【文章內(nèi)容簡介】 動，當(dāng)水位高于BGB但不高于BGA時2泵也啟動，當(dāng)水位高于BGA但不高于BGH時3也啟動，當(dāng)水位高于BGH時系統(tǒng)報警同時4泵也啟動。 泵站工藝流程圖本系統(tǒng)對泵站控制的基本要求是： ，手動只在應(yīng)急或檢修時使用； ； ； ?？刂葡到y(tǒng)的輸入/輸出信號的名稱、代碼、及地址編號如下表所列。在水池的H、L、A、B、C五個位置裝上小型浮球開關(guān)，當(dāng)水位達(dá)到或超過這些位置時，對于的浮球開關(guān)處于閉合狀態(tài)。表1 輸入/輸出點(diǎn)代碼和地址編號名稱代碼地址編號輸入信號L水位信號（水位下限）BGLH水位信號（水位上限）BGHA水位信號BGAB水位信號BGBC水位信號BGC變頻器報警信號KFU消鈴按鈕SF9試燈按鈕SF10壓力傳感器的電壓值UPAIW0流量傳感器的電壓值ULAIW2輸出信號1號泵工頻工作時接觸器和指示燈QA1，PG11號泵變頻工作時接觸器和指示燈QA2，PG22號泵工頻工作時接觸器和指示燈QA3，PG32號泵變頻工作時接觸器和指示燈QA4，PG43號泵工頻工作時接觸器和指示燈QA5，PG53號泵變頻工作時接觸器和指示燈QA6，PG64號泵工頻工作時接觸器和指示燈QA7，PG74號泵變頻工作時接觸器和指示燈QA8，PG8L水位(水池下限)報警燈PG9H水位(水池上限)報警燈PG10變頻器故障報警燈PG11報警電鈴PB變頻器頻率復(fù)位控制KF(EMG)控制變頻器頻率電壓信號VfAQW0根據(jù)上面表格的分析可以知道：系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)8個，開關(guān)量輸出點(diǎn)13個；模擬量輸入點(diǎn)2個，模擬量輸出點(diǎn)1個。參照西門子S7200系列PLC產(chǎn)品說明書發(fā)現(xiàn)采用CPU 222的PLC最多只能擴(kuò)展兩個模塊，無法滿足后續(xù)擴(kuò)展要求，選用CPU226的PLC可以滿足控制要求，但是花銷很大,浪費(fèi)較大，故選用主機(jī)為CPU224（14入/10出）一臺，加上一臺擴(kuò)展模塊EM222,再擴(kuò)展一個模擬量模塊EM235(4AI/1AO) ,這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)的。 PLC系統(tǒng)組成 本監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)水泵的軟啟動功能，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，選擇變頻器來實(shí)現(xiàn)此功能。變頻器選擇西門子MM440變頻器，這種變頻器集多種功能于一體，并提供多個型號供用戶選擇，其恒定轉(zhuǎn)矩控制方式的額定功率范圍為120W200kW,可變轉(zhuǎn)矩控制方式的額定功率可達(dá)250kW,完全能夠滿足本監(jiān)控系統(tǒng)的需求。本文中MM440與S7200PLC配合使用，實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)在軟啟動過程中的變頻控制。PLC與變頻器連接時，把EM235的模擬量輸出通道連接到MM440頻率輸入端即可。本文中水泵電機(jī)型號選擇JW7114，變頻器在連接電機(jī)時雙方都得設(shè)置參數(shù)，以使電動機(jī)與變頻器相配。電動機(jī)參數(shù)如表2所示。電動機(jī)參數(shù)設(shè)置完成后，設(shè)置P0010為0，使變頻器處于準(zhǔn)備狀態(tài)。然后設(shè)置變頻器控制端口開關(guān)操作操作控制參數(shù)，如表3所示。表2 設(shè)置電動機(jī)參數(shù)表參數(shù)表出廠值設(shè)置值說明P000311用戶訪問級為標(biāo)準(zhǔn)級P001001快速調(diào)試P010000功率單位為kW，頻率為50HzP0304230380電動機(jī)額定電壓（V）P0305電動機(jī)額定電流（A）P0307電動機(jī)額定功率（kW）P03105050電動機(jī)額定頻率（Hz）P031101400電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）表3 控制端口開關(guān)操作控制參數(shù)參數(shù)號出廠值設(shè)置值說明P000311用戶訪問等級為標(biāo)準(zhǔn)級P000407命令和數(shù)字I/OP070022命令源選擇“由端子排輸入”P000312用戶訪問等級為擴(kuò)展級P000407命令和數(shù)字I/O*P070111數(shù)字輸入端1接通正轉(zhuǎn)，斷開停止*P070212數(shù)字輸入端2接通反轉(zhuǎn)，斷開停止P000311用戶訪問等級為標(biāo)準(zhǔn)級P0004010設(shè)置值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100022頻率設(shè)定值選擇為“模擬輸入”P108000電動機(jī)運(yùn)行最低頻率（Hz）P10825050電動機(jī)運(yùn)行最高頻率（Hz）*P1120105斜坡上升時間（s）*P1121105斜坡下降時間（s）控制系統(tǒng)的電氣原理圖包括主電路圖，控制電路圖和PLC的外部接線電路圖。1. 主電路圖。四臺水泵電動機(jī)分別為MA1，MA2，MA3和MA4。QA1，QA3，QA5和QA7為接觸器，分別用來實(shí)現(xiàn)對MA1，MA2，MA3和MA4的工頻工作控制，QA2，QA4，QA6，QA8為接觸器,分別用來實(shí)現(xiàn)對MA1，MA2，MA3，MA4的變頻工作控制，BB1,BB2,BB3,BB4分別為安裝在四臺水泵電動機(jī)上的熱繼電器；QA10，QA20，QA30，QA40，QA50為隔離開關(guān)，分別安裝在相應(yīng)的變頻器及電機(jī)上；QA0實(shí)現(xiàn)對總電源的開閉，VVVF為變頻器。 。SF為手動運(yùn)行和自動運(yùn)行兩種運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換開關(guān)，SF撥到1時，系統(tǒng)處于手動控制狀態(tài)；當(dāng)撥到2時，系統(tǒng)處于PLC控制的狀態(tài)下。手動控制時可以用按鈕SF1到SF8控制4臺水泵的啟停。PG12的作用是當(dāng)系統(tǒng)處于PLC控制運(yùn)行時做出指示。KF是一個中間繼電器，用來實(shí)現(xiàn)對變頻器的復(fù)位操作。 。 PLC及擴(kuò)展模塊外圍接線圖 根據(jù)上述的控制要求，PLC程序設(shè)計如下：Network 1LD = Network 2 // 復(fù)位變頻器頻率，為軟啟動做準(zhǔn)備LD TON T33, 1EU= Network 3 // 產(chǎn)生1泵工頻啟動脈沖信號LD T33EU= Network 4 LD = Network 5 LD TON T34, 1Network 6 // 產(chǎn)生2泵工頻啟動脈沖信號LD T34EU= Network 7 LD = Network 8 LD TON T35, 1Network 9 // 產(chǎn)生3泵工頻啟動脈沖信號LD T35EU= Network 10 LD = Network 11 LD TON T36, 1Network 12 // 產(chǎn)生4泵工頻啟動脈沖信號LD T36EU= Network 13 // 1泵變頻運(yùn)行控制邏輯LD ON AN AN = Network 14 // 2泵變頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN AN = Network 15 // 3泵變頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN AN = Network 16 // 4泵變頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN AN = Network 17 // 1泵工頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN = Network 18 // 2泵工頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN = Network 19 // 3泵工頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN = Network 20 // 4泵工頻運(yùn)行控制邏輯LD O AN = Network 21 // 水池水位下限信號處理LDN O = Network 22 // 水池水位下限信號燈LD A O = Network 23 // 水池水位上限信號處理LD O = Network 24 // 水池水位上限信號燈LD A O = Network 25 // 變頻器故障信號燈LD A O = Network 26 // 水池水位下限故障消鈴邏輯LD O A = Network 27 // 水池水位上限故障消鈴邏輯LD O A = Network 28 // 變頻器故障消鈴邏輯LD O A = Network 29 // 報警電鈴LD AN LD AN OLDLD AN OLD= Network 30 // 故障信號LD O = 4 監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計 對于一個具有實(shí)際運(yùn)用意義的基于PLC的控制系統(tǒng)來講，除了硬件設(shè)計部分之外，還需要有易于用戶操作的UI,即人機(jī)界面。用戶可以方便的通過人機(jī)界面觀察、了解并掌握整個控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 上位機(jī)人機(jī)界面是介于用戶和硬件控制系統(tǒng)之間的一個顯示界面，用戶可以通過人機(jī)界面與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息的交流和處理。故上位機(jī)監(jiān)控軟件在整個系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中是不可或缺的一部分。 目前的上位機(jī)監(jiān)控軟件中，用于制作監(jiān)控人機(jī)界面的方法有多種，比如利用VB、VC等可視化的編程工具制作出的控制界面，調(diào)用MSCOMM控件或利用Windows API函數(shù)進(jìn)行上下位機(jī)串行口通訊；或者直接利用工業(yè)組態(tài)軟件（MCGS）來制作上位機(jī)程序。本文選用后者，即選用MCGS(工業(yè)組態(tài)軟件)來開發(fā)用戶界面，并選用北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司所開發(fā)的MCGS組態(tài)軟件。 MCGS是基于Windows平臺的軟件系統(tǒng)，用于快速構(gòu)建和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它可以運(yùn)行在微軟Windows95/98/ME/NT/2000操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的計算機(jī)上。 MCGS提供了一個完整的計劃和開發(fā)平臺，用以解決工程實(shí)際問題，可以完成數(shù)據(jù)采集，實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)處理，報警和安全機(jī)制，流程控制，動畫顯示，趨勢曲線和報表輸出和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測等功能。 MCGS組態(tài)軟件在使用時，用戶不需要有計算機(jī)編程知識，可以在短時間內(nèi)完成一個很復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計，而且具有系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 MCGS具有操作簡單，可維護(hù)性好，可視性好，高性能，高可靠性的特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石化，機(jī)械制造，交通運(yùn)輸，能源，原材料，鋼鐵工業(yè)，電力系統(tǒng)，航空航天等領(lǐng)域，通過各種各樣現(xiàn)場的長期運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 。MCGS的整體結(jié)構(gòu)：MCGS組態(tài)軟件系統(tǒng)包括兩部分：組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具來幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用程序。運(yùn)行環(huán)境的建構(gòu)與配置符合工程的要求，讓系統(tǒng)運(yùn)行在用戶指定的方式，并進(jìn)行各種處理，完成用戶配置的設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計功能。 MCGS組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境之間互相獨(dú)立卻又聯(lián)系緊密 MCGS系統(tǒng)組成 MCGS組態(tài)環(huán)境是一個能夠?yàn)橛脩籼峁└鞣N工作服務(wù)的專業(yè)平臺，它由一個可執(zhí)行文件支持。用戶在組態(tài)環(huán)境下完成的動畫設(shè)計、設(shè)備連接、編寫的控制流程、項(xiàng)目報告等其他的配置工作之后，即MCGS的項(xiàng)目文件,其與MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對工程的控制工作。 MCGS工程五大部分：MCGS組態(tài)軟件建立的工程項(xiàng)目由主控窗口，設(shè)備窗口，用戶窗口，實(shí)時數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五部分組成，每個部分分別配置操作，完成不同的工作，具有不同的特性。：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。:是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。:本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。：是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫控制程序（if…then腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等。 MCGS工程五大部分 綜上，一個工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五部分組成。組態(tài)配