西门子6ES7214-2BD23-0XB8一级代理
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、流量、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、流量、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。
对象：
①FX2N PLC + FX2N-232-BD
②FX2N PLC + FX2N-232-IF
③条形码阅读器: Metrologic IS4120
1. 当通过FX2N-232-BD与条形码阅读器进行通讯时，在D8120中对通讯格式进行设定，利用RS（FNC.80）指令编程与条形码阅读器进行无协议通讯（仅接收）即可。
此次实验中，条形码侧的通讯格式设置是利用特殊的条形码进行的。
具体程序如下：
2. 当通过FX2N-232IF与条形码阅读器进行通讯时的具体程序如下：
本章对PLC内的高速计数做一个简单的介绍，力求使初学者看之则懂。非人士,叙述的语言也非用语,请勿引用，只是一个家常话的述说。
PLC为什么要设有高速计数器功能呢?这要从PLC的扫描周期来理解。PLC内部的普通计数器的计数方式是PLC在进行输入扫描而得到的信号变化时计一次数。PLC在程序执行过程中，是不进行输入扫描的。也就是说，PLC扫描一次输入信号的状态后（语言应该是：输入刷新）进入程序执行过程，程序执行过程中输入再有变化，PLC就不会知道了，程序也不会做出影响。这种状态，我们用普通计数器对高速输入脉冲就无能为力了。
如你回家后关上门对家人讲，你在外面看到有一个人醉汉倒在大街上（关门前看到的就是输入扫描）。你想打电话告诉医院来救他（由于有醉汉在的条件，让你有一个打电话的输出动作），而家人说，你还是再看看醉汉现在的状态吧。于是你放下电话（没有输出）开门出去再看一次（由于家人这个中间继电器的参预，你把程序直接跳转到结束，再一次输入扫描），回到家后又关门告诉家人醉汉现在的状况。家人还要坚持让你再出门看一次，你不耐烦了，说“我现在就认为他还躺在那，等我打完电话再出去看吧”（屏蔽中间继电器的参预，继续执行程序），电话打完了（程序执行结束），你又一次打开门出去看，醉汉已经走了。没办法，你还得回来打电话告诉医院不用来了（又一次程序执行结束）。你又出门了，看到醉汉又躺在了老地方，气死你了。于是你就想在门外安装一个视频头接到层里的一个显示器上随时观察醉汉的状态。来控制你是否打电话。（我说话罗嗦吧，谁让我先声明是家常聊天方式呢。）
高速计数器属于硬件计数器,其计数方式与程序的扫描是没有关系的.实时接受外部脉冲信号的变化而计数(当然它的响应也是有一定限制,FX的是50kHZ).FX系列PLC内置高速计数器按其编号分别分配给X0---X7,X0---X7不可重复使用.下面以分配给输入X0的高速计数器为例写一个简单的程序.
分配给X0的高速计数器有:C235,C241,C244,C246,C247,C249,C251,C252,C254(每个高速计数器计数方式各不相同,这里暂不叙述.看附表自己理解.)如果我们使用C235计数器,其他的计数器就不可以再使用了.
LDM0
OUT C235 K10000
LDC235
OUT Y0
LDM1
RST C235
END
当M0处于断开状态时,C235不得电不能开始计数,当M0闭合时高速C235计数器一直是处于得电等待计数状态.前面说了,C235是分配给X0的高速计数器.那么它就是接收X0的输入脉冲信号,每当X0有一个上升沿到来时,C235就计数一次.当计数到10000时,C235的常开触点闭合使Y0得电.当M1闭合时C235复位,其常开触点断开.
要注意的是：1、只有C235的当前值由9999变化到10000计数器输出点才动作。人为改变C235的值等于10000，其触点是不动作的。2、高速计数器计数不受扫描周期的影响，但他的触点的闭合状态还得程序扫描到LDC235时Y0才动作。如果想让高速计数器到达计数值立即进行输出处理，得用HSCS指令。
对象：
① 两台实达灵犀外置式MODEM
② FX2N PLC + FX2N-232-BD
③ 个人电脑
④ 电话线（公司内线）
系统示意图如下：
通过编程软件进行拨号连接，当线路连通以后就可以使用程序读写和监控等功能进行PLC的远程维护。
当使用FX-PCS/WIN-C软件（GPWIN Version 3.0）时：
1． 选择“遥控”/“环境”/“调制解调器”。
2．在出现的“调制解调器”对话框中点击“输入新文件”，在随后出现的“调制解调器设置”对话框中设置好“名字”，“初始化设置字符串”及“线型”并确认。
3． 选择“遥控”/“连接”/“至PLC”。
4． 在出现的“行连接”对话框中点击“输入新文件”，在随后出现的“编辑连接数据”对话框中设置好“名字”和“电话”并确认。
5． 此时会出现“远程站点拨号”对话框。点击“是”将会与远程站点进行连接。
6． 当建立起连接以后会在标题栏中显示当前已连接的时间。
7．选择“PLC”/“程序读入...”，在设置好PLC类型并确认以后会从PLC中读入程序。
8．如果想断开连接，选择“遥控”/“断开”。
9．此时将会出现“将调制解调器挂起”对话框。点击“是”将会断开连接。
控制Modem的所有指令都以AT开始，后以回车来执行它们，称其为AT指令。
AT指令前缀的两个字符都应以大写或小写（AT或at）输入，Modem无法辨认At或aT。
以上连接中所使用到的AT指令的含义：
E0：命令字符串不回送。
Q0：返回命令执行结果。Q1：不返回命令执行结果。
V1：以字符形式返回命令执行结果。
&C1：数据载波侦听（DCD）信号将随着远程调制解调器送来的数据载波变化而变化。
&D0：DTR永远保持在ON，调制解调器忽略DTR信号。
&K0：禁止数据流量控制。
&W0：将目前所作的参数存入调制解调器的第0组参数表。
\N2：选择MNP可靠模式的数据链路。
S0=2：调制解调器接收到2次振铃信号后自动接听。
&V：显示当前的调制解调器参数。
&F：恢复到出厂设置。
当使用GX Developer软件（Version 7.08J）时：
1． 选择“工具”/“电话功能设定/经调制解调器的连接”/“线路连接…”。
2． 在出现的“选择PLC系列”对话框中设定PLC的类型并确认。
3． 在出现的“电路连接”对话框中指定“电路类型”，“端口”，“电话号码”和“AT指令”。
注：以上对话框中的“调制解调器初始化”按钮的作用相当于AT&F，会将MODEM恢复到出厂设置。在“AT指令指定”文本框中所键入的AT指令将会在按下“连接”后发送至MODEM，会根据“电话号码”文本框中所键入的号码进行拨号连接。
4．点击“连接”将会与远程站点连接，当建立起连接后会出现以下对话框。
5．点击“确定”后会出现“通信目标指定”对话框。设定好以后点击“确认”。
6．此时会出现“从PLC读出”对话框。在需要读出的项目前打勾，点击“执行”后将从 PLC中读出对应的内容。
7．如果想断开连接，选择“工具”/“电话功能设定/经调制解调器的连接”/“线路切断”。
8．此时会出现以下对话框。
点击“是”将断开连接。
附注：
1．FX2N-232-BD与MODEM之间以及电脑与MODEM之间都是用MODEM本身自带的线（直通线）进行连接。
2．在实际应用中，有些MODEM只能在GX Developer软件中实现上述远程维护功能。比如TP-bbbb的TM-EC5658V。
3．FX-PCS/WIN软件当运行在bbbbbbs NT4.0、bbbbbbs2000或者bbbbbbs XP环境中时不能使用以上的远程维护功能。