PLC恒压供水上位机控制系统的研究.pdf

仪器仪表用户 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 1 0 4 1 ． 2 0 1 2 ． 0 1 ． 0 2 0 P L C恒 压供 水上位机控 制 系统 的研 究 王旭 辽宁装备制造职业技术学院 ， 沈阳 1 1 0 1 6 1 日 验窒逾臼 摘要 本系统采用V B 6 ． 0开发软件， 实现i f - J 子 s 7 2 0 0系列P L C与上位机之间的串行通信。 提高 P L C控制系统的实时监控性。 完善控制系统的控制功能。通过 V B 6 ． 0提供的串行通信 A c t i v e X控件 MS C o mm， 采用自由口通信协议实现 P L C与上位机之间的 通信。 使上位机能够获取相关实验数据进行存储和处理。本系统设计应用于恒压供水系统， 对水泵的运行情况进行监控。 关键词 P L C； 上位机 ； 恒压供水 中图分类号 T P 3 I 1 文献标 志码 B Re s e a r c h o f c o ns t a nt pr e s s ur e wa t e r s up p l y ho s t c o m p u t e r c o nt r o l s y s t e m ba s e d o n PLC W ANG Xu L i a o n i n g E q u i p m e n t M a n u f a c t u r i n g C o l l e g e ， S h e n y a n g 1 1 0 1 6 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Th is s y s t ern r e a li z e s s e r ia l c o mmu n i c a t ion b e t we e n Si me n s S 72 0 0 s e r i e s PL C b a s e d o n VB 6 ． 0 a n d t h e s u p e - r i o r ma c h i n e， wh ic h i s f o r t h e p u r p o s e o f e n h a n c i n g t h e P L C c o n t r o l s y s t e m ’ S r e a l - t i me mo n it o r i n g， p e rf e c t i n g la b o r a t o r y b e n c h c o n t r o l s y s t e m ’ S c o n t r o l f u n c t i o n ． s e r i a l c ommu n ic a t i o n Ac t i v e X whic h p r o v i d e s t h r o u g h VB 6 ． 0 c o n t r o l s MS Co mm ， i t u s e s t h e f r e e c o mmu n ic a t i o n pr o t o c ol t o r e a l iz e c o r r e s p o n de n c e b e t we e n P L C a n d t h e s u p e r i o r ma c hin e， e n a b le s t h e s u p er i o r ma c h i n e t o g ain t h e r e l a t e d e mp i r i c a l d a t u m t o c a r ry o n t h e me mo ry a n d p r o c e s s i n g pr o mp t ly ．Th i s d e s i g n is a p - p l i e d i n t h e c o n s t a n t p r e s s u r e wa t e r s u p p ly s y s t e m， c a r r ie s o n t h e mon i t or in g t o wa t e r p u mp’ S mo v e me n t s i t u a t ion ． K e y wo r d s PL C；h o s t c o mp u t e r ； c o n s t a n t p e s s u r e wa t e r s u p p l y O引言 随着城市的发展， 对住宅小区的供水质量要求的不断提 高， 传统的水塔、 水箱及气压供水设备 ， 由于水压不足， 已经远 远不能满足人们的生活需要。由于用户用水在高峰和低峰用 信息， 包括特征距离探头环的位置，特征信号幅度， 横截面积 损失等， 备注中标出在役管道状况 ， 是否存在腐蚀等 ， 为管道 维修提供依据。 5结论与建议 本文以重庆气矿某站来气管道为例， 运用超声导波技术 进行检测， 对管道可能存在的疑似缺陷和腐蚀程度作出了初 步的判断， 对管道的维修保养工作起到一定指导作用。 超声导波技术在管道检测中有很多优势， 仍有需要改进 的地方 1 对于埋地管道来说， 由于工作环境复杂， 含有很多不确 定因素， 使导波检测对疑似缺陷和腐蚀程度 的判断很困难 ， 需 要作进一步深入研究。 2 在现有统计分析和谱分析等方法基础上， 采用小波变 换技术、 二次型时频分布等技术对损失信号处理 ， 可在一定程 度上提高信噪比， 增强信号识别。 3 开发基于数据库的管道超声导波检测缺陷智能识别系 统， 妥善保存和有效利用导波检测积累的大量检测数据。口 参考文献 [ 1 ] J a e S h i n ． T i m e - - l o c a l i z a t i o n f r e q u e n c y a n al y s i s o f u l t r a s o n i c 欢迎订阅 欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息 g u i d e d w a v e f o r n o n d e s tr u c t i v e t e s t i n g ． R e v i e w of P I o s i n Q u a n t i t a t i v e No n d est r u c t i v e Ev alu a t i o n ． 2 O O O ． 1 9 7 0 97 7 1 6 ． [ 2 ]P e t e r C a w l e y ． P r a c t i c a l l o n g r ang e gui d e d w a v e i n s p e c t i o n - A p p l i c a rio u s t o p i p e s a n d r a i l ．NDE 2 0 0 2 p r e d i c t ． a s s u r e ． i mp mv e ． Na t i o n a l S e mi n a r o nS N T C h e n n a i ． 1 2 ． 2 0 0 2． [ 3]D． N ． A U e y n e ， M． L o w e ， P ． C a w l e y ．T h e r e fl e c t i o n o f g u i d e d w a v e s fro m c i r c u mf e ren t i al n o t c h e s i n p i p e s ． J o u r n al of App l i e d Me c h a n i c s ， 1 9 9 8， 6 5 6 3 5 - 6 41 ． [ 4 ]赵彩萍． 管道超声 导波检 测数据 分析 及缺 陷诊 断系统 开发 [ D] ． 北 京工业 大学 ， 2 0 0 9 ． [ 5 ]张伯莹． 压力 管道 低频导 波检测技术 应用性研 究 [ D] ． 大连 理工大学 ， 2 0 0 9 ． [ 6 ]李 国华 吴 淼． 现 代无 损 检测 与 评 价 [ M] ． 化 学工 业 出版 社 ． 2 0 1 1 ． [ 7 ]王智． 超声 导 波 技术 及其 在 管 道 无损 检 测 中 的应用 研 究 [ D] ． 北京工业 大学 ， 2 0 0 2 ． [ 8 ]崔鹏 ， 解腾云， 王小保．长距离超声导波检测应用研究[ J ] ． 油气田开发， 2 0 1 1 ， 4 J D 3 2 9 9～ 3 0 1 ． 作者 简介 杨 帆 1 9 8 7年- ， 硕士研 究生 ， 测试计量技术及仪 器专业 ， 主 要进行超声导波技术在油气管道无损检测中的应用和超声导波信号 分析处理方面的研究。 收稿 日期 2 0 1 1 4 9 ． 1 6 El C V0 I ． 1 9 2 0 1 2 NO ． 1 5 7 水量相差很大 ， 供水要保持在一个稳定的范围内。随着变频 调速技术的发展 ， 基于 P L C的恒压变频供水系统广泛应用于 城市供水中。该系统提高了供水质量， 节约了电能。 由于 P L C的局限性， 在数据计算处理和人机交互性等方 面不能满足用户更高的控制要求。为此 ， 可以将 P L C和上位 计算机结合， 以计算机的强大优势完成对 P L C系统的监控。 1 控制系统的设计要求 系统设计要求包括上位机与下位机两部分， 下位机 P L C 实现供水控制和变频调速控制， 上位机实现远程监控、 高速历 史数据的存储和查询等功能⋯。 恒压供水泵站需要多台水泵及电机 ， 其主要 目的是保持 管网水压的恒定， 水泵电机的转速要跟用水量的变化而变化， 因此需要变频器 为 电机供 电。用数 台电机 配一 台变 频器 ， 变 频器与电机间可以切换。当供水时 ， 一台水泵电机采用变频 方式 ， 其他的水泵电机采用工频运行方式， 可以满足不同的水 量需 求 。 恒压供水上位机系统通过 P C机实现与 P L C的通信， P C 机作为上位机可以实现对下位机 P L C系统的参数设定， 上位 机可以显示下位机系统的运行状态， 如在 P L C状态显示窗口 显示恒压供水的水泵运行情况。上位机可以实现对某一参数 的实时监测， 如可以实现恒压供水管网压力监测， 绘制压力曲 线 图。 根据控制系统的要求 ， 需要开发一个上位机串口软件， 实 现上 、 下位机的连接与通信。P c上位机采用 V B 6 ． 0开发软 件 ， 通过 MS C o m m控件与西门子 s 7 2 0 0通信 ， 实现数据的发 送与接收 。利用 P C机的强大处理功能对接收到的数据进 行处理与分析， 实现对恒压供水网管的监测与控制。 2控制系统的实现方法 2 ． 1 MS C o mm 控件的使用 MS C o m m控件是 Mi c r o s o f t C o m m u n i c a t i o n s C o n t r o l 的简称， 它是 Mi c r o s o f t 公 司提供的简化 Wi n d o w s 下串行通信编程 的 A c t i v e X控件， 为应用程序提供了通过串行接口发送数据的简 便方法。在处理通信问题上 ， MS C o m m提供了两种方法 事件 驱动法与查询法 。 1 事件驱动通信是一种功能很强的处理串 口活动的方 法。当在 C D C a r r i e r D e t e c t 线或 R T S R e q u e s t T o S e n d 线上 有字符到达或发生了改变， 在这种情况下， 可以使用 MS C o mm 控件的 O n C o m m事件捕获和处理这些通信事件。O n C o m m也 可以捕获和处理通信中的错误。编程过程中还可以在事件处 理函数当中加入 自己的处理代码。这种方法的优点是程序响 应及时、 可靠性高。 2 另一种处理方法是查询方式。MS C o m m控件可以在每 个重要的程序功能之后检查 C o m mE v e n t 属性的值来检测事件 和通信错误。使用的每个 MS C o m m控件都与一个串 口对应。 如果在 应 用 程 序 中需 要 访 问 多个 串 口， 必 须使 用 多 个 MS C o m m控件， 可以在 Wi n d o w s控制面板中修改串口地址 的 中断地址 。 本系统中上位机要处理的通信问题较多， 因此采用事件 驱动方式 。 2 ． 2 s 7- 2 0 0系列 P L C 自由通信 口的设置 5 8 EI C V0 1 ． 1 9 2 01 2 No ． 1 量 塞旦 上位机系统的控制程序为实现对下位机的完全操控， 采 用完全操作通信端口， 通信协议也必须完全受上位程序控制 ， 因此 s 7 2 0 0的通信口设为 自由口通信模式。 自由口通讯是通过用户程序可以控制 s 7 2 0 0通讯口的 操作模式， 利用 自由13 模式 ， 可以实现用户定义的通信协议去 连接多种智能设备。在 自由口模式下， 通信协议完全由用户 程序控制。通过使用接收中断、 发送中断、 发送指令和接收指 令 ， 用户程序可以控制通信 口的操作 4 j 。通过特殊功能继电 器可以设定允许自由口模式， 而且只有在 C P U处于 R U N模式 下才能允许 自由口方式。 s 7 2 0 0 C P U上的通信在电气上是标准的 R S 一4 8 5半双 工串行通信口， 其字符通信格式一般包括 一个起始位、 7或 8 位字符 、 一个奇／ 偶校验位。本系统中所设置的自由口波特率 为 9 6 0 0 。当发送指令允许时， 发送指令 X MT 启动数据缓冲 器 T B L的数据传输。数据缓冲器的第一字节指定传输的字节 数 目， 从第二个字节以后的数据为需要发送的数据。P O R T指 定传输使用的通信口， X M T指令用于在自由口模式下通过通 信 口传输数据 。 2 ． 3 通信协议的制定 上 、 下位机的通信格式完全由上位机控制程序设定， 上位 控制程序定义指令格式， 该指令格式分为两部分 读指令及读 指令返回、 写指令及写指令返回。 2 ． 4 上位机控制系统的设计 上位机系统能够实现对下位机水泵运行状态的监控 ， 包 括三个水泵的工频、 变频及故障状态。能够读取下位管网压 力的数据并绘制实时曲线 ， 同时能够没定恒压供水 的各种参 数 ， 例如水泵的启动与停止、 手动与 自动的切换、 加速时间与 减速 时间的设定 等。 。 。 上位机控制系统中有4个模块 水泵运行状态监控模块、 系统参数设置模块、 压力曲线绘制模块和故障记录查询模块， 共同实现了上位机控制系统对整个恒压供水系统的监测与控 制功能 。 1 水泵运行状态监控模块 包括水泵启动控制和水泵运 行状态显示及绘制实时曲线和故障信息存储。模块中， 加载 了两个定时器、 一个 M S C o m m通信控件及 S H A P E图像控件。 定时器 1用于定时向下位机发送读参数指令， 当参数设定事 件发生后 ， 定时器 1将停止工作 ， 当接收到参数设定的反馈信 息后 ， 才能重新启动。定时器 2用于处理反馈数据。 2 系统参数设定模块 水泵运行状态模块 中设有系统参 数设定按钮， 点击按钮将会进入到系统参数设定模块 ， 文本框 可以输入相应的各种参数。在文本框内输入信息后 ， 点击参 数设定按钮 ， 系统将禁止定时器 1的工作， 并向下位机发送写 命令， 等待数据接收后 ， 定时器 2处理相关的反馈信息。 3 压力曲线绘制模块 用于绘制实时曲线 ， 便于用户观 测管网实时数值。 4 故障记录查询模块 用于查询记录故， 及故障的存储。 3结束语 本系统利用 V B 6 ． 0的 MS C o m m 控件实现 了上位 机对 P L C的串行通信。本系统达到了预定的设计要求 ， 利用该软 件实现了对下位机水泵运行状态的监控。利用 MS C o mm实现 欢迎光临本刊网站 h t t p ／ ／ w ww． e i c ． c o m． c r l d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 1 0 4 1 ． 2 0 1 2 ． 0 1 ． 0 2 1 智能车起跑线边 沿检测方法 的设计与实现 高素文 华北电力大学 自动化系， 保定 0 7 1 0 0 0 摘要 本文介绍了一种使用边沿检测来识别智能车赛道起跑线的方法， 详细地对起跑线的特征以及智能车经过起跑线的情 况进行分析， 论述了起跑线边沿检测法的实现步骤， 并讨论了如何进一步提高起跑线边沿检测法准确性的问题。 关键词智能车； 起跑线；边沿检测 中图分类号 T P 3 9 1 ． 4 文献标志码 B Th e de s i g n a n d i mpl e m e n t a t i o n o f s ma r t c a r s t a r t i ng l i n e e d g e de t e c t i o n me t h o d GA0 S u． we n D e p a r t m e n t o f A u t o m a t i o n ， N o a h C h i n a E l e c t r i c P o w e r U n i v e r s i t y ，B a o d i n g 0 7 1 0 0 0， C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o du c e s a k i n d o f wa y t o id e n t i f y t h e Sma r t Ca r Co mp e t i t i o n t r a c k’ S s t a r t i n g l i n e b y u s in g e d g e d e - t e c t ion me t h o d，a n a l y s e s t h e s t a rt i n g li n e f e a t u r e s a n d t h e s i t u a t io n s a f t e r s ma rt c a r p a s s e d it ．Th is p a p e r a ls o d i s c u s s e s t h e i mp l e me n t a t i o n s t e p s o f t h e s t a r t i n g l i n e e d g e d e t e c t i o n an d h o w t o f u rth er imp r o v e t h e a c c u r a c y ． Ke y wo r d ss mart c a r ； s t a rt i n g l i n e； e d g e d e t e c t ion O引言 “ 飞思卡尔” 智能汽车竞赛是 由教育部高等学校 自动化 专业教学指导分组委员会主办、 飞思卡尔半导体公司协办的 全国性比赛。比赛要求参赛队伍 自主设计并完成一辆能自动 识别路线并能在专 门设计的封闭跑道上 自动驾驶的智能汽 车 。赛事从 2 0 0 6年至今已成功举办了六届 ， 随着该项赛事 的良好发展 ， 参赛赛车的平均行驶速度也逐年提高。全国大 学生“ 飞思卡尔” 杯智能汽车竞赛规则规定， 预赛与决赛阶段 都要求每辆赛车在赛道上跑一圈， 以计时起跑线为计时点 ， 跑 完一圈后赛车需要 自动停止在离起跑线之后三米内的赛道 上。如果没有停止在规定的区域内， 则 比赛成绩增加 1秒。 因此能准确识别起跑线， 并能停止在规定的区域内， 以不致被 加罚 1秒， 这对于以竞速为主的赛车比赛尤为重要。 在“ 飞思卡尔” 杯智能汽车竞赛中的三个 比赛组别 中， 光 电组目前主要采用抗干扰能力较强的激光传感器作为巡线传 感器， 。本文就光电组中激光传感器对起跑线识别问题进行 探讨， 进行了一种有效的起跑线边沿检测方法的设计和分析。 1 起跑线及比赛规则 全国大学生“ 飞思卡尔” 杯智能汽车竞赛 的跑道起跑线 如图 1 所示， 跑道表面为白色， 中心有黑线作为引导线， 黑线 宽 2 5 mm 5 n u n 。在计时起始点处， 距离引导线 4 ． 5 c m的位 置左右分别有一长度为 l O c m的黑线。 赛车起跑时， 放置于起跑线下方的起始区， 计时以赛车第一 次通过起跑线开始， 赛车JI顷 利完成跑道循迹， 跑完赛道全程后， 第 二次通过起跑线算作完成比赛， 计时结束。如果赛车未能成功检 测到起跑线， 则不能在规定的3米区域内停止， 比赛计时成绩将 增加 1 秒 。比赛成绩是以赛车跑完赛道全程的用时为评价标 准， 故准确检测起跑线对赛车的成绩具有非常重要的意义。 起跑线 ll ●■■■■一 起跑线 互 ． 1 o c m．9 c m 9 c m ．1 0 c m ． 起 起 赛 个 跑 嵩l 警 跑 珊 一一 区 图 1 智能车赛道起跑线 该软件的设计， 使应用程序结构简单、 集成性好。口 参考 文献 [ 1 ] 陈德南． P L C恒压供水上位机控制系统的开发[ J ] ． 计算机与 现代化 ， 2 0 1 1 ， 2 1 0 0 ． 1 0 2 ． [ 2 ]刘智 ． 小 区恒压供水 控制 系统的研究 [ J ] ．内蒙古 民族 大学 学报 ， 2 0 1 0， 1 6 5 1 7 - 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