PLC應(yīng)用在油庫(kù)發(fā)油系統(tǒng)中
| 1 引言 目前國(guó)內(nèi)油庫(kù)微機(jī)發(fā)油系統(tǒng)基本都采用的是單片機(jī)為CPU的控制器，為此需要設(shè)計(jì)電路，需要開(kāi)發(fā)外圍電路以及輸入輸出接口。由于生產(chǎn)工藝較差和設(shè)計(jì)能力較低，使得發(fā)油控制器設(shè)備故障率高，使用壽命短、性能不穩(wěn)定。PLC邏輯控制器經(jīng)過(guò)了30多年的發(fā)展，具有性能可靠，不受外界環(huán)境的影響，特別適用于北方寒冷地區(qū)，自診斷能力強(qiáng)，易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)等特點(diǎn)，得到廣大用戶青睞。在國(guó)外采用PLC作為發(fā)油控制器已非常普遍，在國(guó)內(nèi)隨著PLC價(jià)格的下降，也將有越來(lái)越多的油庫(kù)選擇采用PLC作為發(fā)油控制器控制發(fā)油。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由四部分組成:上位機(jī);PLC柜;操作器;現(xiàn)場(chǎng)人工聯(lián)動(dòng)按鈕、靜電溢油裝置等一次儀表。 上位機(jī)功能是開(kāi)票、提單管理等;PLC功能是提單的存儲(chǔ)、驗(yàn)證、交易記錄的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制等。操作器主要功能是提單的輸入、操作器參數(shù)的設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示等?，F(xiàn)場(chǎng)啟停按鈕、防靜電溢油裝置等一次儀表與PLC連鎖，達(dá)到安全控制的目的。 3 可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)的可編程控制器（PLC）選用德國(guó)西門子公司的S7-300系列PLC 軟件采用STEP 7梯形圖軟件。其組態(tài)如圖3所示: PLC完成的主要的功能有:與上位機(jī)數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)驗(yàn)證，人機(jī)界面，過(guò)程控制，掉電保護(hù)。 3.1 與上位機(jī)數(shù)據(jù)交換 PLC與PC之間通過(guò)RS485轉(zhuǎn)RS232通訊方式聯(lián)機(jī)，通訊模塊我們選用的是CP341，接收功能塊為FB7，對(duì)應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊為DB7，F(xiàn)B7的"P_RCV_RK_DB".EN_R一直處于接收狀態(tài)。發(fā)送功能模塊為FB8,對(duì)應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊為DB8，"P_SND_RK_DB".REQ只要在正確發(fā)送完成以后才能為1。 通訊協(xié)議采用半雙工的RS485連接，格式如下: （1） 通訊參數(shù) 9600，8，1，n． （2） 幀格式: 同步碼ffH，ccH（2字節(jié)）＋地址碼（1字節(jié)）＋回路號(hào)（1字節(jié)）+長(zhǎng)度碼（1字節(jié)）+命令碼（1字節(jié)）+數(shù)據(jù)＋效驗(yàn)碼（1字節(jié)）。 長(zhǎng)度碼:命令碼字節(jié)數(shù)＋數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù) 效驗(yàn)碼:從地址碼到數(shù)據(jù)最后字節(jié)之和。 （3） 通訊方式 采用問(wèn)答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，應(yīng)答過(guò)程如表1數(shù)據(jù)交換過(guò)程: 表1 數(shù)據(jù)交換過(guò)程 PC機(jī) PLC 1 循檢 －><－ 上傳狀態(tài) 2 循檢 －> <－ 上傳數(shù)據(jù) 3 下傳數(shù)據(jù) －> <－ 應(yīng)答（68H） 3.2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證 CPU把接收到的提單數(shù)據(jù)與提單數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行比較，如果有相同的信息就通過(guò)驗(yàn)證同時(shí)清楚緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，沒(méi)有則返回提單錯(cuò)信息。數(shù)據(jù)比較的采用指針的方式。 3.3 人機(jī)界面 操作器為我公司開(kāi)發(fā)的人機(jī)界面控制器，提供標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口。PLC與操作器之間通過(guò)RS485通訊方式聯(lián)機(jī)，CP341為主動(dòng)循檢方式。由于CP341與操作器之間的通訊是一對(duì)多的（實(shí)際應(yīng)用中為16個(gè)），為了提高通訊速度，我們采用了功能分時(shí)的方法:對(duì)工作中的操作器每周期循檢，對(duì)空閑的操作器統(tǒng)一循檢工作標(biāo)志。協(xié)議如下: （1） 物理連結(jié) 物理連結(jié)為一對(duì)雙絞線的RS485連結(jié) 通訊參數(shù) 9600, 8,N,1 （1） 信息幀結(jié)構(gòu) 采用MODBUS協(xié)議 l 一幀數(shù)據(jù)由地址，功能碼,數(shù)據(jù),校驗(yàn)碼組成如表2所示: 表2 信息幀結(jié)構(gòu) 地址 功能碼 數(shù)據(jù)區(qū) CRC （8位） （8位） N＊8 （16位） 注: 地址:是信息幀 的第一字節(jié),從0～255, 每一個(gè)從機(jī)只有一個(gè)地址,只有 符合地址的從機(jī)才回信息 0 代表廣播地址,從機(jī)不回信息 功能碼:主機(jī)告訴從機(jī)執(zhí)行什么任務(wù) 數(shù)據(jù)區(qū):是跟任務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù) CRC:計(jì)算從地址一直到數(shù)據(jù)結(jié)束 3.4 掉電保護(hù) 西門子的S7-300系列PLC的DB數(shù)據(jù)區(qū)為記錄存儲(chǔ)區(qū)，CPU掉電時(shí)數(shù)據(jù)仍保持在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，這樣我們可以把重要的數(shù)據(jù)和標(biāo)志放在DB區(qū)，PLC重新啟動(dòng)時(shí)，CPU自動(dòng)回復(fù)到斷電時(shí)狀態(tài)，當(dāng)然在OB100里要做判斷，記錄數(shù)據(jù)不能被初始化。在實(shí)際的工程中通過(guò)反復(fù)的測(cè)試，完全達(dá)到預(yù)期的目的，同時(shí)節(jié)約了UPS的費(fèi)用。 3.5 過(guò)程控制 邏輯控制是PLC的最基本最強(qiáng)大的功能，所以控制過(guò)程根據(jù)工藝要求編寫就可以順利達(dá)到控制目的?？刂频囊蠛芎?jiǎn)單就是控制發(fā)油的精度小于等于0.3％、質(zhì)量計(jì)算、消除水擊現(xiàn)象和故障保護(hù)，其控制過(guò)程示意圖如圖3所示，控制流程框圖如圖4所示。 4 結(jié)束語(yǔ) 將PLC應(yīng)用到油庫(kù)定量發(fā)油系統(tǒng)后，可以使得油庫(kù)的自動(dòng)化程度大大提高，同時(shí)改變了分散式發(fā)油系統(tǒng)受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，濕度和防爆要求等多方面的限制而在我國(guó)有的地區(qū)無(wú)法正常使用的情況。這套PLC定量發(fā)油系統(tǒng)在常州五星橋油庫(kù)投入運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、運(yùn)行控制良好、發(fā)油精度準(zhǔn)確。 |
