之间均通过标准的PROFIBUS-DP总线进行通讯,形成了多级远程分布式控制系统,保证了通讯的质量。
3 结束语
本文综合智能控制、计算机、网络信息和现场总线技术,根据供水网络的现状,通过对控制策略和现场总线技术的详细分析,设计并建立了远程区域网络智能监控调度系统。
本系统于2004年7月投入运行,目前,系统运行稳定可靠,稳定了水压,减少了供水管网的维修次数。长时间使用后,据反馈自动调节的效果与一个有经验的工程技术人员调节尺度基本相符,结合操作人员的实际经验,自动控制取得了显著成效。