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S7-300 PLC wireless serial communication in power plant wastewater processing application

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Abstract: the application of PLC technology, frequency conversion technology and wireless network technology, through the SIEMENS S7-300 CP340 serial communications module will dispersive industrial equipment are combined into a flexible and powerful industrial network, realize the industrial process control, intelligent diagnosis, real-time monitoring and efficient production management. In this paper, by thermal power plant's sewage treatment station as an example, introduces the control system of the whole process and how to use wireless serial communication module SY-WT6 to achieve CP340 communication.

Key words: PLC wireless serial communication of intelligent network control

1 Introduction

Thermal power plant industrial waste water, sewage types, water quality difference is bigger, the greatest extent in order to realize the reuse of wastewater and saving the cost of waste water treatment of thermal power plant, industrial waste water treatment system of the general practice of cleaning stream processing. Using PLC dispersed industrial equipment are combined to form intelligent industrial network, realizes the accurate control of sewage treatment, intelligent diagnosis and real-time monitoring.

2 modern sewage treatment system of the basic requirements

2.1 remote collection and centralized monitoring

Industrial wastewater treatment equipment distribution in different workshop or area, makes the control system I / O special dispersion. In order to reduce the labor intensity of the workers and the realization of the unmanned automatic monitoring, requires the control system can realize the remote data acquisition and equipment centralized monitoring system. Core control equipment on site equipment to local or remote control, and the process to conduct a comprehensive, real-time monitoring display, for production, scheduling and management to provide the necessary data.

2.2 the control core of highly integrated, modular

The control system is highly integrated, modular, the system can meet the data collection and transmission, logic operation, data processing requirements. Sewage treatment is mostly on water transfer pump and pump control logic, closed loop control is used in the water pressure control, while the control logic is programmable controller PLC traditional application fields. PLC not only can collect switch signal, the logical control, its powerful modular design can also be extended analog acquisition module, communication module completes the different data collection and guarantee the data transmission in PLC time, high compatibility, strong anti-interference ability, simple expansion of function, thus make PLC become the industrial control system is preferred controller.

2.3 self diagnosis, report generation, self recovery intelligent function

The control system of data acquisition for analysis, judgement of the system operation, real-time data recording system. When the system according to the analysis of data collected to determine when the equipment failure, the controller automatically running protection program, give an alarm signal and generate reports. When the technical personnel from the site equipment failure, the controller according to the operational signal, automatic recovery system. The advanced control system according to the system fault grade and classification, fault information will be sent to each sector classification.

2.4 reliable, high-speed transmission medium

Distributed intelligent control system are the basic conditions for reliable, high-speed transmission medium. The transmission medium is shielded twisted pair, optical, radio, and other forms of industrial ethernet. With a variety of intelligent, most intelligent meter with communication interface and the controller are connected, the mode of communication, through the transmission medium, a one-time acquisition of multiple data sets become the development direction of intelligent instrument. Consider the system of each node in the dispersion characteristics, and the scene with large frequency and large motor interference source, the cable is difficult to steer clear of these disturbances, so the use of wireless communications, consider the wireless Ethernet high frequency characteristics, need the investment of large do signal transmission and coverage, it was decided to use wireless communication mode, the industrial level of support industrial communication ASCII protocol wireless module. This system uses the game far industrial wireless communication module SY-WT6, the module supports MODBUS communication, also supports ASCII communication.

3 control system hardware design

Sewage treatment station environment, operation and maintenance personnel in the control room the completion of the sewage station monitoring, and according to the site condition timely maintenance. Sewage station control system by PLC, inverter, a pressure sensor and a host computer. The core of the control system for the SIEMENS S7-300, hardware is mainly composed of a power supply, CPU, digital input and output, analog input, the communication unit module. The control system is mainly to complete the digital, analog signal acquisition, logic analysis and control, digital, analog signal output, data communication control and other functions. Frequency converter according to the pipe network pressure combined with PID function to the motor speed, keeping constant pressure network. Control system and sewage treatment status collection to PLC, through the WINCC in industrial computer for real-time display.

4 control system software design

Program uses the modular structure, according to the characteristics of sewage treatment, the program design for motor control subroutine, parameter acquisition program, alarm system and security protection program subroutine. As a result of the system equipment is relatively concentrated, the main control uses the SIEMENS company S7-300 controller, the system adopts SIEMENS communication module CP340 sewage treatment individual equipment components industrial network. CP340 communication processing is provided for Siemens serial communication of low cost solutions, Siemens PLC and other intelligent terminal for data interchange bridge.

System communication subroutine is the important part in the software of transformer and reactor, the detection and control, fault code acquisition using the way of communication, a communication cable one-time acquisition, transmission of multiple data sets, reducing the electric connection and signal interference, has become the development direction of intelligent instrument.

The communication module provides three different forms of transmission interface:

First, RS232C

II, 20mA ( TTY )

, RS422 / RS485.

But each of the CP340 only provides an interface form. The module can realize three communication protocol ASC II code, 3964 ( R ) and the printer driver, through the integrated in STEP 7 parametric tools can be carried out by simple parameter, the set includes means of communication ( baud rate, data bits, stop bits and parity ), receiving end of the frame means, interface means, programmers must concern is based on intelligent instrument communication protocol programming. CP340 uses free port mode with these devices for information interchange. Free port communication is through the user program control communication port operation mode. The free port mode, can realize the communication connection many kinds of intelligent equipment. STEP 7 the function block of FB2 (P_RCV ) and FB3 ( P_SEND ) is the default system designed for the CP340 provides communication function block, using the built-in STEP7 function block can reduce programming time reduce programming difficulty.

Using CP340 slave station, half duplex communication method, communication subprogram considering:

First, using the half duplex communication mode, in each moment the bus with only one station at receiving or sending state. Due to the main, from the work stations for the active, from the station completely passive, so in the process of success when the master station sends control command, should be given enough time to response from the station master station command.

II, for each received data should check, guaranteed to receive the data correctness in order to avoid system malfunction.

The diagnosis system, when the error immediately set identifier, the corresponding alarm information, and according to the alarm information to the alarm information for classification, for fault for parking overhaul. Breakdown of equipment, this equipment parking and shielding the device, program will no longer access to the device, which can significantly reduce the repeated failure of equipment of communication brought about by the program execution time.

The new, each sending information, to ensure that the receive buffer content removed, and respond to the receive buffer and the receive buffer. Motor control procedures on the basis of actual pressure value network, automatic switch motor (i.e., frequency converter frequency frequency or minimum PI modulates the frequency ). So the collection pipe network pressure value reliability is particularly important, pressure from the pressure sensor network, the transmission line is longer, and through the greater interference inverter and other equipment, so the use of twisted pair shielded line basis must pass through the software filtering. Accurate judgement of the pipe network pressure, greatly reducing the number of switching pump, and uses the converter not only improves the safety of the system but also overcomes the large motor starting current impact. System alarm subroutine is to the system all the alarm signal processing procedures, such as a power failure, the reservoir water level gauge, motor temperature, failure of frequency converter and PLC module fault. Due to the adoption of a with the interruption capability of the digital and analog input module, so when the hardware detected on site fault signal, can automatically perform hardware interrupt handler block ( OB40 ), the fault discrimination and corresponding treatment according to the fault level.

PC using the configuration software WinCC, the serial port operation, can be invoked by the preparation of a good VB serial communication program to realize data exchange, can also use global script VBS implementation of the serial port access, graphics editor in WINCC called Active X controls MSComm, such as adding a button, the button is linked to a VBS mouse movements, mainly on the serial port initialization. In the MSComm configuration of a OnComm event, using the event trigger in the form of serial read and write operations. In the 1 button mouse events in port initialization, specific code is as follows:

Sub procedure20

Open port

Dim objMSComm1

Dim tagConnection

Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens (" Main" ) . ScreenItems (" MSComm1" )

Set tagConnection = HMIRuntime.Tags (" Connection" )

If objMSComm1.PortOpen = False Then

ObjMSComm1.Commport = 1

ObjMSComm1.Settings =" E, 9600, 7, 1"

ObjMSComm1.InputLen = 0

ObjMSComm1.PortOpen = True

TagConnection.Write ( True )

HMIRuntime.Trace (" Port open & vbCrLf." )

Else

HMIRuntime.Trace (" Port is already & vbCrLf opened." )

End If

End Sub

Sub procedure1.

' close the serial port

Dim objMSComm1, tagConnection

Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens (" Main" ) . ScreenItems (" MSComm1" )

Set tagConnection = HMIRuntime.Tags (" Connection" )

If objMSComm1.PortOpen = True Then

ObjMSComm1.PortOpen = False

TagConnection.Write ( False )

HMIRuntime.Trace (" Port close & vbCrLf." )

End If

End Sub

5 sewage station system characteristics

( 1) the reliable control strategy. Automatic remote control, remote control, control three control modes of guarantee system of An Quanqi park. Frequency converter, motor and other equipment have independent control and can substitute for each other, which can be in automatic mode of any combination of linkage control, but also in manual mode independent control.

( 2) image monitoring meet, powerful reporting capabilities. Industrial control computer display sewage treatment process flow diagram, the operation of equipment, operation trend graph, fault alarm screen etc.. The operator through these images can be a full understanding of sewage treatment operation, convenient for equipment operation. Greatly reduce the work intensity of operators.

The 6 ending

Based on PLC, inverter, wireless communications equipment sewage treatment of industrial network, good to meet the needs of modern sewage treatment. Using Siemens's S7-300 series controller, through the serial communication function, according to the site of the inconvenient wiring characteristic, using industrial wireless communication, to realize the remote data acquisition and monitoring function, greatly reduces the cost of sewage treatment, at present this system runs good effect.

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