摘要：應用plc 技術、變頻技術和無線網絡技術，通過siemens s7-300的串口通訊模塊cp340將分散的工業(yè)設備組合成靈活和強大的工業(yè)網絡，實現了工業(yè)過程精確控制、智能診斷、實時監(jiān)控和生產的高效管理。本文以火力發(fā)電廠的污水處理站為例，介紹了控制系統整個過程以及如何通過串口無線通訊模塊sy-wt6實現cp340的通訊。
關鍵詞：plc無線通訊串口智能網絡控制 1. 引言 火力發(fā)電廠工業(yè)廢水水量大，污水種類較多，水質差別較大，為了 大程度實現廢水的重復利用和節(jié)約廢水處理成本，火力發(fā)電廠工業(yè)廢水處理系統一般實行清污分流處理。采用plc將分散的工業(yè)設備組合起來形成智能工業(yè)網絡，實現了污水處理的精確控制、智能診斷和實時監(jiān)控。
2. 現代化污水處理系統的基本要求2.1 遠程采集與集中監(jiān)控 工業(yè)污水處理設備分布于不同的車間或區(qū)域，使得控制系統i/o點特別分散。為減輕工人勞動強度和實現無人值守自動化監(jiān)控，就需要控制系統能夠實現數據的遠程采集和設備的集中監(jiān)控�？刂坪诵脑O備對現場設備進行本地或遠程的自動控制，并對工藝流程進行全面、實時的監(jiān)控顯示，為生產、調度和管理提供必要的數據。2.2 控制核心高度集成化、模塊化 控制系統高度集成化、模塊化，系統能夠滿足數據采集與傳輸、邏輯運算，數據處理的要求。污水處理大部分是對輸水泵和配水泵的邏輯控制，閉環(huán)控制只用在出水壓力控制上，而邏輯控制是可編程序控制器plc的傳統應用領域。plc不僅能夠采集開關量信號、完成邏輯控制，其強大的模塊化設計還可以擴展模擬量采集模塊、通信模塊完成不同數據的采集和保證數據的及時傳輸，另外plc兼容性高、抗干擾能力強、功能擴展簡單，因此使plc成為目前工業(yè)控制系統的首選控制器。2.3 自我診斷、報表生成、自我恢復等智能化功能 通過對控制系統數據采集進行分析處理，判斷系統運行情況，記錄系統實時數據。當系統根據采集數據分析判斷設備故障時，控制器自動運行保護程序，發(fā)出聲光報警信號并生成報表。當技術人員排除現場設備故障后，控制器根據操作人員操作信號，自動恢復系統運行。目前先進的控制系統可以根據系統故障級別和分類，將故障信息分類發(fā)送到各個部門。2.4 可靠、高速的傳輸介質 分布式智能控制系統的基本條件是具有可靠、高速的傳輸介質。傳輸介質目前有屏蔽雙絞線、光纖、無線電臺、工業(yè)以太網等形式。隨著各種儀表的智能化，大多數智能儀表都帶有通信接口和控制器連接，采用通信的方式，通過傳輸介質一次性采集多組數據成為智能儀表的發(fā)展方向�？紤]本系統中各節(jié)點分散的特點，而且現場具有大變頻和大電機等干擾源，采用有線很難繞開這些干擾，所以采用無線通訊，考慮無線以太網的高頻特性，需投入較大做信號傳遞和覆蓋，故決定用無線低頻通訊方式，采用工業(yè)等級的支持工業(yè)通訊ascii協議的無線模塊。本系統采用賽遠的工業(yè)無線通訊模塊sy-wt6，該模塊支持modbus通訊，也支持ascii通訊。
3. 控制系統硬件設計 污水處理站環(huán)境惡劣，操作和維護人員在中控室完成對整個污水站監(jiān)控，并根據現場狀態(tài)及時維護。污水站控制系統由plc、變頻器、壓力傳感器及上位機組成。本系統的控制核心為siemens s7-300，硬件主要由電源、cpu、數字量輸入輸出、模擬量輸入、通信單元等模塊組成�？刂葡到y主要完成數字、模擬信號采集，邏輯分析和控制，數字、模擬信號輸出，數據通信控制等功能。變頻器根據管網壓力結合自帶pid功能對電機進行調速，保持管網壓力恒定�？刂葡到y及污水處理狀態(tài)采集到plc中，通過wincc在工業(yè)計算機實時顯示。
4. 控制系統軟件設計 程序的編制采用模塊化結構，針對污水處理的特點，把程序設計為電機控制子程序、參數采集程序、系統報警子程序和安全保護程序等。由于本系統設備比較集中，主控制采用siemens公司s7-300控制器，因此系統采用siemens通信模塊cp340將污水處理各個單獨的設備組成工業(yè)網絡www.plcs.cn。cp340通信處理是siemens公司提供的串行通信的低成本解決方案，是siemens公司plc與其他智能終端進行數據交換的橋梁�！ ∠到y通信子程序是軟件中的重要部分，對變頻器和反應池的檢測和控制、故障代碼采集都采用通信的方式，一根通信電纜一次性采集、傳輸多組數據，減少電氣連線和信號干擾，已成為智能儀表的發(fā)展方向。該通信模塊提供了三種不同形式的傳輸接口： �、�、rs232c �、�、20ma(tty) �、�、rs422／rs485 但每個cp340只提供一種接口形式。該模塊可以實現三種通信協議asc ii碼，3964（r）和打印機驅動，通過集成在step 7中的參數化工具可進行簡單的參數化，其設置主要包括通信方式（波特率、數據位數、停止位數和奇偶校驗）、接收幀結束方式、接口方式等，編程人員要關注的是根據智能儀表的通信協議編寫程序。cp340使用自由口模式與這些設備進行信息互換。自由口通信是通過用戶程序控制通信口的操作模式。利用自由口模式，可以實現通信連接多種智能設備。step 7中的功能塊fb2(p_rcv)和fb3（p_send）是系統自帶的專為cp340提供的通信功能塊，利用step7自帶的功能塊可以減少編程時間降低編程難度。
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