基于S7-200PLC和組態(tài)王的組態(tài)仿真控制系統(tǒng)研究與開發(fā)

劉振方

摘 ?要：S7-200PLC作為一種可編程邏輯控制器，可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成式控制，并可保證數(shù)據(jù)的高效率處理。組態(tài)王軟件以網(wǎng)絡(luò)和硬件為搭載平臺(tái)，具有功能性和開放性等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)式監(jiān)控，保證系統(tǒng)的合理性運(yùn)行。該文對S7-200PLC的優(yōu)點(diǎn)和組成進(jìn)行分析，對組態(tài)王軟件的特性進(jìn)行論述，并以水塔水位自動(dòng)控制對S7-200PLC和組態(tài)王軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可實(shí)施性。

關(guān)鍵詞：S7-200PLC ?組態(tài)王 ?組態(tài)仿真控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP31 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（c）-0024-02

1 ?S7-200PLC概述

1.1 S7-200PLC優(yōu)點(diǎn)

PLC作為一種數(shù)字運(yùn)算操控裝置，其可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)運(yùn)算，通過集成式處理模塊，可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、邏輯運(yùn)算、順序控制等指令，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到各大領(lǐng)域中。S7-200PLC控制器可對信息進(jìn)行模塊化處理，其數(shù)據(jù)信息處理速度快，同時(shí)具有延展性和高生產(chǎn)性，可實(shí)現(xiàn)開放式通信模式。S7-200PLC體積結(jié)構(gòu)緊湊，可適用于多種工作環(huán)境，同時(shí)具有高存儲(chǔ)性，可對信息進(jìn)行高效處理，其實(shí)時(shí)反應(yīng)速率也為數(shù)據(jù)信息提供安全保障。

1.2 S7-200PLC組成

S7-200PLC一般由編程器、寫入器、內(nèi)置存儲(chǔ)卡、文本顯示器、基本單元和擴(kuò)展單元組成，在內(nèi)部各模塊的協(xié)調(diào)工作下，可實(shí)現(xiàn)指令的精準(zhǔn)操控。編程器主要作用是為用戶提供編寫平臺(tái)，并將用戶編寫的程序進(jìn)行存儲(chǔ)與管理，在PLC運(yùn)行過程中，一般按照編程指令進(jìn)行操控，為保證指令操控的正確性，一般需對其進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，并對運(yùn)行軌跡和預(yù)期指令進(jìn)行對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)可及時(shí)進(jìn)行解決。S7-200PLC的編程器包括智能型和簡易型兩種，其中智能型編程設(shè)備，可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制編寫，將獨(dú)立的軟件操控與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，可實(shí)現(xiàn)圖形化語言編程，并可通過顯示設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;簡易型編程設(shè)備可進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際操控，且操作度較低、價(jià)格低廉，但顯示功能較差，且只能進(jìn)行單一指令輸入。寫入器可使系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳輸，并將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行固化輸入，保證數(shù)據(jù)信息錄入的完整性。內(nèi)置存儲(chǔ)卡作為數(shù)據(jù)信息的外接式存儲(chǔ)器，可與PLC的外接口相連，將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸與儲(chǔ)存。文本顯示器作為信息顯示設(shè)備，可對單元值量進(jìn)行修改，一般信息顯示最大量為80條，且其信息量配備4變量，可滿足控制器運(yùn)行的基本需求?；締卧c擴(kuò)展單元作為S7-200PLC的主運(yùn)行模塊，其自身不具備中央處理器，只能依照各模塊單元間的信息傳遞進(jìn)行指令作用，同時(shí)可通過擴(kuò)展單元對I/O進(jìn)行擴(kuò)展，以保證控制器的多項(xiàng)操控。

2 ?組態(tài)王軟件特性分析

當(dāng)前自動(dòng)化操控系統(tǒng)中，為對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可將組態(tài)王軟件應(yīng)用到自動(dòng)化操控系統(tǒng)中，其以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)備為平臺(tái)，可對操控系統(tǒng)的運(yùn)行信息進(jìn)行顯示，為工作人員提供輔助信息。組態(tài)王軟件具有開放性、實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)，可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行層次化管理，一般可分為控制模塊、監(jiān)控模塊和管理模塊，為保證信息傳輸?shù)男市?，可通過監(jiān)控模塊對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞，其在控制模塊和管理模塊之間起到過渡作用，將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)工作人員可通過監(jiān)控模塊完成指令的下達(dá)，保證數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性。組態(tài)王軟件系統(tǒng)也提供人機(jī)交互界面，為工作人員提供可視化服務(wù)，對系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行分析，并可按照具體工藝進(jìn)行預(yù)期規(guī)律分析，同時(shí)在指令的控制下，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，并為工作提供決策性信息。

3 ?PLC程序設(shè)置

水塔作為自動(dòng)供水裝置，其在供水過程中，由于供水管道老化，水位測量不精準(zhǔn)，將導(dǎo)致水塔進(jìn)入持續(xù)供水狀態(tài)，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源。在PLC和組態(tài)王軟件的技術(shù)支持下，并在水塔內(nèi)部安裝相應(yīng)的傳感器及時(shí)對水位進(jìn)行監(jiān)控，可對水位進(jìn)行精準(zhǔn)測量，以保證水塔的自動(dòng)化供水。在使用S7-200PLC進(jìn)行編程時(shí)，應(yīng)對引腳接口進(jìn)行設(shè)置，并通過內(nèi)部模塊的集成處理，使系統(tǒng)可進(jìn)行高速運(yùn)行。同時(shí)在對水塔水位進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)對水塔的自動(dòng)化工作模式進(jìn)行分析，以水位監(jiān)測、液位報(bào)警、抽放水處理等模式進(jìn)行設(shè)定，并將運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記憶式存儲(chǔ)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可查性。為保證工作人員的可查看性，應(yīng)對指示燈進(jìn)行分析，將泵體、磁閥、水指示燈進(jìn)行設(shè)定，方便工作人員依據(jù)指示燈，可對水塔的運(yùn)行情況進(jìn)行了解，應(yīng)對S7-200PLC進(jìn)行水位和按的模塊式連接，確保水位在可控范圍內(nèi)。

4 ?組態(tài)王軟件設(shè)置

在對組態(tài)王軟件進(jìn)行編寫時(shí)，應(yīng)將池內(nèi)水位和塔內(nèi)水位進(jìn)行設(shè)定，并以傳感器為檢測裝置，當(dāng)水位與預(yù)期水位不符時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行命令，使水塔水位在可控范圍內(nèi)。

If（＼＼水塔＼池內(nèi)水位≤40）

{＼＼水塔＼水泵=0;＼＼水塔＼磁閥點(diǎn)位=1;＼＼水塔＼閥門1=0;}

If（＼＼水塔＼池內(nèi)水位≥200）

{＼＼水塔＼泵體=1;＼＼水塔＼磁閥點(diǎn)位=0;＼＼水塔＼閥門1=0;}

If（＼＼水塔＼泵體==1）

{＼＼水塔＼池內(nèi)水位=＼＼水塔＼池內(nèi)水位-40;＼＼水塔＼塔內(nèi)水位=＼＼水塔＼塔內(nèi)水位+40;}

If（＼＼水塔＼閥門==1）

{＼＼水塔＼池內(nèi)水位=＼＼水塔＼池內(nèi)水位+20;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≤40）

{＼＼水塔＼泵體=1;＼＼水塔＼磁閥點(diǎn)位=0;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≥200）

{＼＼水塔＼閥門1=1;＼＼水塔＼塔內(nèi)水位-40;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≥180）

{＼＼水塔＼塔內(nèi)上限水位=1;＼＼水塔＼塔內(nèi)下限水位=0;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≤30）

{＼＼水塔＼塔內(nèi)上限水位=0;＼＼水塔＼塔內(nèi)下限水位=1;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≥180）

{＼＼水塔＼塔內(nèi)上限水位=1;＼＼水塔＼塔內(nèi)下限水位=0;}

If（＼＼水塔＼塔內(nèi)水位≤30）

{＼＼水塔＼塔內(nèi)下限水位=1;＼＼水塔＼塔內(nèi)上限水位=0;}

當(dāng)完成編程后，需對軟件進(jìn)行調(diào)試，首先應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙對線路進(jìn)行連接，同時(shí)確定運(yùn)行程序的精準(zhǔn)性;其次應(yīng)對線路進(jìn)行連接，并對組態(tài)王軟件終端顯示設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，確保監(jiān)控范圍的完整性;再次應(yīng)對運(yùn)行過程中的信號(hào)指示燈進(jìn)行分析，保證信號(hào)燈與實(shí)際工作狀態(tài)相符合，同時(shí)應(yīng)對按鈕進(jìn)行操控，使其與實(shí)際工作環(huán)境相符;最后，工作人員應(yīng)對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，保證設(shè)備運(yùn)行的正確性，同時(shí)應(yīng)對顯示界面進(jìn)行查看，確保UI界面可進(jìn)行正確的圖像顯示，以保證為工作人員提供決策性信息。

5 ?結(jié)語

綜上所述，該文對S7-200PLC進(jìn)行概述，并對組態(tài)王軟件進(jìn)行分析，在進(jìn)行聯(lián)合性設(shè)計(jì)時(shí)，以水塔水位為例，對其進(jìn)行編程，以保證系統(tǒng)的可運(yùn)行性，經(jīng)過調(diào)試，檢測系統(tǒng)運(yùn)行的合理性，以實(shí)現(xiàn)PLC和組態(tài)王軟件對水塔水位的自動(dòng)化控制。

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