关于PLC的毕业论文

基于 PLC 的无人抄表系统 摘要:SIMATIC S7-200 系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面:极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。 S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。 关键词:PLC;S7-200;应用 1 概述 无人抄表系统是由远程监控主机、小区采集器、单元采集器及用户水表组成的四级网络系统。用户水表将用水量以脉冲信号的形式传给单元采集器，单元采集器将用水量进行累计并存储，同时将与之连接的所有水表的累计水量通过总线传给小区采集器，小区采集器又可通过有线或无线超短波、扩频电台的方式与远程监控主扫 L 连接。该系统实时的将用户用水量上传至监控主机，具有实时采集、数据备份、故障报警、水费查询、水费催缴等功能。 2 系统组成 简单的说，无人抄表系统由远程监控主机、小区采集器、单元采集器 2.1 用户水表 用户水表是一种带脉冲输出的计量表，流过一定水量时输出一个脉冲电池或小区采集器供电。57200PLC及用户水表组成。例如:0.1 立方米/脉冲。水表由电池或小区采集器供电。 2.2.单元采集器 单元采集器带有多路脉冲信号输入端，每个端口可与一个用户水表相连。单元采集器读入各端口的脉冲信号，进行累计，并存入采集器中的 EPROM 中永久保存。同时，采集器带有一个 RS485 通讯口，可将各累计水量传送给小区采集器S7200PLC。一台单元采集器可以下接 255 个用户水表。 2.3 小区采集器

57200PLC 小区采集器选用 S7CPU226，它带有两个 RS485 通讯口，通过一个通讯口可与多个单元采集器构成总线型网络，读取各单元采集器的数据。若发现某采集器无响应或数据变化异常还将触发故障报警。CPU226 的另一个通讯口可通过有线或无线的方式与营业大厅的监控主机进行通讯，亦可直接与手操机连接，将存档数据上传。 2.4 远程监控主机营业厅中心管理计算机 远程监控主机是本系统的管理核心，可通过有线或无线方式连接各小区采集器，定时/随时远程抄收各小区的数据能对整个系统进行管理，对所抄数据进行处理、显示，并根据用户的需要设计相应的管理软件。实时检测各采集器和用户水表，若发现某采集器或用户水表无响应或数据变化异常，将触发故障报警。3 网络集成方案无人抄表系统由营业厅局域网和小区采集网组成，参见图 1: 图13.1 远程监控主机通过无线方式与小区采集器进行通讯，见图 2: 图23.2 远程监控主机通过有线方式与小区采集器进行通讯，见图 3: 图3 4 系统功能 4.1 远程监控主机 4.1.1 远程监控主机的功能 1.数据接收、处理 实时轮询或定时查询各小区采集器的数据自动检查数据帧格式，且进行校验加注时标，自动存储。 2.数据库管理 100的数据完整性。数据库管理包含原始数据库、历史数据库等的形成，数据的检索、查询等。 3.数据输出 可通过显示器、打印机、模拟屏或投影机等输出图形、报表、数据等。也可挂电话查询功能。 4.故障报警 若采集器或某用户水表无数据，实现自动声光报警 5.联网通讯 可接入局域网或广域网实现数据共享。 4.1.2 结构图 1)无线连接，见图 4。 图4 2)有线连接，见图 5。 图5 4.2 小区采集器S7200PLC 4.2.1 小区采集器的功能 1.数据接收 能实时或定时地对所下辖的单元采集器抄表，

自动存储并处理其采集的数据。 2.数据上载 可上载数据给营业大厅或下载数据到掌上机上。 3.初始化 可通过小区采集器设置各单元采集器和水表的初始状态。 4.故障报警 自动检测单元采集器的状态和用户水表，若发现某采集器或某用户水表无响应，则自动报 4.3 单元采集器。 4.2.2 结构图，见图 6。 图6 4.3

单元采集器 4.3.1 单元采集器的功能 1.数据接收、累计 单元采集器可实时地采集用户水表的脉冲信号并转换成相应的度数，且进行累计，自动存储。 2.数据的上载 当小区采集器或营业大厅发出轮询信号时，能及时地将累计数据上传。 4.3.2 结构图，见图 7。 图7 4.4 用户水表 具有脉冲信号输出的水表即可。 5 小区采集器的编程 小区采集器采用 S7226PLC 以自由口方式与远程主机以及单元采集器进行通讯。 5.1 与远程主机通讯: PLC 与远程主机通讯时作为从站，远程主机以轮询的方式访问各 PLC，进行读写操作。通讯协议如下: 读命令主机?PLC: FEH、FEH报文头 DA目的地址 SA原地址 01H读命令 CHECKCODE校验:DA、SA 和 01H 的异或和 读命令响应PLC?主机: A5H、A5H报文头 DA SA 81H读命令响应码 LEN1、LEN2数据长度，

校验:数据的异或和 写字节命令主机?IPLC LEN1LEN2 DATA数据 CHECKCODE FEH、FEH报文头 DA SA 02H写字节命令 STARTADR起始字节 LEN1、LEN2数据长度，LEN1LEN2 DATA数据 CHECKCODE校验:DATA 和 LEN 的异或和 写位命令主机? PLC FEH、FEH报文头 DA SA 03H写位命令 STARTADR起始字节 DATA1若 DATA2 为 00H 则将 DATA1 与该字节相与 DATA2 若 DATA2 为

DATA1 与该字节相或 CHECKCODE校验:STARTADR、DATA1 和 01H 则将 DATA2 的异或和 5.2 与单元采集器通讯: PLC 与远程主机通讯时作为主站，PLC 以轮询的方式访问各单元采集器，读取各单元采集器中的流量累计值。通讯协议如下: 读命令PLC?单元采集器: FEH、 FEH报文头 DA目的地址 SA原地址 01H读命令 CHECKCODE校验:DA、 SA 和 01H 的异或和 读命令响应单元采集器?PLC): A5H、 A5H报文头 DA SA 81H读命令响应码 LEN1、LEN2数据长度，LEN1LEN2 DATA数据 CHECKCODE校验:数据的异或和 系统运行时，PLC 通过 PORT0 口与远程主机通讯，通过 PORT1 口与单元采集器通讯。PLC 对单元采集器进行轮询，在与两个单元采集器通讯的间隙中，允许PORT0 口接受中断，接受远程主机的读写命

令，并触发定时器，时间到后屏蔽PORT1 口，与下一单元采集器通讯。 6 编写 PLC 通讯程序时需注意的问题 编写 PLC 通讯程序是该系统编程中的一个重要部分。自由口方式的通讯数据处理要由中断程序来完成。 一般来讲，为了提高整个系统的效率，能在中断程序中处理的程序应尽量放在中断程序中编写。然而，中断程序过长也将导致接受数据处理不及时或堆栈溢出，严重的将造成死机现象。解决这个问题的办法就是在程序中多设置几个中断处理事件，例如: 首先打开 Porto 口接收中断，并开放中断处理事件 1。接收到的前两个字节在中断处理事件 1 中处理，这两个字节为报头FEH、FEH)，则开放中断处理事件2否则仍处于中断处理事件 1 中。在中断处理事件 2 中判断地址和指令类型读、写，若地址与本机地址相符，则根据指令类型开放相应的中断处理事件。否则，重新开放中断处理事件 1，回到最初状态。这样做的好处在于提高了通讯程序的效率。因为，在通讯的大部分时间里总线上的数据都不是命令码，针对于某一个PLC 的命令码更是少之又少。所以，一旦接收到不是自己想要的数据时应立即跳出，返回到初始状态。 另外，PPI 电缆在切换收/发数据状态时需要一些时间，在收到读指令后立即发送数据容易造成误

码，若在发送前加一段延时，效果会好得多。 7 结束语 通过将 SL7200PLC 应用于无人抄表系统，证明了西门子 PLC 使用方便、灵活、性能稳定可靠。可应用于多种场合、多种系统，取得了明显的经济效益和社会效益。 参考文献: 1 耿 红 旗 吕 冬 艳 . 可 编 程 序 控 制 器 应 用 教 程 M. 北 京 : 中 国 水 利 水 电 出 版社200145-60 2廖常初.PLC 编程及应用M.北京:机械工业出版社200814-16 3赵金荣 《可编程序控制器原理及应用》 ，上海应用技术学院 2003 4易传禄《可编程序控制器应用指南》 ，上海科普出版社 5王兆义《可编程序控制器教程》 ，机械工业出版社 感谢语 三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，

将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首三年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师三年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢郑建红老师。是她在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励使我能够顺利完成毕业设计，在此表示衷心的感激.郑建红老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。她无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢她耐心的辅导。