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 啟動(dòng)操作：按下啟動(dòng)按鈕SB1，I0.0的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，M10.0產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖，M10.0的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使Q0.0保持接通，液體A電磁閥YV1打開(kāi)，液體A流入容器。當(dāng)液面上升到SL3時(shí)，雖然I0.4動(dòng)合觸點(diǎn)接通，但沒(méi)有引起輸出動(dòng)作。當(dāng)液面上升到SL2位置時(shí)，SL2接通，I0.3的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，M10.3產(chǎn)生脈沖，M10.3的動(dòng)合觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，復(fù)位指令R  Q0.0使Q0.0線圈斷開(kāi)，YV1電磁閥關(guān)閉，液體A停止流入；與此同時(shí)，M10.3的動(dòng)合觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，保持操作指令S  Q0.1使Q0.1線圈接通，液體B電磁閥YV2打開(kāi)，液體B流入。

西門(mén)子WinCC軟件6AV63812BU074AV0當(dāng)液面上升到SL1時(shí)，SL1接通，M10.2產(chǎn)生脈沖，M10.2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使Q0.1線圈斷開(kāi)，YV2關(guān)閉，液體B停止注入，M10.2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.3線圈接通，攪勻電機(jī)工作，開(kāi)始攪動(dòng)。攪動(dòng)電機(jī)工作時(shí)，Q0.3的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)定時(shí)器T37，過(guò)了6秒，T37動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.3線圈斷開(kāi)，電機(jī)停止攪動(dòng)。當(dāng)攪勻電機(jī)由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，使M11.2產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖，M11.2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.2線圈接通，混合液電磁閥YV3打開(kāi)，開(kāi)始放混合液。

液面下降到SL3，液面?zhèn)鞲衅鱏L3由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)，使M11.0動(dòng)合觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，M20.1線圈接通，T1開(kāi)始工作，2秒后混合液流完，T1動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.2線圈斷開(kāi)，電磁閥YV3關(guān)閉。同時(shí)T1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.0線圈接通，YV1打開(kāi)，液體A流入，開(kāi)始下一循環(huán)。

停止操作：按下停止按鈕SB2，I0.1的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，M10.1產(chǎn)生停止脈沖，使M20.0線圈復(fù)位斷開(kāi)，M20.0動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，在當(dāng)前的混合操作處理完畢后，使Q0.0不能再接通，即停止操作。

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采用化整為零的原則以某一電動(dòng)機(jī)或電器元件（如接觸器或繼電器線圈）為對(duì)象，從電源開(kāi)始，自上而下，自左而右，逐一分析其接通斷開(kāi)關(guān)系。

2．分析方法與步驟

①分析主電路

西門(mén)子WinCC軟件6AV63812BU074AV0無(wú)論線路設(shè)計(jì)還是線路分析都是先從主電路入手。主電路的作用是保證機(jī)床拖動(dòng)要求的實(shí)現(xiàn)。從主電路的構(gòu)成可分析出電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行電器的類型、工作方式，起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、制動(dòng)等控制要求與保護(hù)要求等內(nèi)容。

②分析控制電路

主電路各控制要求是由控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用“化整為零”、“順藤摸瓜”的原則，將控制電路按功能劃分為若干個(gè)局部控制線路，從電源和主令信號(hào)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)邏輯判斷，寫(xiě)出控制流程，以簡(jiǎn)便明了的方式表達(dá)出電路的自動(dòng)工作過(guò)程。

西門(mén)子WinCC軟件6AV63812BD074AV0當(dāng)市政自來(lái)水壓力高于設(shè)定壓力21.56×10⁴Pa時(shí)，直接由市自來(lái)水供水

（2） 當(dāng)市自來(lái)水低于設(shè)定壓力，但不低于下壓力7.84×10⁴Pa時(shí)，采用直抽水加壓供水方案。即逐步起動(dòng)2臺(tái)泵機(jī)向管網(wǎng)充壓。當(dāng)檢測(cè)到市自來(lái)水高于設(shè)定壓力時(shí)，再轉(zhuǎn)換成市自來(lái)水直接供水。

（3） 當(dāng)自來(lái)水壓力持續(xù)低于2.94× 10⁴Pa或出現(xiàn)確切負(fù)壓信號(hào)時(shí)，應(yīng)立即轉(zhuǎn)換成抽池水加壓，但此時(shí)應(yīng)保證水池水位高于低限水位的條件。

（4） 當(dāng)采用直抽水或抽池水加壓供水時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其總出口水壓為給定值，調(diào)節(jié)誤差小于等于± 10%。

3.     PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

恒壓供水系統(tǒng)的檢測(cè)點(diǎn)以及控制量較多，是一個(gè)規(guī)模較大的測(cè)控系統(tǒng)。根據(jù)其特點(diǎn)，我們選用了松下電工的FP₃可編程序控制器作為控制裝置。該控制器與其它可編程序控制器相比，具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，如FP₃采用了模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際需要靈活組裝，使用方便，I/O分配采用自由編程方式；容量大，程序量只受掃描周期限制，而掃描周期可在一定范圍內(nèi)自行更改；具有A/D、D/A、脈沖輸出、位置控制等高級(jí)單元，可實(shí)現(xiàn)“共享存儲(chǔ)器”；另外還有一些特殊的功能。

恒壓供水PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1虛框內(nèi)所示。系統(tǒng)包括一個(gè)電源單元、一個(gè)CPU單元、一個(gè)上位機(jī)聯(lián)結(jié)單元，還有I/O 單元和A/D單元。上位機(jī)采用研華工控機(jī)ABB公司組態(tài)軟件，上位機(jī)聯(lián)結(jié)單元通過(guò)C?/FONT>NET適配器與之通訊。工控機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，顯示器顯示了整個(gè)加壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各個(gè)閥門(mén)與水泵的實(shí)時(shí)狀態(tài)、讀出各個(gè)水壓及流量、閥門(mén)的開(kāi)度、水池水位等參數(shù)，并有各種報(bào)警實(shí)時(shí)顯示和故障記錄。

系統(tǒng)既有模擬量輸入，也有開(kāi)關(guān)量輸入。模擬量通過(guò)A/D模塊輸入，共27個(gè)通道。I/O各有96個(gè)點(diǎn)。

4. PLC的軟件設(shè)計(jì)

      根據(jù)恒壓供水操作要求，PLC控制系統(tǒng)要隨時(shí)監(jiān)控市自來(lái)水以及供水口的情況來(lái)決定是否要起動(dòng)水泵，或是采用直抽水充壓方案還是采用抽水池水充壓的方案。控制系統(tǒng)的程序較復(fù)雜。

在舊加壓設(shè)備中，恒壓供水一般采用起動(dòng)或停止加壓站的水泵和調(diào)節(jié)出口閥開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)是采用繼電接觸器控制線路，這種系統(tǒng)線路復(fù)雜，維護(hù)困難，操作麻煩，工人要24小時(shí)值班看守，勞動(dòng)強(qiáng)度大。所以有必要對(duì)之進(jìn)行改造，提高自動(dòng)化水平。

本文介紹的用于某自來(lái)水加壓站快速起動(dòng)恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)，采用松下電工生產(chǎn)的FP₃型可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制，用研華工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，自動(dòng)化程度高，整個(gè)工作程序自動(dòng)完成，能清楚地顯示各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并自動(dòng)調(diào)節(jié)水壓。

本系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)，如水壓超限報(bào)警、閥門(mén)故障報(bào)警、水位超限報(bào)警并處理、水泵電機(jī)電流過(guò)流報(bào)警并處理等。

2.     系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制要求

      恒壓供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、2個(gè)清水池及泵房組成，如圖1所示。

其中泵房裝有1^# ~ 6^#共6臺(tái)150kW泵機(jī)。另外還有多個(gè)（V₁ ~ V₂₃）電動(dòng)閘閥控制各供水回路和水流量。

要求該恒壓供水系統(tǒng)具有如下基本操作功能。

高速計(jì)數(shù)器：高速計(jì)數(shù)器用來(lái)記錄電頻率高達(dá)7KHz的脈沖，并可連接兩個(gè)垂直900的脈沖串計(jì)數(shù)。使用s7-200可以更容易地定位，或?qū)焖僖苿?dòng)物體進(jìn)行計(jì)數(shù)。

②　口令保護(hù)：由用戶定義的口令，可防止對(duì)可編程序控制器及其內(nèi)存進(jìn)行非法訪問(wèn)。

③ EPROM存儲(chǔ)卡：為插入式內(nèi)存卡，用于存儲(chǔ)程序且不易丟失，以及無(wú)需編程設(shè)備進(jìn)行程序移植復(fù)制。

④　模擬量調(diào)節(jié)：模擬量調(diào)節(jié)是一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)位子蓋板里面的微調(diào)電位器，來(lái)改變兩個(gè)用戶變量的硬件方法，這些變量可以手動(dòng)改變以實(shí)現(xiàn)微調(diào)控制。

⑤　強(qiáng)制功能：可用于強(qiáng)制控制任何輸入和輸出點(diǎn)。強(qiáng)制功能，可以在RUN或STOP方式下使用。

⑥　實(shí)時(shí)時(shí)鐘：可由程序指令訪問(wèn)，用于控制日期。

⑦　脈沖輸出：可選為兩個(gè)50%負(fù)載周期的脈沖串輸出控制，或特定的脈寬調(diào)制輸出控制。

⑧　自由接口方式：用戶可用梯形圖編程來(lái)定義通訊口參數(shù)，提供與不同智能設(shè)備的連接。

⑨ 特殊標(biāo)志：在可編程序控制口與你的程序之間提供狀態(tài)及控制功能的內(nèi)部數(shù)據(jù)位。

⑩ 符號(hào)地址：允許你在程序中使用名稱作為I/O點(diǎn)的地址。

2．條碼掃描儀

采用美國(guó)Metrologic公司的MS700 i串行激光條碼掃描儀，掃描速度達(dá)2000線 / 秒，可靠掃描距離在0—7英寸區(qū)域內(nèi)，在掃描區(qū)內(nèi)有20條激光掃描線,分五個(gè)方向?qū)l形碼進(jìn)行掃描，可選擇12種條形碼碼制，通過(guò)RS 232接口與PLC進(jìn)行通信。與CCD掃描儀相比，激光掃描儀首讀率高，能高速掃描識(shí)讀任意方向通過(guò)的條碼且對(duì)操作者要求低，實(shí)際應(yīng)用中效果很好。

3．中文顯示屏

中文顯示屏使用自定義通信協(xié)議通過(guò)RS 485接口與PLC通信。

4 軟件設(shè)計(jì)

1、PLC軟件設(shè)計(jì)

（1）PLC與PC的通信及條碼識(shí)別

PLC與PC之間的通信采用RS-485/RS-232方式，信號(hào)的轉(zhuǎn)換由RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器完成。以下簡(jiǎn)要介紹S7-200系列與自由口功能有關(guān)的寄存器SMB2，SMB3，SMB30，它們主要用于自由口通訊方式的確定及運(yùn)行管理。

控制字寄存器SMB30用于存儲(chǔ)通訊方式控制字，由用戶寫(xiě)入，屬于可讀寫(xiě)的特殊標(biāo)志位寄存器。其格式如下：