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摘要：本文介绍了使用上位机、西门子ｓ7-200系列plc和ｍｍｖ变频器来实现水处理系统中的变频调速的监控方案，分析了该系统的主要组成部分及特性。
关键词：变频器、plc、pid控制、uss协议、ppi协议、组态软件
０ 引言
某水处理实验系统要求压力恒定和流量恒定，并且需要动态保存大量数据，以备分析。若采用手动调节控制压力和流量，不仅繁琐，而且误差较大，并造成能源浪费。本系统采用上位机、ｐｌｃ、变频器和组态软件等组成恒压供水系统控制方案，实现了对系统的自动监控，达到了实验系统的需要。
１ 硬件配置
系统采用１台西门子ｓ７－２１６型ｐｌｃ、２块西门子ｅｍ２３１模块、１台西门子ｍｍｖ４２０变频器，上位机采用普通机型（由于试验环境良好），电磁阀１１个，流量变送器２个，压力变送器３个，监控软件采用ｋｉｎｇｖｉｅｗ６．５。系统组成如图１所示，电气原理图如图２所示。
500)this.style.width=500;" onload="#i#javascript#i#:if(this.width onmousewheel="return bbimg(this)">680){this.width=680};">图2 电气控制原理图
２ 程序设计
２．１ 人机界面
组态软件采用北京亚控公司ｋｉｎｇｖｉｅｗ６．５，系统共有“主界面”、“报警”、“报表”、“压力曲线”、“流量曲线”、“参数设定”７个界面。其中，“主界面”用于模拟显示现场状态，“报警”界面用于显示系统中报警，“报表”界面用于保存、打印报表，“压力曲线”用于显示系统实时、历史压力变化“流量曲线”用于显示系统实时、历史流量变化，“参数设置”用于设置、选择系统参数。
２．２ ｐｌｃ编程
程序包括主程序和１０个子程序、３个中断程序。主程序完成逻辑功能控制以及子程序和中断程序的调用。ｓｂｒ０为初始化子程序，主要完成系统初始化。ｓｂｒ１ｓｂｒ３为ｕｓｓ通讯协议所需子程序。ｓｂｒ４为过滤子程序，实现“过滤”这一过程的电磁阀的通断。ｓｂｒ５为快洗子程序，实现“快洗”过程的电磁阀的通断。ｓｂｒ６为反洗子程序，实现“反洗”过程的电磁阀的通断。ｓｂｒ７为药洗子程序，实现“药洗”过程的电磁阀的通断。ｓｂｒ８为压力恒定时系统的ｐｉｄ控制，ｓｂｒ９为流量恒定时系统的ｐｉｄ控制。ｉｎｔ０ｉｎｔ２为ｕｓｓ协议通讯指令所需中断程序。
２．３ 通讯
ｓ７－２１６型ｐｌｃ有２组通讯口。一组通讯口与上位机通讯，采用ｐｐｉ协议；另一组通讯口与变频器通讯，采用西门子的ｕｓｓ协议。ｕｓｓ协议指令是ｓｔｅｐ ７－ｍｉｃｒｏ／ｗｉｎ３２软件工具包的一个组成部分，通过专为ｕｓｓ协议通信而设计的预配置子程序和中断程序，使变频器的控制更为方便。
２．４ ｐｉｄ控制
ｓ７－２１６提供了ｐｉｄ运算指令。使用时只需在内存填写一张参数控制表表１，再执行指令 ｐｉｄｔａｂｌｅｌｏｏｐ，程序会按填写的参数自动执行ｐｉｄ运算。ｔａｂｌｅ是回路表的起始地址，ｌｏｏｐ是回路号可以是０到７的整数在程序中最多８路。参数２、４、５、６、７须在编程时设定，并可通过文本显示器显示和修改；参数３、８、９由程序在执行ｐｉｄ指令时自动生成，并实时变化，编程时只需预留变量地址；参数１为ｐｉｄ的反馈值，编程时将压力流量变送器反馈回的压力流量值经换算后赋值给该变量（注９个参数全部为３２位的实数格式共占３６个字节）。
500)this.style.width=500;" onmousewheel="return bbimg(this)">680){this.width=680};">表1 pid控制参数表
３ 结论
本系统采用ｐｌｃ和ｍｎｖ变频器来实现水处理系统中的变频调速的监控方案，以ｐｌｃ为核心，通过ｐｌｃ与上位机、变频器通讯实现系统的恒压和恒流控制，并在上位机上实时模拟显示系统的状态及各种相关数据。系统运行结果表明，该监控系统控制灵活方便，节约能源，满足了实验系统的要求。
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szzunzheng 发表于 2007/8/28 14:06:04
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引用 szzunzheng 2007/8/28 14:06:04 发表于2楼的内容
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