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PPI通讯方式在冷库温度控制的应用

供稿:中国工控网 2003/11/24 0:00:00

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一系统工艺要求
某化工厂在改造冷库致冷控制系统中,出于对可靠性的考虑,要求冷库必须要有独立的控制系统控制两套致冷机组,并要求两套致冷机组互为主备。在运行中,一台制冷机组工作8小时后,进入待机状态,并进行化霜,此时,另一台机组进入主机状态进行制冷操作,另一台机组工作8小时后,也进入待机状态,并进行化霜,这时,第一台机驵进行制冷操作,如此循环往复。二.系统设计
根据要求,设计采用两台Siemens S7-224型 PLC 组成PPI主从网络做为控制系统,人机界面采用TD200操作面板。本系统在正常操作时,两套制冷设备互为主备。按照设定好的周期进行定时化霜倒机。化霜周期和化霜时间可由TD200操作面板设定。化霜周期设定范围1-24小时,化霜时间设定范围1-50分钟。每套制冷设备在工作时,以设定好的温度对冷库进行控制。控制温度由TD200操作面板设定,控制温度回差为1度。一套制冷设备设定温度的更改同时也更改了另外一套系统的设定温度。控制温度设定范围-30-----50度。每套制冷设备在出现设备故障时自动倒到另外一套制冷设备工作,并将故障信号传送到TANP一期控制室。有7种故障导致倒机:水流保护,电子油压保护,压差保护,电机保护,压机过载,一号风机过载,二号风机过载。每套制冷设备在PLC断电,PLC故障,急停按钮按下时自动倒到另外一套制冷设备工作。当控制系统出现网络故障时,双机组都为主机状态,各自独立进行控制。
下面是两套PLC组成网络的流程图


三.PPI通讯方式
1.PPI介绍:
PPI通讯协议是一种主从协议,主站设备发送要求到从站设备,从站设备响应,从站不发信息,只是等待主站的要求和对主站要求作出响应。主站依靠PPI协议管理的共享连接与从站通讯。在一个PPI通讯网络中,最多有32个主站。
如果在用户程序中使能PPI主站模式,S7-224PLC在运行方式下可以作为主站。做为主站的PLC可以用网络读写指令来读写另外一个PLC。做为主站的PLC也可以当做从站响应别的主站的读写要求。
2.网络读方式:
在本系统中,PC机做为编程器,地址是0。两个CPU224都作为主站,地址分别是2,4,两个TD200显示面板地址分别是1,3。在系统运行过程中,2#PLC和4#PLC互相读出对方的状态,并根据所读出的内容进行控制操作。2#PLC 的显示面板是1#TD200。4#PLC 的显示面板是3#TD200。可以通过TD200的F功能键进行温度设定,化霜时间设定,化霜间隔设定,并可以看到过程控制中一些状态信息。2#PLC和4#PLC控制方式是一样,下面以2#PLC为例,来说明控制方式。
在网络中,2#PLC读4#PLC进行控制的流程图如下为:


程序如下:
NETWORK 1 //主从通信方式
//
LD SM0.1
MOVB 2, SMB30//主从通信方式
MOVB 0, VB207//清输出缓冲区
MOVB 0, VB208//清输入缓冲区NETWORK 2 //设网络读周期0.5秒
LDN T49
TON T49, +5NETWORK 3 //网络读
//
LD T49
AN SM0.1
MOVB 4, VB201 //读4#站 从VB207开始的1个字节
MOVD &VB208, VD202
MOVB 1, VB206
NETR VB200, 0
.
.
.
在程序中,可以从VB200来得知网络读的状态。V200.5是网络读操作错误的状态,V200.6是网络读操作有效的状态,V200.7是网络读操作完成的状态。
在本系统设计要求中,要求在网络读无错误时,两套系统组成一主一备进行正常化霜倒机,故障检测等操作,若网络读不正常时,两系统都为主机状态,进行制冷操作。因此,要有一个状态位来判断网络运行正常。
在网络读一个周期内,V200.5先是为0,若网络读不正常时,V200.5为1,进入下一个周期内,V200.5又是先为0,若网络读不正常时,V200.5为1。也就是说,如果网络读不正常时,V200.5是一个以0.5秒周期出现的脉冲。因此,编写如下程序用断电延时继电器T41来作为错误状态点:
NETWORK 16
LD V200.5
TOF T41, +10 //延时1秒的断电延时继电器
V200.6表示正在进行一个网络读指令的状态。在网络读指令中,V200.6为1。在网络读指令后,V200.6为0。在程序运行中,一旦PLC断电,V200.6就为1。当PLC再次上电重新启动时,由于V200.6=1,表示一个读指令正在进行,不会再进行下一个读指令,但事实上没有读指令在进行。因此,必须有一个上电先清V200.6的指令才能使读指令有效。编写上电复位程序如下:LD SM0.1
MOVB 0, VB200 //清网络读状态字(包括V200。6状态位)
3.网络写方式:
在本系统中,要求温度设定更改同步化。也就是说,在任一个TD200面板上改变的温度设定的同时,两套系统的温度设定同时改变。为此,编写网络写程序如下:
NETWORK 16 //TD200冷库温度控制设定值(第三条信息)
//
//NETWORK COMMENTS
//
LD M0.2 //按TD200 F3键
= V2014.5 // TD200冷库温度控制设定值信息使能NETWORK 17 //TD200冷库控制温度设定值确认
//
LD V2134.2 //按TD200确定键
LPS
AR> VD2136, 50.0//设定值不大于50度MOVR 50.0, VD2136
LRD
AR< VD2136, -30.0//设定值不小于-30度MOVR -30.0, VD2136
LRD
R M0.2, 1
LRD
R V2134.2, 1
LRD
MOVB 4, VB301 //写4#站从VB2136开始的4个字节。
LRD
MOVD &VB2136, VD302
LRD
MOVB 4, VB306
LRD
MOVB VB2136, VB307 //将数值写入输入缓冲区
LRD
MOVB VB2137, VB308
LRD
MOVB VB2138, VB309
LRD
MOVB VB2139, VB310
LPP
NETW VB300, 0 //网络写指令四.系统规模(一套系统):

五.总结
本系统已在实际中应用,以Siemens S7-224PLC组成的系统以其操作方便,性能可靠,得到用户的认可。两套控制系统总体(包括PLC,电气元件,仪表)造价不超过40,000人民币,可见,用S7-200 PLC在中小系统控制中应用是一种好的选择。参考手册:
1.SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册
2.TD-200用户手册

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