维普资讯 http://www.cqvip.com 《自动化技术与应用》２００ ７年第２６卷第８期 经验交流 １＿ｅｃｈｎｉｃａＩ ＣｏｍｍＵｎｉｃａｔｉｏｎｓ 基于Ｍ Ｃ Ｇ Ｓ的水厂控制系统 李斌，邹灿红 （湖南信息职业技术学院，湖南长沙４１０２００） 摘要：为提高水厂生产自动化程度，提供更好的服务，采ＭＣＧＳ组态软件＋ＰＬＣ方式进行控制，将控制功能放在ＰＬＣ中实现，由 ＭＣＧＳ组态软件实现实时监控、报警、数据查询及报表输出等功能。 关键词：ＭＣＧＳ；ＰＬＣ；监控系统 中图分类号：ＴＰ２９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—７２４１（２００７）０８—０１０６—０２ Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＣＧＳ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒｗｏｒｋｓ ＬＩ Ｂｉｎ，ＺＯＵ Ｃａｎ－ｈｏｎｇ ￣ｕｎａｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０２００Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ＰＬＣ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＭＣＧＳ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ．ＰＬＣ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ＭＣＧＳ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｌａｒｍ，ｄａｔａ． ｉｎｑｕｉｒｙ ａｎｄ ｐｒｉｎｔｏｕｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＣＧＳ；ＰＬＣ；ｍｏｎｉｔｏｒ ｎｄ ｃｏｎｔａｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ １引言 随着社会的发展和进步，人们对供水系统的要求越来越高， 各自来水厂也相继引入新技术进行技术改造，实现水厂控制自动 化，我们采用ＭＣＧＳ＋ＰＬＣ方式进行控制，ＭＣＧＳ组态软件用于 采用研华ＩＰ６ｌ０，系统平台为Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００，用ＭＣＧＳ￣／：进行 工程开发。考虑到距离较远，上位机与下位机之间采用选用ＲＳ一 ４８５通信方式，在ＰＬＣ与上位机之间接入ＦＸ－４８５ＰＣ—ＩＦ接口， 实现ＲＳ－２３２／４８５变换，再通过ＦＸ２Ｎ一４８５一ＢＤ、ＦＸＯＮ一 开发控制系统监控工程，实现报警、数据查询、报表输出及监控 等功能，而控制功能大部分通过ＰＬＣ实现。 ４８５ＡＤＰ和ＦＸ２Ｎ—ＣＮＶ—ＢＤ实现通信ｔＦ￣ＲＳ一４８５／２３２变换。 根据水厂的工艺要求、管理模式和现场实际情况，本着经济、 实用、可靠和先进的原则，确定水厂的控制系统结构如图１所示。 ２控制方案和系统构成 设计时既考虑集中控制的优越性，又考虑到检修和设备故 障时现场操作的安全性和方便性，将整个系统分成本地操作站和 中控室两个部分。 整个系统有４个ＰＬＣ本地操作站：消毒站、沉淀站、滤池站 和输水泵房站，各站ＰＬＣ均采用三菱公司ＦＸ的产品，变频器采 用ＦＲ—Ａ０４４－２．２Ｋ，在所有电气设备的现场都设立了现场操作 箱进行就地控制，操作箱上设置了“手动／自动”切换开关，以 提高系统可靠陛，当自动控制系统出现故障，设备正常工作，不 影响生产运行ｌ４】。 图１水厂控制系统结＿构图 中控室能对全厂的生产过程进行控制、监视和管理，能动态 反映各部分的运行状态，主要生产过程参数、工艺参数。上位机 ３信号采集和处理 水厂控制系统的监控对象主要包括系统运行状态、各水泵 机组运行状况、变频器运行状况、电压、电流、功率、水压、流 量和水位等。 收稿日期：２ ０ ０ ６－１１—２１ ３．１开关量信号采集和处理 维普资讯 http://www.cqvip.com 经验交流 《自动化技术与应用》２００７年第２６卷第８期 ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 系统各种运行状态均由开关量反映，ＦＸ２Ｎ一３２ＭＲ的Ｉ／Ｏ 供水监控窗口画面的设计应以操作方便、实用为原则，如图 点数各为１６，其对应的输入、输出继电器状态反映了各控制设备 ２所示，能实现实时监视各重要设备的运行状态和相关数据，实 的运行状态，上位机可通过ＭＣＧＳ组态软件读取ＰＬＣ的输入、输 现历史数据的存储和查询，可通过报表或曲线图形的方式满足数 出继电器状态即可获取各控制设备的运行状态。 据管理功能要求，实现自动报警功能和远程操作等功能。并通过 ３．２模拟量信号采集和处理 设置系统管理员和系统操作员两个级别的访问权限，系统管理员 系统运行时的电压、电流、水压、液位等模拟量通过配置模 可以修改系统参数，画面组态、实时监控、系统运行和退出、用 块ＦＸ２Ｎ一４ＡＤ来采集，并实现数模转换，以ｌ２位的数字量形式 户管理，系统操作员可修改参数、实时监控和退出系统，以达到 存贮在ＦＸ２Ｎ一４ＡＤ的缓冲寄存器的ＢＦＭ中。 保证系统安全陛。 通过设定ＢＦＭ＃１５来选择模拟量转换速度，正常速度为 １５ｍｓ／通道，高速为６ｍｓ／通道。为减少外部干扰和内部噪声对 ５ ＰＬＣ与ＭＣＧＳ的通信连接 采集数据准确的影响，保证数据采集的可靠陛，对采样值进行软 为实现实时监控需在ＭＣＧＳ中进行设备连接，使ＰＬＣ和上 件滤波。通过ＢＦＭ＃ｌ——ＢＦＭ＃４来设定各通道的软件滤波采 位计算机建立起正确的通信，在ＭＣＧＳ设备窗口中首先添加一个 样个数，然后求和取平均值，将获得平均采样值存入ＢＦＭ＃５一 通用串口父设备，设置设备属性，选择通信参数为端口号为０一 一ＢＦＭ＃８。ＰＬＣ通过功能指令ＦＲＯＭ将其内容传送到主机的内 ＣＯＭ１，波特率为９６００，７位数据位，ｌ位停止位，偶校验，数据 部数据寄存器Ｄ０——Ｄ５保存，此外，为了消除外界的信号干扰， 采集方式为同步采集。在父设备下面创建一个三菱ＦＸ系列串口 还对模拟信号进行有效性检查，剔除过大或过小的采样值［３】。 子设备，设置子设备ＰＬＣ的属性，主要进行通道连接操作，将相 由于各模拟量变送器的输入为不同性质的物理量，且输入 应通道与ＭＣＧＳ实时数据库中的变量相连，对ＰＬＣ的Ｘ、Ｙ、Ｍ、 范围不同，而输出均采用４＂２０ｍＡ的电流信号，因而各变送器的 ＰＬＣ的输 分辨率是不同的，相应地ＦＸ２Ｎ－４ＡＤ输出单位数字量对应的模 出。为实现ＰＬＣ与上位机之间的通信，要求他们的通信参数设置匹 拟量大小不同。上位机对Ｄ０——Ｄ５的数据作处理时，应考虑各 配，因此，需在ＰＬＣ中运行如图３所示的一巨龟ｉ置信控制程序，实现 实际变送器的分辨率。 对ＰＬＣ内三个特殊数掳猎Ｆ字器Ｄ８１２０、Ｄ８１２１、Ｄ８１２９￣”。 ４上位机监控系统设计 上位机监控系统由ＭＣＧＳ组态软件设计开发，ＭＣＧＳ是一 套３２位全中文自动化控制组态软件，可运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／ ＮＴ／２０ｏ０／ＸＰ操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设 备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、历史数据 图３ ＰＬＯ通信控制程序 与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输 出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、智能楼宇、实验 ６结束语 室等多种工程领域【２】。 利用ＭＣＧＳ组态软件开发的水厂控制系统，提高了水厂的自 动化控制与管理水平，系统操作简便，运行可靠，稳定性好，对降 低能耗，提高生产效率起到了很好的效果，具有较好的推广价值。 参考文献： 【１］ 郭宗仁，可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术 【Ｍ】，北京：人民邮电出版社，２００２．９ 【２】 昆仑通态，ＭＣＧＳ工控组态软件手册【Ｍ】，北京：昆仑通 态设计计算机技术研究所，２００４ 【３】刘法治，等．ＰＬＣ在恒压供水模糊控制系统中的应用【Ｊ】． 微计算机信息，２００６（２２）．６４－６６ 【４】殷翠萍，ＰＬＣ自动控制系统在水厂中的应用【Ｊ】．测控技术， ２００５，（１０）：３２－３５ 作者简介：李斌（１ ９ ７ ３一），男，湖南信息职业技术学院讲 图２供水监控窗口画面 师，主要从事电气自动化专业教学和科研。