采用T910PLC 單機(jī)為核心設(shè)計(jì)泵站運(yùn)行所需要的遠(yuǎn)程測(cè)控終端，以滿足控制中心通過相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境配電、電機(jī)、管道等主要參數(shù)采集和設(shè)備控制。
城鎮(zhèn)供水行業(yè)對(duì)于水源井泵站的測(cè)控應(yīng)用多以SCADA 系統(tǒng)構(gòu)筑，因此作為系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控終端設(shè)備(RTU)來說，其性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用效果。應(yīng)該說，國內(nèi)工控電子產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，為用戶集成開發(fā)終端產(chǎn)品所提供的資源選擇空間也越來越大。對(duì)于同一個(gè)功能項(xiàng)目，無論是主流單板機(jī)系列還是各類PLC 產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)僅僅是過程問題，但對(duì)于開發(fā)而言，方便高效、提高性價(jià)比、保障穩(wěn)定性和可靠性無疑是考慮的重點(diǎn)。
以北京騰控科技推出的T-910 型PLC 為核心，實(shí)現(xiàn)了供水公司水源井泵站遠(yuǎn)程測(cè)控終端的設(shè)計(jì)，滿足了部分老產(chǎn)品的更新?lián)Q代和新井的配置應(yīng)用。
關(guān)于T-910 PLC
T-910 可編程控制器是北京騰控科技有限公司T-900 系列PLC 中一款產(chǎn)品， 使用最大頻率72 MHz 的ARM 工業(yè)級(jí)CPU， 外擴(kuò)32 M SDRAM 和4 MFLASH，嵌入式操作系統(tǒng)，2 M 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和2 M 用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。編程軟件使用KW MULTIPROG，通過以太網(wǎng)下載程序，另有3 路RS232/485 接口。T-910 集成12 路DI、8 路DO、8 路AI、2 路AO、2 路高速脈沖計(jì)數(shù)以及24 V 直流輸出于一體;單臺(tái)模塊即可靈活應(yīng)用于各種小型工業(yè)自動(dòng)控制場(chǎng)合。
選用亮點(diǎn)：
● 單機(jī)輸入/ 輸出端口類型全、數(shù)量多、配置標(biāo)準(zhǔn)，特別是模擬量輸入端口數(shù)量和信號(hào)輸入標(biāo)準(zhǔn)恰能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要。
● · 多種通訊口，可靈活搭建基于有線、GPRS、數(shù)傳電臺(tái)以及以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)傳輸通道，用戶組網(wǎng)選擇性強(qiáng)。
● 寬溫工作-40 ～ 85℃，尤其適用于北方冬夏季節(jié)中的極端氣候環(huán)境。
泵站遠(yuǎn)程測(cè)控終端的設(shè)計(jì)
1. 泵站測(cè)控終端功能要求本項(xiàng)目中水源井泵站多為單泵運(yùn)行，個(gè)別加裝輔助水泵。水源井遠(yuǎn)離水廠分布，現(xiàn)場(chǎng)潛水泵電機(jī)額定功率為75 kW，配常規(guī)自耦降壓?jiǎn)?dòng)柜，也有泵站選用了軟啟動(dòng)器的電路。為達(dá)到無人值守、遠(yuǎn)程測(cè)控的目的，要求測(cè)控終端能實(shí)現(xiàn)以下功能：
● 采用數(shù)傳電臺(tái)搭建傳輸網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)內(nèi)終端唯一站號(hào)標(biāo)識(shí)。
● 采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)(模擬量：線電壓、三相電流、井水位、瞬時(shí)流量、出口壓力;脈沖量：積算流量;開關(guān)量：紅外報(bào)警器、運(yùn)行狀態(tài)輔助開關(guān)等)，并按規(guī)定格式組織數(shù)據(jù)包。
● 按自有協(xié)議進(jìn)行通訊，根據(jù)測(cè)控中心計(jì)算機(jī)指令，完成數(shù)據(jù)上傳、水泵遙控開、停操作。
● 通訊、控制狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及異常狀態(tài)分析、觸發(fā)和響應(yīng)。
● 時(shí)段數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，便于上位機(jī)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的追補(bǔ)。
2. 硬件配置
為便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和配置，成品終端采用壁掛箱體結(jié)構(gòu)，相關(guān)單元模塊集成裝配其中。主要由T-910PLC、數(shù)傳電臺(tái)、直流電源、按鈕開關(guān)以及端子排等組成。根據(jù)各單元的資源情況和對(duì)終端功能的要求，完成硬件電路連接的設(shè)計(jì)。
3. 軟件設(shè)計(jì)
整體思路：PLC 運(yùn)行時(shí)， 通過PLCMODE_RUN 狀態(tài)(類似S7-200 中的SM0.0 寄存器)進(jìn)行必要的端口初始化設(shè)置;主程序檢測(cè)通訊口接收緩存數(shù)據(jù)，判斷是否為針對(duì)本站的指令，并響應(yīng)執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令處理模塊;通過掃描DI端口相應(yīng)開關(guān)狀態(tài)變化執(zhí)行對(duì)應(yīng)的功能模塊;將輸入端口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及數(shù)組編排;對(duì)PLC 時(shí)鐘進(jìn)行檢測(cè)，到設(shè)定時(shí)刻把數(shù)據(jù)按規(guī)定格式進(jìn)行存儲(chǔ)。
程序的編寫和調(diào)試在KWMULTIPROG 環(huán)境下進(jìn)行，指令系統(tǒng)參照IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)。由于要實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)傳輸，因此通訊控制是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
騰控公司為T910 提供了幾種類型的通訊用函數(shù)庫TCNETLIB。對(duì)于電臺(tái)使用的物理端口為COM 口，因此程序中使用了其中的PORT_OPEN、PORT_READ和PORT_WRITE。考慮到收發(fā)轉(zhuǎn)換過程中硬件電路切換存在的延時(shí)，軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)量預(yù)留約50 ms 的余量，防止傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)丟失。其他功能模塊用開發(fā)環(huán)境提供的常用函數(shù)資源足以實(shí)現(xiàn)，整體所用代碼量很少，跟蹤調(diào)試也很方便。
成品應(yīng)用結(jié)論
設(shè)計(jì)、裝調(diào)完成后已成功并入供水公司的泵站測(cè)控系統(tǒng)中，在退役產(chǎn)品的更新?lián)Q代中發(fā)揮了作用，并準(zhǔn)備裝配在新增泵站中。通過上位機(jī)配置與該P(yáng)LC匹配的參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)基本一致，控制及狀態(tài)也符合要求。此設(shè)計(jì)具有一定的通用性，在不需要特殊協(xié)議的情況下可以使用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS 協(xié)議，選擇適合現(xiàn)場(chǎng)的通訊通道和設(shè)備，配合流行的組態(tài)軟件建立SCADA 測(cè)控系統(tǒng);并且T910PLC 屬于標(biāo)準(zhǔn)化安裝結(jié)構(gòu)，可以與啟動(dòng)柜等進(jìn)行一體化集成設(shè)計(jì)，更能提升電氣成套設(shè)備的智能化水平。成品可以廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)供水、供熱、農(nóng)田水利、油田等泵站電機(jī)、管道閥門等參數(shù)測(cè)量和控制場(chǎng)合。
