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1、火电厂水源地自动监控系统(上位机) 摘要：火电厂用水主要是锅炉用水和冷凝循环用水，可靠的电厂供水水源对火电厂的经济运行至关 重要，采用微机对供水水源进行监控是十分必要的。本次设计应用MCGS作为上位机的设计软件对 火电厂水源地进行组态监控。图形界面设计分为两部分完成，即图形编辑和动画连接。下位机采用 西门子公司的S7-200可编程控制器和430通用变频器通过RS-485总线与上位机建立通讯。详细介 绍了上位机对下位机的控制过程，通过编写PLC程序实现上位机对水泵的远程开停控制，并且接收 现场的采集数据，将出水管压力、流量、电机电流、温度等实时数据显示在上位机；程序以在实验 室调通，在CPU22
2、4模块上仿真模拟出上位机对八台水泵的控制过程；频率设定值由上位机以远程 方式通过设置变频器的参数值给定。关键字：上位机；PLC；通讯；控制Water sources place of thermal power station the remote monitor system(The monitoring computer) Abstract：The water used for thermal power plant is divided into two ways, boiler water and condensing circle water. The reliable water
3、sources provided for thermal power station is very important for the economy running of the thermal power plant. With the development of network technology, the computers are used in various industrial fields, so using microcomputer to monitor the water supply is necessary. The content of this paper
4、 is about configuration monitor for water sources place of thermal power station by MCGS and the monitoring aspects are the followings: The design of graphical interface is divided into two parts: graphics editing and animation connecting. This design is adapted that: using the supervised computer w
5、ith SIEMENS S7-200 series programmable controller， and 430 frequency change of transducer for each pump of RS-485.This paper will give a detail introduction about the communication between the monitoring computer and PLC, including the design of software and hardware. The analogue parameters include
6、 the digits display of the eight pumps， that are pressure, flow rate, frequency, electricity, and so on. The eight pumps which are controlled as turn on or turn off by CPU224.Key words: The monitoring computer ； PLC ； Communication ； Control 正文：1引言1.1 火电厂水源地概况火电厂是国民经济发展不可缺少的重要部门，保证火电厂可靠稳定的运行有十分重要的意义
7、。 随着工业控制系统的不断发展，靠打电话来了解和判断处理故障已经不能及时掌握运行状况和指挥 处理运行障碍，要跟上网络发展步伐，就必须软、硬件结合健全和完善网络监控系统。本次课题的设计任务就是应用上位机来完成火电厂水源地各个元素进行实时监控。1.2 水源地的监控对象本次设计主要是针对水源井取水过程进行监控，这是第一个重点，水泵是火电厂水源地最为重 要的设备，它的运行正常与否直接关系火电厂的持续发电。所以对于水泵有如下约束关系：设定状态反馈状态电机电流流量信号结论运行运行有有正常运行运行有无流量传感异常运行运行无有电流传感异常运行运行无无电机故障运行停止有有状态反馈异常运行停止有无状态反馈、流量传
8、感异常运行停止无有状态反馈、电流传感异常运行停止无无状态未执行停止停止无无正常表1 现场水泵相关数据间的约束关系本次设计的第二个重点，就是PLC与上位计算机之间的通信问题。PLC系统与通用计算机可以 直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、 分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要，各PLC系统或远程1/0模块 按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。2.火电厂水源地自动监控系统2.1 主界面设计 本次设计主要是对火电厂水源地状况进行监控，总共有八台泵，要在上位机的画面上控制每台泵 的
9、启动和停止，监控的对象包括八台泵的出口压力、流量、变频器的频率变化。记录开关信号（0 或非 0）的数据对象称为开关型数据对象，通常与外部设备的数字量输入输 出通道连接，用来表示某一设备当前所处的状态。开关型数据对象也用于表示 MCGS 中某一对象的 状态，如对应于一个图形对象的可见度状态。开关型数据对象没有工程单位、最大值和最小值属性，没有限值报警属性，只有状态报警属性。 本次设计中水泵的启停就定义为开关量。在对数据对象设置完成后，下一步就要进入动画组态。本次设计的最终效果图如下沉淀池1消毒间1火电厂水源地自动监控巡輕o|5#圧力值图2.1主界面通过中央控制室的主界面，系统可以实时监控水源地设
10、 押出的水通过J沉淀池1况。界面中有八台水泵，i （界面中的流动快就表示管道）进入 沉淀处理，在进入消毒间除去水体中的杂.-1#质，然后进入蓄水池准备送入电厂进行生产。在主控室中通过水泵旁边的按钮可以直接实现对 水泵设备的启停控制。控制流程如2.7 图，水泵上的白 色空格可以显示现场压力值。通过分析处理现场采集到 的实时数据，可以及时的对现场设备进行监控，可以大 大的改善现场工人的工作条件，提高现场生产的管理水 平，节约成本，必然会取得更好的经济效益，同时几乎 可以实现无人车间的自动化控制，为实现全厂自动化打 下扎实地基础。水池水位的报警显示图如下：图 2.2 水池的报警显示2.2 趋势曲线在
11、实际生产过程中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作，但对大量数据仅 做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，绘制出趋势曲线，从趋势曲线的变化中发现 数据的变化规律。因此，趋势曲线处理在工控系统中成为一个非常重要的部分。本次设计需要对泵的出口压力、流量、变频器的频率进行实时监控，并且能够在中央控制室里对这些量设置初值，同时应用实时曲线进行实时监控。具体设置如下：1UU75SO25U32:0632:1 E0075so图2.3压力、流量、转速实时曲线通过对压力值、流量值、频率值进行实时观测，可以及时的了解现场数据的变化，并且及时的做岀相应的动作以防事故的发生3 下位机介绍3.1
12、西门子S7-200端子接线设计CPU224模块I/O总点数为24点（14/ 10点），可带7个扩展模块；用户程序存储器容量为4K 字；内置高速计数器，具有PID控制的功能；有2个高速脉冲输出端和1个RS-485通讯口；具有32:1632:21PPI 通讯协议、 MPI 通讯协议和自由口协议的通讯能力。3.2 控制接线图设计S7-200PLC用来对水泵进行控制，将水泵的运行状况反映在上位机中，西门子S7-200端子接 线图如下:1#2#3#4#3#4#1#2#泵工频运行泵变频运行泵工频运行泵变频运行泵工频运行泵变频运行泵工频运行泵变频运行上位机通过PPI电缆对输出端进行访问，通过程序对数据进行读
13、写，模块中输出端Q0.0至Q0.7 对应八台水泵的运行状态，扩展模块输入端分别接电流、压力、温度、流量等模拟量，用来送入上 位机显示。3.3 PLC 程序设计上位机要采集数据是通过程序实现的，通过PPI通讯协议采用主从式的通讯方式对V变量寄存 器进行读写，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令， PLC 作出接收正确的响应，上 位机接到此响应则发出确认申请命令， PLC 则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发 两次数据，完成一次数据的读写5。PLC 梯形图如下:I2.0I0.5Q0.2Q0.212.1I0.6Q0.311.011| 5槪K泵启动按钮门停止按钮门.1热保护I2.
14、4输出线圈Q0.4Network 1 Network TitleNetwork Comm已门th眛泵启动按钮10 停止按钮10.1 热保护I2.0 输出线圈Q0.0Network 3I 水泵启动按钮心4停止按钮心5热保护I2.2输出线圈Q0.2Network 2| 2眛泵启动按钮I0.2 停止按钮I0.3热f呆护12.1输出线圈Q0.1Network 4I 4tt?K泵启动按钮心6停止在钮心了 热保护I2M输出线圈QD.3I0.010.1I I11 /Q00|Q0.0 )Network 5Q0.1()Q0.411.512.6Network 8Network 1|州水泵启动按钮11.4停止按钮11.5热保护I2E输出线圈QD.6Q0.6Q0.611.2I2.5Network 6泵启动按钮门空停止按钮11.M热保护I2.5输出线圈QD.5Q0.5Q0.5泵启动按钮I1.G停止按钮11.7热保护I2.F输出线圈QD.711.6Q0.7SBR调用初始化子程序1Network 11SM2.233Network 9调用初始化子程序ISM2.0Network 10SM2.1W204-VD304 -对1#PLCa行网络读写SBR_0ENBLKM0V_WENENOINOUT忖-W400BLKM0V_DENENOINOUTN-VD300字、Network 1
