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【摘 要】根据自来水加压泵站较为分散、偏远等特点,利用S7-226 PLC逻辑控制、自由口通信功能及MODEM的远程通信能力相结合,解决了加压泵站的超远程监控,给出了上位机拨号通信程序,以及自由口通迅数据帖格式、通迅程序等。该监控方式可在乡镇自来水加压泵站得到推广应用。
【关键词】MODEM;加压泵站;远程监控
中图分类号:G623.58 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2010)06-0271-01
0 引言
随着沈阳市工业用水及居民用水量的不断提高.同时由于自来水管网延伸距离往往较长、水压损失较为严重,为使管网压力保持在一个恒定水平,该市自来水公司在各个用水量较为集中的地区设立了多个恒压加压泵站。因这些加压泵房较为分散。且往往较为偏远。少则几千米,多则十几千米,这就给泵站管理例如抄表、开停机控制、状态监视、维护等带来不便。若设立专门的泵站管理人员及维护人员,其后期运行费用势必很高。采用计算机集中监控管理是必然选择,然而受通迅距离、区域分散及投资额的限制。用局域通迅网络的计算机监控系统往往难以实现。我司用S7-200系列PLC的自由口通信功能与MODEM 电话网络相接合实现了这该自来水公司的分散泵站的集中管理监控,经过一年多的运行。证明是一种既节约投资,又简单可靠的方法。
1 系统结构
采用MODEM网络分布式监控系统。位于市内的管理中心工业控制计算机与各泵站的S7-226 PLC通过贺氏兼容MODEM及公用电话网络连接,由于MODEM通迅口为RS232C口,而PLC自由通迅口为485口,在MODEM与PLC间通过RS232C/RS485转换模块实现信号转换。
1.1 信号的传输
电话网络采用频率信号传输,传输距离远,不受区域限制(有电话的地方信号就可以到达),数字信号经调制解调器转换后的模拟频率信号可经电话网络传输很远,且频率信号不易受干扰(除非有雷击),再经调制解调器解调后的数字信号经XOR校验后正确率几乎可达100%。
1.2 系统各部件功能
由于PLC体积小、可靠性高以及使用灵活方便等优点,PLC在工业控制领域已得到了广泛的应用。在本控制系统中采用西门子S7-226 PLC与监控计算机通过MODEM组成主从式控制系统,S7-226作为下位机,完成实现自动状态下的启动和停机、水压、流量参数设定、通信等功能,上位机完成采集数据信息的存储及分析处理、复杂运算、状态显示以及打印输出等。当现场控制柜的转换开关置于中控位置时监控计算机还可下达运行及停机指令,以实现对各加压泵站系统的定时监控。该监控系统充分利用了计算机的强大计算能力和PLC的逻辑运算及通迅能力,实现了优势互补。
2 通讯实现
2.1 上位机通信程序
程序的关键是要实现MODEM拔号和PLC进行通信,在此系统中我们采用Mseomm公共控件实现。由于数据以命令帧的形式发送,故应设置通讯方式为二进制传输,即Mscomm1.InputMode=1。上下位机设置成相同的通讯格COMM1.Settings=(9600,n,8,1),然后通过程序进行MODEM拔号阁。
2.2 下位机通信程序
2.2.1 通信协议
PLC与上位机采用异步串行方式进行通信。西门子S7—226 PLC与PC之间的通信采用RS-485/RS-232接人MODEM,信号的转换由RS-232/RS-485转换器完成,其通讯采用主从问答方式:上位机始终具有初始传送优先权,所有的通讯均由上位机来启动;上位机通过发送命令帧启动通讯,PLC收到命令幀信号后,首先判断其目的地址是否和自己的站号相符合,若符合则对数据进行分析,然后向上位机发送应答帧,这样,一次通讯过程结束。若地址不相符合.则对数据不予理睬。为保证上下位机之间的正常通信,必须制定相互遵循的通讯规约。本系统采用组态王为西门子S7-200 PLC设计的自由口协议,命令帧由12个字节构成,其中包含地址(1-255),指令代码(OxOO为读,OxO1为写),寄存器类型(0-V,1-Q,2-I),起始偏移地址(0-9999),数据个数n=1-32),数据类型(m=1,2,4字节),异或校验字节。例如,命令帧格式为0200010000010100000(0)0##(16进制)表示要读出第二号站的Q0字节的内容,其中##为校验字节的表示,其计算方法为前面所有字节的异或值,此应答帧由不固定的字节数组成,例如,发出一读命令后,收到的响应帧为020000012C01010A##(16进制),表示读出第二号站的VB300字节的值为10。
2.2.2 通信程序编制
S7-200系列与自由口功能有关的寄存器SMB2,SMB3,SMB30,它们主要用于自由口通讯方式的确定及运行管理。控制字寄存器SMB30用于存储通讯方式控制字,属于可读写的特殊标志位寄存器。通讯接收字符缓冲器SMB2用于存放在自由口通讯方式下接收到的当前字符,它是一个暂存寄存器,通讯校验结果寄存器SMB3,在作自由口通讯时,PLC的通讯接口按由SMB30规定的奇偶校验方式对所接收到的信号作校验。若检测到错误,PLC自动将SMB3.0置1,根据此标志位,可决定当前信息的取舍,同时还可在出错的情况下,将此错误位发送给对方,以便要求它重发。用XMT和RCV命令将通讯口中数据接受和发送。
3 结论
本系统所有数据通过时间定时中断对各个泵站进行轮回采集,结合MCGS组态软件很方便地实现各个加压泵站的数据采集、显示、存贮、报表打印及远程开停机控制功能。此软件已在天津市自来水公司得到应用近一年,实际运行效果良好,是一种既节约投资,又简单可靠的方法。当然,由于受MODEM波特率的限制,此种方式会带来响应滞后,另外大气过电压亦可能引起硬件设备的损坏,需采取一定的防雷击措施。
参考文献:
[1] 李玉东等.Visual Basic6.0控件大全[M].北京:电子工业出版’ 社.2002.3.
[2] 范逸之.Visual basic与分布式监控系统[M].北京:清华大学出版社,2002.1
【关键词】MODEM;加压泵站;远程监控
中图分类号:G623.58 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2010)06-0271-01
0 引言
随着沈阳市工业用水及居民用水量的不断提高.同时由于自来水管网延伸距离往往较长、水压损失较为严重,为使管网压力保持在一个恒定水平,该市自来水公司在各个用水量较为集中的地区设立了多个恒压加压泵站。因这些加压泵房较为分散。且往往较为偏远。少则几千米,多则十几千米,这就给泵站管理例如抄表、开停机控制、状态监视、维护等带来不便。若设立专门的泵站管理人员及维护人员,其后期运行费用势必很高。采用计算机集中监控管理是必然选择,然而受通迅距离、区域分散及投资额的限制。用局域通迅网络的计算机监控系统往往难以实现。我司用S7-200系列PLC的自由口通信功能与MODEM 电话网络相接合实现了这该自来水公司的分散泵站的集中管理监控,经过一年多的运行。证明是一种既节约投资,又简单可靠的方法。
1 系统结构
采用MODEM网络分布式监控系统。位于市内的管理中心工业控制计算机与各泵站的S7-226 PLC通过贺氏兼容MODEM及公用电话网络连接,由于MODEM通迅口为RS232C口,而PLC自由通迅口为485口,在MODEM与PLC间通过RS232C/RS485转换模块实现信号转换。
1.1 信号的传输
电话网络采用频率信号传输,传输距离远,不受区域限制(有电话的地方信号就可以到达),数字信号经调制解调器转换后的模拟频率信号可经电话网络传输很远,且频率信号不易受干扰(除非有雷击),再经调制解调器解调后的数字信号经XOR校验后正确率几乎可达100%。
1.2 系统各部件功能
由于PLC体积小、可靠性高以及使用灵活方便等优点,PLC在工业控制领域已得到了广泛的应用。在本控制系统中采用西门子S7-226 PLC与监控计算机通过MODEM组成主从式控制系统,S7-226作为下位机,完成实现自动状态下的启动和停机、水压、流量参数设定、通信等功能,上位机完成采集数据信息的存储及分析处理、复杂运算、状态显示以及打印输出等。当现场控制柜的转换开关置于中控位置时监控计算机还可下达运行及停机指令,以实现对各加压泵站系统的定时监控。该监控系统充分利用了计算机的强大计算能力和PLC的逻辑运算及通迅能力,实现了优势互补。
2 通讯实现
2.1 上位机通信程序
程序的关键是要实现MODEM拔号和PLC进行通信,在此系统中我们采用Mseomm公共控件实现。由于数据以命令帧的形式发送,故应设置通讯方式为二进制传输,即Mscomm1.InputMode=1。上下位机设置成相同的通讯格COMM1.Settings=(9600,n,8,1),然后通过程序进行MODEM拔号阁。
2.2 下位机通信程序
2.2.1 通信协议
PLC与上位机采用异步串行方式进行通信。西门子S7—226 PLC与PC之间的通信采用RS-485/RS-232接人MODEM,信号的转换由RS-232/RS-485转换器完成,其通讯采用主从问答方式:上位机始终具有初始传送优先权,所有的通讯均由上位机来启动;上位机通过发送命令帧启动通讯,PLC收到命令幀信号后,首先判断其目的地址是否和自己的站号相符合,若符合则对数据进行分析,然后向上位机发送应答帧,这样,一次通讯过程结束。若地址不相符合.则对数据不予理睬。为保证上下位机之间的正常通信,必须制定相互遵循的通讯规约。本系统采用组态王为西门子S7-200 PLC设计的自由口协议,命令帧由12个字节构成,其中包含地址(1-255),指令代码(OxOO为读,OxO1为写),寄存器类型(0-V,1-Q,2-I),起始偏移地址(0-9999),数据个数n=1-32),数据类型(m=1,2,4字节),异或校验字节。例如,命令帧格式为0200010000010100000(0)0##(16进制)表示要读出第二号站的Q0字节的内容,其中##为校验字节的表示,其计算方法为前面所有字节的异或值,此应答帧由不固定的字节数组成,例如,发出一读命令后,收到的响应帧为020000012C01010A##(16进制),表示读出第二号站的VB300字节的值为10。
2.2.2 通信程序编制
S7-200系列与自由口功能有关的寄存器SMB2,SMB3,SMB30,它们主要用于自由口通讯方式的确定及运行管理。控制字寄存器SMB30用于存储通讯方式控制字,属于可读写的特殊标志位寄存器。通讯接收字符缓冲器SMB2用于存放在自由口通讯方式下接收到的当前字符,它是一个暂存寄存器,通讯校验结果寄存器SMB3,在作自由口通讯时,PLC的通讯接口按由SMB30规定的奇偶校验方式对所接收到的信号作校验。若检测到错误,PLC自动将SMB3.0置1,根据此标志位,可决定当前信息的取舍,同时还可在出错的情况下,将此错误位发送给对方,以便要求它重发。用XMT和RCV命令将通讯口中数据接受和发送。
3 结论
本系统所有数据通过时间定时中断对各个泵站进行轮回采集,结合MCGS组态软件很方便地实现各个加压泵站的数据采集、显示、存贮、报表打印及远程开停机控制功能。此软件已在天津市自来水公司得到应用近一年,实际运行效果良好,是一种既节约投资,又简单可靠的方法。当然,由于受MODEM波特率的限制,此种方式会带来响应滞后,另外大气过电压亦可能引起硬件设备的损坏,需采取一定的防雷击措施。
参考文献:
[1] 李玉东等.Visual Basic6.0控件大全[M].北京:电子工业出版’ 社.2002.3.
[2] 范逸之.Visual basic与分布式监控系统[M].北京:清华大学出版社,2002.1