PLC在水泵控制系统上的应用
36科技资讯科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１１ ＮＯ．０１
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 程 技 术
随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，计算机控制技术已应用于几乎所有的工业领域。当前用于工控的计算机可分为几类：如可编程控制器、基于ＰＣ总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、集散控制系统（ＤＣＳ）和现场总线控制系统（ＦＣＳ）等。可编程控制器是应用面最广、功能最强大、使用最方便的的通用工业控制装置，她已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。单片机的控制系统控制效果良好但是在恶劣的环境下抗干扰能力较差，故障率较高。而ＰＬＣ控制系统，其功能实现起来比较方便，精度高，稳定性好，并且有着高可靠性，能适应比较恶劣的工业环境。本次控制对象为水泵系统所以工作环境较恶劣，故选用ＰＬＣ来构建控制系统。1 硬件系统组成本控制系统主要由人机交换界面（ＨＭＩ）、可编程控制器（ＰＬＣ）组成。1.1可编程控制器(PL C)ＰＬＣ选用西门子Ｓ７－３００。Ｓ７－３００是一种通用性的ＰＬＣ，适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是生产制造过程。其模块化、无风扇结构、易于实现分布式配置、循环周期短、指令集功能强大以及用户易于掌握等特点使得Ｓ７－３００在完成生产制造工程、汽车工业、通用机械制造、工艺过程及包装等工业的任务时，成为一种既经济有符合实际的解决方案。Ｓ７－３００是由机架（中央控制器／扩展单
元）和各种模块组成其中包括ＰＳ电源模块，
ＣＰＵ处理器模块，ＳＭ信号模块，ＩＭ接口模
块，ＦＭ功能模块，ＣＰ通信模块。如图１。
1.2人机交换界面(H MI)
人机交换界面（ＨＭＩ）又称人机接口。从
广义上说，ＨＭＩ泛指计算机（包括ＰＬＣ）与操
作人员交换信息的设备。在控制领域，ＨＭＩ
一般特指用于操作人员与控制系统之间进
行对话和相互作用的专用设备。
本控制系统中选用“ＴＰ １７７Ｂ ｃｏｌｏｒ ＰＮ／
ＤＰ”６寸触摸式屏幕。ＴＰ １７７Ｂ是通用触摸屏，
可纵向或者横向安装，用户储存器容量为
２ＭＢ，有一个ＲＳ－４２２／４８５接口和一个内置的
ＵＳＢ接口，后者可以接键盘、鼠标、打印机、读
码器和下载项目文件。有硬件实时时钟和标
准的多媒体卡（ＭＭＣ）插槽，ＭＭＣ可用于配方
数据、归档、组态和系统数据的备份和恢复。
将数据储存为＊．ＣＳＶ格式，可以在ＰＣ上用
Ｅｘｃｅｌ等工具处理这些数据。
ＴＰ １７７Ｂ支持位图、图标、背景图画和矢
量图形对象，可以使用棒图和趋势图，具有断
电保持的储存器报警缓冲区，有软件时钟。
ＴＰ １７７Ｂ ＰＮ／ＤＰ采用５．７ｉｎ、２５６色的
ＳＴＮ显示器，还有以太网／ＰＲＯＦＩＮＥＴ接口，
支持选件Ｓｍ＠ｒｔＳｅｒｖｉｃｅ、Ｓｍ＠ｒｔＡｃｃｅｓｓ。
Ｓｍ＠ｒｔＳｅｒｖｉｃｅ用于通过以太网和Ｉｎｔｒａｎｅｔ／
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ（企业网／互联网）访问远程ＨＭＩ设
图1 S 7-300组成示意图
图2 HMI 界面
备，进行远程维护。Ｓｍ＠ｒｔＡｃｃｅｓｓ用于不同ＨＭＩ系统之间的客户机／服务器通信功能。2 软件系统组成控制系统的程序采用ＳＴＥＰ７ Ｖ５．４编程软件编写。ＳＴＥＰ７编程软件用于ＳＩＭＡＴＩＣＳ７、Ｍ７、Ｃ７和基于ＰＣ的ｗｉｎ ＣＣ，是供他们编程、监控和参数设置的标准工具。人机交换界面的组态是由Ｗｉｎ ＣＣ ｆｌｅｘｉｂｌｅ２００８组态软件完成的。Ｗｉｎ ＣＣ ｆｌｅｘｉｂｌｅ是在Ｐｒｏ ｔｏｏｌ的基础上发展起来的，并且与Ｐｒｏｔｏｏｌ保持了兼容性，还支持多种语言，可以全球通用。Ｗｉｎ ＣＣ ｆｌｅｘｉｂｌｅ综合了Ｗｉｎ ＣＣ的开放性和可扩展性，以及Ｐｒｏ ｔｏｏｌ的易用性。Ｗｉｎ ＣＣ ｆｌｅｘｉｂｌｅ具有开放性的扩展功能，带有Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ脚本功能，集成了ＡｃｔｉｖｅＸ控件，可以将人机界面集成到ＴＣＰ／ＩＰ网络。本控制系统的人机交换界面如图２。3 控制系统的设计方案本控制系统对象为一个有６台水泵的水泵抽水系统，分为高区抽水、低区抽水两个部分。本控制系统可以检测进水压力、高低区出水压力、６台泵的工作电流和频率水箱液位各个阀门的工作状态等等。系统可以调节６台泵的工作方式可以进行手动变频以及频率大小的调节并且可以对高低区出水压力、各个泵的工作切换时间、水箱高低水位等值进行设置。此外该系统考虑到高峰供水时段的设置，在设置时段中进行高峰供水。该控制系统还设计了对出水压力过高过低、水箱水位过高过低、变频器、热继电器故障等的报警变量。一旦系统出项问题立刻会提示出报警信号。系统设计有历史纪录功能，该功能能纪录下来整个系统中各个泵的运行时间以及系统运行中出现的各个系统事件。4 结语本控制系统采用西门子Ｓ７－３００ＰＬＣ，ＣＰＵ选用标准型ＣＰＵ３１２大大的缩短了命令执行时间。实验证明该控制系统的准确性和精度都符合工控标准要求。本控制系统的优点在于让ＰＬＣ与ＨＭＩ设备建立连接并在工控过程中有效的监控各个变量的值，形象的显示出工控的过程，使得操作人员非常直观的对此过程进行了解和控制。参考文献［１］廖常初．西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００８．［２］肖俊明，张锐，焦凌云，等．Ｓ７－２００ＰＬＣ在温度控制系统中的应用［Ｊ］．中原工学院学报，２０１０，２１（３）．［３］吴鹏．ＰＬＣ在数控弯管机上的应用［Ｊ］．科技资
讯，２０１０（１８）．ＰＬＣ在水泵控制系统上的应用
孙攀
(南京工业大学自动化与电气工程学院 南京 21000)
摘 要：本文通过利用可编程控制器（ＰＬＣ）的自动控制和逻辑运算的优点，对水泵系统进行编程控制。利用人机交换界面（ＨＭＩ）设备对过程中的变量进行监视和调控，提高了对工控过程的可视化和简单化。
关键词：ＰＬＣ 水泵系统 人机交换界面（ＨＭＩ）
中图分类号：ＴＰ２３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２０１１）０１（ａ）－００３６－０１