PLC在工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)中的實踐應(yīng)用

摘要：本文闡述了可編程控制器（PLC）在工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要介紹了研制工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)的可編程控制器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及設(shè)計過程，最后通過設(shè)備安裝，現(xiàn)場調(diào)試，成功驗證了程序的可行性，實現(xiàn)了工業(yè)水泵操作人員在上位機上可直接遠程監(jiān)視工業(yè)水泵的運行情況，具有實踐應(yīng)用的意義。

關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC） 工業(yè)以太網(wǎng) 繼電器 上位機iFIX系統(tǒng)

0 引言

可編程序控制器（PLC）是一種能夠適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境的控制裝置，其穩(wěn)定的性能受到廣大工業(yè)生產(chǎn)者的好評。這種控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性。應(yīng)用面廣、功能強大、使用方便，是當代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。變頻技術(shù)的發(fā)展推動了PLC的應(yīng)用，它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領(lǐng)域。PLC在工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的開關(guān)量輸出功能。

工廠的現(xiàn)狀是上位機不能直接監(jiān)視工業(yè)水泵的運行情況，給工廠的生產(chǎn)帶來不便和安全生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定因素。鑒于以上我們決定研發(fā)利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架實現(xiàn)工業(yè)水泵與上位機通訊。

1 提出各種方案并確定最佳方案

1.1 通訊方式分析

現(xiàn)有的主要幾種工業(yè)控制通訊方式有“工業(yè)以太網(wǎng)”， “現(xiàn)場總線通訊”，“串口通訊”。通訊方式應(yīng)具有的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸及時、準確，不影響設(shè)備正常運行，經(jīng)濟性、實用性高。

以下是這3種通訊方式的分析表：

1.2 通訊方式的選擇

根據(jù)我廠目前通訊方式為工業(yè)以太網(wǎng)（如下圖），經(jīng)過認真比較，利用現(xiàn)有通訊方式研制通訊系統(tǒng)為最佳選擇。

以下是在工業(yè)以太網(wǎng)下的數(shù)據(jù)傳輸過程。

首先：設(shè)備終端（如：傳感器、流量計接觸器等設(shè)備的模擬量及開關(guān)量信號傳輸?shù)絇LC（可編程控制器）。

然后PLC通過交換機把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上。

服務(wù)器將數(shù)據(jù)再傳輸?shù)缴衔粰C，上位機iFIX系統(tǒng)直接精確地監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程（是全球最領(lǐng)先的HMI/SCADA自動化監(jiān)控組態(tài)軟件）。

2 具體方案分析、實施

2.1 需解決問題

在基于工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式下，研制工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)需解決以下三點問題：

問題一：工業(yè)水泵與PLC之間的通訊。

問題二：PLC信號識別及反饋。

問題三：上位機信號識別及狀態(tài)顯示。

2.1.1 問題一：工業(yè)水泵與PLC之間的通訊

解決方案：通過繼電器傳遞通訊信號。

它的主要優(yōu)點是：通訊方便，應(yīng)用廣泛，性價比高。它的主要缺點是：編制程序繁瑣。經(jīng)過討論，可以解決各項編程問題。因此，決定采用此方案。

確定問題一的解決方案后，對幾種備選繼電器進行比較，由于“歐姆龍繼電器”性能穩(wěn)定，性價比高等。因此決定選擇此品牌繼電器。

2.1.2 問題二：PLC信號識別及反饋

解決方案：PLC程序編程。

2.1.3 問題三：上位機信號識別及狀態(tài)顯示

解決方案：上位機IFIX系統(tǒng)編程。

2.2 按解決方案實施

2.2.1 根據(jù)以上方案分析，我們制定了如下對策表：

2.2.2 按對策實施：

①對策一實施：繼電器安裝及接線。

②對策一實施：PLC DI模塊接線。

③對策二實施：PLC程序編程。

我們在中控室電腦上用S7軟件進行PLC程序編程。

④對策三實施：上位機IFIX系統(tǒng)編程。

我們在中控室上位機IFIX系統(tǒng)中根據(jù)點表確定數(shù)據(jù)源，進行程序編制。

3 通訊系統(tǒng)測試

3.1 網(wǎng)絡(luò)硬件連接（工業(yè)水泵—繼電器—PLC）

通過觀察、測量硬件系統(tǒng)運行正常。

3.2 上位機顯示正常，所編輯程序運行準確

我們通過跟蹤觀察，中控室上位機中，工業(yè)水泵運行狀態(tài)的顯示均正常。工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)研制成功。

4 總結(jié)

4.1 經(jīng)濟效益分析

本次研制工業(yè)水泵與上位機通訊系統(tǒng)硬件投入費用：

繼電器6個：每個繼電器單價198元。共計1188元

連接線30米，價格103元，合計1188+103=1291元

4.2 間接效益

本次活動雖然沒有直接的經(jīng)濟效益。但是，實現(xiàn)了中控工在中控室上位機上可隨時監(jiān)視到工業(yè)水泵的運行情況，消除了之前沒有通訊系統(tǒng)時給車間生產(chǎn)帶來的安全隱患。為保證車間安全生產(chǎn)起到了積極的作用。

我們將PLC控制柜接線圖、工業(yè)水泵控制柜接線圖歸納到CAD電子版圖紙存檔。將PLC控制程序、上位機IFIX系統(tǒng)程序備份到移動硬盤，并建立軟件程序檔案。供在今后的工作中使用。

參考文獻：

[1]海心.西門子PLC開發(fā)入門與典型實例（修訂版）.人民郵電出版社2010.8.

[2]iFix3.5中文使用手冊.2008.

[3]工廠《能源管理系統(tǒng)竣工圖》.