上一級PLC主站的控制命令。
監(jiān)控組態(tài)設(shè)計及與PLC主站的通訊
由于污水處理控制對象多且分散,生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜,如果采用集中控制方式,則需要使用大量導(dǎo)線，在長距離傳輸過程中非常容易受到干擾,所以本系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng),將管理與控制分離。計算機選用HP工業(yè)PC機,預(yù)裝北京昆侖通態(tài)公司的MCGS 5.5通用版。MCGS監(jiān)控組態(tài)設(shè)計包含監(jiān)控界面設(shè)計，定義數(shù)據(jù)變量，組態(tài)設(shè)計，動畫等方面。用MCGS提供的基本繪圖工具與元件庫創(chuàng)建圖形塊并進行組態(tài)設(shè)計，污水處理系統(tǒng)工藝流程組態(tài)畫面（如圖4）：  圖4 污水處理工藝流程組態(tài)圖
鼓風(fēng)機，水泵，運行閥的工作狀態(tài)可以通過動畫實時顯示；污水，污泥，藥水，空氣的流動方向及流量表的數(shù)據(jù)也能根據(jù)現(xiàn)場的情況隨時更新。操作人員在登陸并輸入用戶名和密碼后，可任意調(diào)入各局部工藝圖、運行表、設(shè)定表和控制表，工藝圖以圖形的方式顯示各個工段的工藝流程和數(shù)據(jù)，并能根據(jù)控制的需要直接設(shè)定現(xiàn)場的相應(yīng)參數(shù)（例如，泵站的變頻器的恒定水位，報警水位，停泵水位的設(shè)定，排泥時間的設(shè)定等）。此外，系統(tǒng)還可以提供故障報警查詢，工作報表生成等功能。MCGS中的實時數(shù)據(jù)庫是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，而數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元。將用戶界面中的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)變量建立聯(lián)系，現(xiàn)場的運行情況就可以通過動畫實時的顯示在監(jiān)控界面上了。
工控計算機只需一塊普通的網(wǎng)卡就可以通過Ethernet LAN接收到來自PLC主站的數(shù)據(jù)。PLC主站由1臺AC500系列PLC及相應(yīng)的外圍設(shè)備組成,置于中央控制室。PLC主站從分布I/O接收數(shù)據(jù)，進行相關(guān)的處理與控制，同時通過標準工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊模塊(TB521-ETH)傳輸給工控計算機,傳輸速率為10Mbit/s ,介質(zhì)為屏蔽雙絞線。
PLC主站與分布I/O的通信
PLC主站與分布I/O的通訊網(wǎng)絡(luò)框圖，如圖5所示：
圖5 CS31通訊網(wǎng)絡(luò)圖
PLC主站通過CPU(PM581)上保留的CS31通訊接口、CS31通訊總線與分布I/O（AC31遠程擴展模塊）構(gòu)成高速通訊網(wǎng)絡(luò),隨時采集現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況和故障信息,并上傳工控計算機 ,形成分布控制。
本系統(tǒng)共設(shè)8個分布I/O。從經(jīng)濟角度考慮，由于AC500系統(tǒng)可以兼容AC31的遠程擴展模塊， 1#～8# 分布I/O分別選用AC31系統(tǒng)的遠程擴展模塊（ICMK14 N1-24DC）。分布I/O置于污水控制現(xiàn)場, 就近控制所屬設(shè)備,形成分布控制的能力,并采集現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況和故障信息,通過CS31總線聯(lián)接到PLC主站 。CS31總線是一種點對多點的RS485串行通訊。每個通訊系統(tǒng)由一個主站和******31個從站組成。通訊距離不加中繼為500米，加中繼******可達到2000米。通訊介質(zhì)為:屏蔽雙絞線。
以1＃分布I/O遠程擴展模塊為例，定義它的地址表，如表1：
 地址%MX0.0.0至%MX0.0.7是ICMK14N1-M的系統(tǒng)保留區(qū)域，不能使用。地址%MX0.1.0至%MX0.1.7作為此遠程擴展模塊自帶的開關(guān)量輸入，分別對應(yīng)進水泵房及沉砂池的相應(yīng)設(shè)備。依照同樣的方法，可以繼續(xù)定義1＃分布I/O的（XI16E1,XC32L,HE10-20,…等）開關(guān)量及模擬量輸入/輸出模塊，然后依次是2?！?＃分布I/O的所有模塊。
在完成所有I/O地址表的設(shè)定后，就可以通過AC500的Control Builder軟件來編寫PLC的內(nèi)部通信程序。由于AC500的Control Builder軟件可以提供現(xiàn)成的MODBUS功能塊，編程十分簡單。以1#分布I/O的讀指令為例，如圖6：
圖6 AC500 程序圖
只需設(shè)定好MODBUS功能塊的（COM,SLAVE,FCT,ADDR,NB等）參數(shù)，PLC主站就可以順利的從1#I/O子站讀取數(shù)據(jù)。其中FCT，NB的參數(shù)可根據(jù)實際情況依照表2確定 。
 運用MODBUS功能塊依次完成1～8＃分布I/O的讀，寫指令的編程，PLC主站與分布I/O之間的通信就建立完成了。在實際調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)還需通過軟件的PLC組態(tài)選項，將MODBUS的參數(shù)：RTS control設(shè)置為“telegram”, Parity設(shè)置為“none”，Operation Mode設(shè)置為：“Master”。至此，PLC的主站已經(jīng)可以對I/O從站中的各種參數(shù)進行采集與控制，并通過以太網(wǎng)顯示在工控計算機的監(jiān)控界面上。
五，結(jié)語
以本文的研究結(jié)果為基礎(chǔ)的技術(shù)方案,在浙江某生活污水處理廠具體實施。實際的運行結(jié)果表明 |
