西门子1FL6096-1AC61-2AB1

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控制中心 

西门子s7-200系列plc是优秀的小型模块化可编程控制器[1]。plc应用工程首先要合理的选择系统配置，这对于提高plc在控制系统中的应用有重要的作用。根据系统的运行原理，经过计算统计，该系统的控制点数为：模拟量输入7个，数字量输入7个，数字量输出9个。根据系统的控制点数和余量，本系统采用西门子s7-200系列中的cpu224作为控制核心单元，它本身所拥有的数字输入输出口数量能够满足本系统的设计需要，而且有少量剩余，可用于以后的扩展或改造。模拟量输入扩展模块采用em231，它是4输入12位的模拟量输入模块。本系统共有7个模拟量输入，所以需要扩展2个em231。另外，采用文本编辑器td400与cpu224相连，共同示组成一个具有实时操作显功能的自动监控系统。td400是一个能显示两行或四行的文本显示设备，为背光液晶显示，有较好的分辨率，可由s7-200cpu获得供电，或者由单独电源供电。td400的主要作用是设置系统的各项控制参数，包括各个部分的温度上限值和下限值，水箱水位的上限值和下限值等，同时可以对各个部分的水温和水位及各个执行器的运行情况进行实时监控。 

主控中心主要功能为：对由模拟量输入模块采集的数据进行处理，根据用户设定的各项参数和系统控制原理，作出控制决策。 

(2) 测量感知机构 

测量感知机构包括温度传感器、液位传感器和电磁流量计。温度传感器采用pt100铂热电阻，输出为4~20毫安电流，量程为0~100摄氏度。温度传感器的作用是实时采集太阳能集热板、水箱、输水管路和用户端的水温，决策机构将根据这些数据来对相应的执行机构进行控制，达到系统温度参数的设定要求。液位传感器用于实时采集两个水箱中的水位，决策机构根据水位参数的设定要求来对相应的控制器进行控制。电磁流量计用于检测用户端管道内的水流量，根据流量的大小，决策机构就可以判断用户端用水量的多少，从而控制执行器增加或减少热水的供应量。所有的传感器均采用三线式接线方式。 

(3) 外部执行机构 

本系统的外部执行机构包括3个水泵、3个电磁阀、排热风扇和电伴热带。水泵用于对管路和水箱中的热水进行循环，电磁阀用于控制管路内水流的通断，排热风扇可以将控制柜内较高的空到柜外，电伴热带用于防止管路在冬天上冻结冰。另外，系统还有一个急停按钮，按下急停按钮，会切断执行器的供电，使系统停止运行。所有的执行机构都是在控制机构的统一控制下协调工作，使系统能够正常稳定的进行工作。控制柜为立方体形，高度为180厘米，安装有两层门，内层门上安有上电指示灯、手自动开关、启动按钮、停止按钮、急停按钮和文本显示器td400。 

3 plc软件编程 

控制系统的软件编程是在西门子公司提供的step7 microwin v4.0plc编程软件下进行的，它可以对s7-200的所有功能进行编程。该软件在bbbbbbs平台下运行，其基本功能是协助用户完成应用软件。该系统的软件程序使用梯形图进行编程，采用结构化编程方式，主要包括出场参数设置、量程转换、自动和手动子程序。结构化编程方法具有程序结构清晰、通用性强、可读性强和方便修改等优点[4]。系统主程序如图3所示，程序其他部分省略。在出厂参数子程序中设置了系统默认的一些参数，包括水箱内水位的上下限，水温的上下限、用户端的水温、伴热带启动的管道温度、电磁流量计的流量设定、水箱水位的量程和水温的量程等。这些参数是在系统初始上电运行时的默认值，用户可通过td400进行参数的修改。手动子程序是用于对系统进行调试时使用的，在子程序中，定义了td400的9个按键f1~f8和shift+f1，对应9个执行器。在手动模式下，按下按键，相应的执行器就会运行。自动子程序是按照系统的工作原理进行编写，由决策单元对采集到的模拟量进行判断，作出决策。 

温度传感器、液位传感器电磁流量计采集到的信号是4~20ma的电流信号，通过模拟量输入模块em231的a/d转换，变成范围0~32000的数字量。而转换来的这一数字量也不能直观的反映现场的温度、液位和流量的实际值，所以需要进行量程的转换。量程的转换的公式为： 

其中，di为a/d转换来的数字量，6400为传感器输出电流为4ma时对应的数字量。温度的量程为0~100摄氏度，水位的量程可根据水箱的尺寸由用户自己设定，程序中给出了一个缺省的量程，电磁流量计的量程也可由用户根据产品的说明来设定。所以实际值为： 

系统人机交互界面采用的是文本显示器td400，其编程工作也是在西门子的编程软件下进行。通过编程软件菜单“工具”“文本显示向导”可以对td400进行配置，设置用户菜单和报警信息。本系统有工艺参数设定、量程设定和状态显示三个用户菜单。在工艺参数设定菜单下可以对出厂参数进行修改，在量程设定菜单下可以进行量程的修改，状态显示菜单则用于显示各执行器的运行情况，当某一执行器的状态为1时，说明此执行器正在运行，为0说明此执行器没有运行。按照向导完成td400的设置后，会自动生成一个数据块，其中包含了td400配置和所有用户定义的信息

b(248,252,253); TEXT-INDENT: 0px; -webkit-text-stroke-bbbbb: 0px">结果：
找到的对象将以列表方式显示。 在左侧，列表首先显示已经找到的对象的名称。随后是关于已经找到的对象的面向对象类型的信息。
在错误定义中，它们包括： 名称、初始诊断地址、消息号(仅用于实例)、消息文本、文本源、初始值、监视状态、确认状态、确认、优先级、显示等级。
如果组态了唯一的面向CPU的消息号，则将显示消息属性：消息类别、确认组和记录。
如果为消息组态了唯一的面向项目的消息号，则将显示消息属性：消息类型。
对于带有可能不完整的组态的错误定义，它们是： 名称、原因、初始诊断地址、消息号、消息文本、监视和初始值采集。
对于其它错误定义，中包括： 名称、消息号和消息文本。
对于运动，中包括： 名称、组错误、画面编号和画面中的位置。
对于单元，中包括： 名称、组错误、确认、模式、模式选择、画面编号和画面中的位置。
对于模板，中包括： 名称、消息文本、文本源、初始值、监视状态、确认状态、确认、优先级和显示等级。
如果组态了唯一的面向CPU的消息号，则将显示消息属性：消息类别、确认组和记录。
如果为消息组态了唯一的面向项目的消息号，则将显示消息属性：消息类型。
此外，还将显示所找到的和所选择的对象的数目。
如何编辑对象
使用"编辑"按钮，可以从列表中选择一个或多个对象，并单击"编辑"按钮，对一个或多个对象进行编辑。 "编辑"对话框将打开。

如果仅选择了一个对象，则显示这个对象的属性值。 如果选择了多个对象，则属性值的显示取决于特定的数据类型：
选择所需对象进行编辑。 在此有多个选项：
选择一个或多个对象，然后单击"编辑"按钮。 根据是否选择了单元、动作或S7-PDIAG错误定义，对象的"编辑"对话框将打开。 可以在此更改先前的设置。
还可以使用鼠标右键，通过上下文菜单打开"编辑"对话框以更改设置。
如果仅选择了一个对象，可以通过上下文菜单或双击对象来显示对象属性，然后进行编辑。
如果已经选择了实例错误定义，则可以从上下文菜单显示和编辑相应的监视类型。
对于实例错误定义和其它错误定义，搜索结果还会针对搜索到的对象显示相应的消息编号，这就更容易使其与显示设备上的消息关联起来。
在搜索带有可能不完整组态的错误定义时，会显示各种图标，并在相关上下文帮助信息中有所说明，按F1可以在对话框中打开上下文帮助信息。 这些图标将帮助您找到可能不完整的组态，必要时应解决组态不完整的原因