【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MB+)網(wǎng)，速率達(dá) 1M以上，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)在之間的通訊。 所選 SHENIDER 公司 QUANTUM PLC 支持 MODOBUS， MODOBUS PLUS (MB+)、以太網(wǎng)三種協(xié)議。由于 MODOBUS 是基于串行通信 232 的一個(gè)協(xié)議，滿(mǎn)足不了現(xiàn)場(chǎng)快速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，所以考慮后二種的通信方式。在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換的快速性、準(zhǔn)確性上 后 兩 種 性能差不多。如果現(xiàn)場(chǎng)涉及的范圍很廣，也就是所需網(wǎng)線較長(zhǎng)，且上位機(jī)數(shù)量多 適合 用以太網(wǎng) 。 若網(wǎng)線較短，且 PLC 主機(jī)多，選用 MB+網(wǎng)。 本系統(tǒng)選擇后一種。 MODOBUS PLUS (MB+)是一種高速局域網(wǎng)絡(luò) ， 具有高速 、 對(duì)等等通信特點(diǎn) ,它允許多臺(tái)計(jì)算機(jī) 、 可編程控制器和其他數(shù)據(jù)源以對(duì)等方式通過(guò)低成本的雙絞線進(jìn)行通信 MB+網(wǎng)可以由一個(gè)或多個(gè)通信鏈路構(gòu)成 ， 標(biāo)準(zhǔn)的 MODOBUS PLUS 網(wǎng)絡(luò)能夠支持距離為 375m 的 32 個(gè)節(jié)點(diǎn) 若需要更遠(yuǎn)距離的通信 ,則可以使用MODOBUS PLUS 中繼器將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展為 64 個(gè)節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)距離中繼器最多可使 3 個(gè) ，為保證本系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定 、 可靠地工作 。 方案特點(diǎn) 可靠性高 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 (1)系統(tǒng)的控制功能采用以 PLC為核心的基本控制單元實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)場(chǎng)主要運(yùn)行設(shè)備如泵，都配有 備 用泵 ，一旦在運(yùn)行中泵出現(xiàn)故障， PLC通過(guò)程序控制將備用泵投入運(yùn)行，并切斷故障泵，不但方便了檢修還不影響整體系統(tǒng)的運(yùn)行情況提高 了系統(tǒng)的可靠性。 (2)對(duì)系統(tǒng)中影響全局的關(guān)鍵設(shè)備，如數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，上位機(jī)接口和電源等，采用雙重化冗余技術(shù)。 (3)控制單元就地安裝并進(jìn)行控制，只把必要的信息通過(guò)通信系統(tǒng)提供給系統(tǒng)共享，使電纜大大地減少，從而減少了傳輸線路引入的干擾信號(hào)。 (4)采用固化在 ROM中的標(biāo)準(zhǔn)化控制模塊，避免了因軟件設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成編制程序和調(diào)試失誤引起的降低系統(tǒng)可靠性的問(wèn)題，提高了軟件的可靠性 。 (5)系統(tǒng)具有較完善的自診斷功能，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)通過(guò)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 控制功能完善 本設(shè)計(jì)通過(guò) PID控制器 可以執(zhí)行 PID控 制運(yùn)算，可以進(jìn)行連續(xù)的反饋控制，邏輯控制等適應(yīng)能力強(qiáng)。此外，還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、顯示、打印、報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等日常全部操作要求。 上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面豐富，功能齊全 。 人 機(jī)聯(lián)系功能強(qiáng) 通過(guò)上位機(jī) 可以監(jiān)視 系統(tǒng) 生產(chǎn)裝置甚至整個(gè)泵站群的運(yùn)行情況，按預(yù)定的控制 運(yùn)行 ， 一旦發(fā)生故障界面會(huì)以特定顯示出來(lái)，從而告知監(jiān)控人員去做相應(yīng)的處理。 通訊 簡(jiǎn)單 上位機(jī)與下位機(jī)通訊 采用智能模塊的方式 ， 通訊 簡(jiǎn)單，只需對(duì) 設(shè)備 如莫迪康ModPlus做相應(yīng)的設(shè)置即可 。 避免了復(fù)雜繁瑣的 通訊程序設(shè)計(jì) ，減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，并且 還 提高了運(yùn)行的可靠性。 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，容易擴(kuò)展 整個(gè)系統(tǒng)的硬件采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊結(jié)構(gòu)，用戶(hù)根據(jù)需要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)的規(guī)?；蚋淖兿到y(tǒng)的級(jí)別。很容易對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行修改，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)允許一定的接口把其它的儀表接入自己的系統(tǒng)，形成完全開(kāi)放的工業(yè)系統(tǒng)。 安裝調(diào)試簡(jiǎn)單 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的各單元都安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框內(nèi)，模件之間采用多芯電纜、標(biāo) 準(zhǔn)化接插件相連，與過(guò)程連接時(shí)采用規(guī)格化端子板，到中控室操作站只需敷設(shè)同 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，所以布線量大大減少，安裝工作量?jī)H為常規(guī)儀表的 1/2到 1/3。系統(tǒng)采用專(zhuān)用軟件調(diào)試，調(diào)試時(shí)間僅為常規(guī)儀表的一半。 性能價(jià)格比高 在性能上計(jì)算機(jī)和 PLC相結(jié)合的控制 系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，可靠性高 。適用于多級(jí)控制管理工作。在價(jià)格方面，目前在國(guó)外，控制回路生產(chǎn)過(guò)程采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的投資，己經(jīng)與采用模擬儀表相當(dāng)。規(guī)模越大，平均每個(gè)回路的投資費(fèi)用越低。 維護(hù)方便 下位機(jī)為智能部件可獨(dú)立工作，維護(hù)方便 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 第三章 系統(tǒng)硬件配置 選型 上位機(jī) 硬件設(shè)備： 研華 POS818，普通顯示器 19寸共 3臺(tái)。 操作系統(tǒng)： Windows98/NT/2021 應(yīng)用軟件： 全中文 工控組態(tài)軟件 MCGS 下位機(jī) 系統(tǒng)中的 十 七個(gè) 水 泵 PLC 控制系統(tǒng)均由 施耐德 公司提供的基本模塊化控制器組成，它包括機(jī)架、電源、處理器 (CPU)、各種輸入 /輸出 (I/O)模塊和一個(gè)編程用的操作員接口設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)與被控信號(hào)的類(lèi)型與數(shù)量確定所使用模塊的類(lèi)型與數(shù)量。本系統(tǒng)中 PLC 所用模塊為： 處理器模 塊 離散型 I/O 模 塊 模擬量 I/O 模 塊 電源模 塊 操作員終端 (PanelView550,2711—K5A2)。 所以，為一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)配置 PLC 硬件時(shí)， 要根據(jù)以下的次序來(lái)選擇相應(yīng)的硬件產(chǎn)品：信號(hào)采集點(diǎn)數(shù) → I/O 模 塊 → 處理器 → 電源 → 框架。 采集點(diǎn)數(shù) 監(jiān)控系統(tǒng)中，我們所需監(jiān)控的數(shù)據(jù)包括以下 四 類(lèi)，離散量輸入（ DI），包括開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)狀態(tài)，故障狀態(tài)等；離散量輸出（ DO），如開(kāi)關(guān)的分、合閘控制；模擬量輸入 （ AI） ， 如水箱水位、溫度 等測(cè)量值 。模擬量輸出（ AO） 。PLC 采樣點(diǎn)容量如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 序號(hào) 類(lèi)型 PLC 采樣點(diǎn)數(shù) 1 DI 119 2 DO 82 3 AI 34 4 AO 16 I/O模塊 1）離散量 I/O模 塊 名稱(chēng) 離散量輸入 離散量輸出 型號(hào) 140 DAI 753 00 140 DAO 853 00 數(shù)量 4塊 3塊 電流類(lèi)型 交流 交流 輸入電壓（ V） 24正邏輯 24正邏輯 總點(diǎn)數(shù) 32 32 共地點(diǎn)數(shù) 8 8 尋址字 2 2 總線電流（ mA） 250 320 2)模擬量 I/O模塊 名稱(chēng) 模擬量輸入 模擬量輸出 型號(hào) 140 AVI 030 00 140 ACO 130 00 數(shù)量 3塊 2塊 輸入信號(hào)范圍 0～ 20mA,177。 20mA 0～ 10V, 177。 10V 0～ 5V, 177。 5V 4～ 20mA 0～ 20mA 0～ 25mA 總點(diǎn)數(shù) 8 8 共地點(diǎn)數(shù) 1 1 尋址字 9 8 總線電流（ mA） 280 550 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 3） I/O電源模塊 名稱(chēng) I/O電源模塊 型號(hào) 140 UPS 124 20 輸入電壓（ V） 交流 115/230 類(lèi)型 獨(dú)立 最大中斷時(shí)間 (ms) 8 能力 A 3 處理器模塊 名稱(chēng) QUANTUM CPU 模塊 型號(hào) 140 CPU 530 14V （ 2） 處理器 /時(shí)鐘速度 /HZ 486/66M 存儲(chǔ)器 FLASH/SRAM 1M/2M 控制點(diǎn)數(shù) 65536 邏輯計(jì)算速度 (ms/k) ～ 總線電流 mA 1800 通訊口 MB（ 2）、 MB+（ 1） 變頻器 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率為： 90KW、 160KW、 200KW、 280KW、我們選擇 Schneider公司 Altivar 62 和 ATV38 系列節(jié)能型變頻器。 Altivar 62 是一種結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固的大功率三相異步電動(dòng)機(jī)用變頻器，它集最新的技術(shù)發(fā)展成果和控制功能為一體，可滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合．可適用于泵類(lèi)．易于編程，具有一些應(yīng)用配置僅更改幾個(gè)基本參數(shù)，便可創(chuàng)建附加功能．其功率范圍覆蓋了 160KW到 630KW 恒力矩及變力矩應(yīng)用。具有高性能易于調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)，在停車(chē)時(shí)，靠單一的自動(dòng)調(diào)協(xié)操作，既可獲得高力矩和高質(zhì)量的傳動(dòng)控制，即使在低速時(shí) ()也是如此。90KW,280KW 的電動(dòng)機(jī)，變頻器選用 ATV38 系列節(jié)能型變頻器 ,其功率范圍為 :～ 315KW。三相電源電壓 :380V～ 460V,50HZ/60HZ。調(diào)速范圍 :1： 10。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 電機(jī) 銘牌上所示功率 (KW) 160 200 視在功率 (KVA) 225 280 電源 線電流 (A) 290 360 ATV62 額定電 流 (A) 325 404 最大瞬時(shí)電流 (A) 487 606 額定負(fù)載下耗散功率 (KW) 4000 5000 型號(hào) ATV62C23Q ATV62C28Q 軟啟動(dòng)器 軟起動(dòng)器是一種起動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，它可以使電機(jī)的起動(dòng)電流以恒定的斜率平穩(wěn)升，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊；起動(dòng)電流不受電網(wǎng)波動(dòng)影響；減少起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)載的沖擊；并有過(guò)載和缺相保護(hù)等功能。我們選用 SCHNIDER公司的 ATS 46系列軟啟動(dòng)器。 Altistart46軟啟動(dòng) 軟停止單元 標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載應(yīng)用 電動(dòng)機(jī)額定銘牌功率，單位 KW 電機(jī) 電機(jī)功率（ 400V） 220(KW) 啟動(dòng)器 出廠設(shè)置電流 367(A) 額定電流（啟動(dòng)器電流極限） 410(A) 啟動(dòng)器型號(hào) ATS46C41N PLC 硬件配置 離散量輸入模塊 接線圖 140 DAI 753 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 離散量輸出模塊 接線圖 140 DAO 853 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 模擬量輸入模塊 接線圖 140 AVI 030 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 模擬量輸出模塊 接線圖 140 ACO 130 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 第四章 可編程控制器 離散 量輸入： 模塊號(hào) 序號(hào) 地址 描述 1 1 100001 1工頻電機(jī)主回路 KM1 狀態(tài) 2 100002 2工頻電機(jī)主回路 KM2 狀態(tài) 3 100003 3工頻電機(jī)主回路 KM3 狀態(tài) 4 100004 1工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過(guò)程） 5 100005 2工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過(guò)程） 6 100006 3工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過(guò)程） 7 100007 1工頻電機(jī)過(guò)載 8 100008 2工頻電機(jī)過(guò)載 9 100009 3工頻電機(jī)過(guò)載 10 100010 1工頻電機(jī)停止 11 100011 2工頻電機(jī)停止 12 100012 3工頻電機(jī)停止 13 100013 ATS46C41N 內(nèi)部繼電器 R1 輸入（軟啟故障） 14 100014 ATS46C41N 內(nèi)部繼電器 R2 輸入（軟啟結(jié)束） 15 100015 空 16 100016 空 17 100017 工頻電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行方式 18 100018 1變頻電機(jī)主回路 KM1 的狀態(tài) 19 100019 2變頻電機(jī)主回路 KM2 的狀 態(tài) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 1 20 100020 3變頻電機(jī)主回路 KM3 的狀態(tài) 21 100021 4變頻電機(jī)主回路 KM4 的狀態(tài) 22 100022 5變頻電機(jī)主回路 KM5 的狀態(tài) 23 100023 6變頻電機(jī)主回路 KM6 的狀態(tài) 24 100024 7變頻電機(jī)主回路 KM7 的狀態(tài) 25 100025 8變頻電機(jī)主回路 KM8 的狀態(tài) 26 100026 9變頻電機(jī)主回路 KM9 的狀態(tài) 27 100027 10變頻電機(jī)主回路 KM10 的狀態(tài) 28 100028 11變頻電機(jī)主回路 KM11 的狀 態(tài) 29 100029 12變頻電機(jī)主回路 KM12 的狀態(tài) 30 100030 13變頻電機(jī)主回路 KM13 的狀態(tài) 31 100031 空 32 100032 空 2 33 100033 14變頻電機(jī)主回路 KM14 的狀態(tài) 34 100034 1變頻電機(jī)運(yùn)行 35 100035 2變頻電機(jī)運(yùn)行 36 100036 3變頻電機(jī)運(yùn)行 37 100037 4變頻電機(jī)運(yùn)行 38 100038 5變頻電機(jī)運(yùn)行 39 100039 6變頻電機(jī)運(yùn)行 40 100040 7變頻電機(jī)運(yùn)行 41 100041 8變頻電機(jī)運(yùn)行 42 100042 9變頻電機(jī)運(yùn)行 43 100043 10變頻電機(jī)運(yùn)行 44 100044 11變頻電機(jī)運(yùn)行 45 100045 12變頻電機(jī)運(yùn)行 46 100046 13變頻電機(jī)運(yùn)行 47 100047 空 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25