滴灌施肥装置控制系统设计-学位论文.doc

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1、摘要滴灌施肥装置控制系统设计摘要随着生产和科技的发展，针对滴灌施肥控制系统中的实际情况，本设计采用基于软件King View 6.53的监控系统，结合传感器技术、PLC技术和微机监测技术构建计算机监控系统。随着现代控制技术的发展，本设计以PC机作为上位机，实时监控液位、流量、压力及各种肥的浓度等被控量的信息状态，不但可以使用户实时了解被控量，而且可以很方便的下达控制指令。在滴灌施肥过程中通过上位PC机的实时监控程序对施肥过程中的状态参数（如EC/PH值、流量、液位、实时曲线等）进行实时显示，对数据进行保存和处理，并且能够按照用户设置的施肥程序实时自动的控制施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数，执

2、行精确的施肥过程，提高农产品的产量和品质。本设计使用的King View 6.53软件以及其所带的控件构成的系统能够完成数据的采集，监测，实时控制等功能，同时完成数据保存、查看以及报警功能等等，实现趋势分析、显示。本设计完全能实现滴灌施肥控制系统中监测与控制，能够满足用户的需求。关键词： 滴灌施肥 自动控制 组态软件 可编程控制器 IAbstractFertigation device control system designAbstract: with the development of production and technology, in view of the actual s

3、ituation in the control system of drip fertigation, the design of the monitoring system software based on King View 6.53, construction of computer monitoring system combined with the sensor technology, PLC technology and computer monitoring technology. With the development of modern control technolo

4、gy, the design of the PC machine as the position machine, real-time monitoring of liquid level, flow, pressure and concentration of various fertilizer amount charged state information, not only can the user real-time understanding of the controlled quantity, but also can make control instruction is

5、very convenient. Through the upper PC real-time monitoring program of state parameters in the process of fertilization in drip irrigation and fertilization process (such as EC/ pH, flow, level, real-time curve) for real-time display, preservation and processing of the data, and the parameters can be

6、 set by the user application program of real-time automatic control of fertilizer solution concentration, amount of fertilizer and fertilization time, perform fertilization process accurately, improve the yield and quality of farm products.System design using King View 6.53 software and control the

7、belt can complete the data collection, monitoring, real-time control functions, at the same time, data save, view and alarm functions and so on, trend analysis, display. This design can fully and control to realize monitoring of drip fertigation control system, to meet the needs of users.Keywords: p

8、rogrammable controller automatic control configuration software of drip fertigationII目录目 录第一章 绪 论- 4 -1. 1 研究背景- 4 -1.2 滴灌施肥的国内外发展概况- 4 -1.3 课题研究的研究内容及研究意义- 5 -第二章 滴灌施肥控制系统总体方案设计- 7 -2.1灌溉施肥系统总方案设计- 7 -2.2滴灌施肥监控系统的一般结构- 8 -2.2.1集中式计算机监控系统- 8 -2.2.2分布式计算机监控系统- 9 -2.3 监控系统的总体方案- 12 -2.4 控制系统方案设计原则- 13

9、 -第三章 硬件设备选用及PLC编程- 14 -3.1 主要硬件设备选用- 14 -3.1.1 S7-200系列CPU226及EM231简介- 14 -3.1.2 AB变频器- 15 -3.1.3大连海峰超声波流量计- 16 -3.2 PLC编程- 17 -第四章 组态王软件介绍- 37 -4.1 组态王特点- 37 -4.2 组态王软件的组成概述- 42 -4.3 用组态王建立应用程序项目的一般过程- 43 -第五章 滴灌施肥监控系统程序的开发与设计- 45 -5.1 组态软件的界面设计- 45 -5.1.1主画面- 45 -5.1.2用户配置画面- 45 -5.1.3报警画面- 46 -5

10、.1.4参数修改画面- 46 -5.1.5历史曲线画面- 47 -5.1.6历史数据报表画面- 47 -5.2 程序的开发与编写- 50 -总结- 55 -参考文献- 56 -致谢- 57 - 54 -参考文献第一章 绪论第一章 绪 论在滴灌施肥系统的运作过程中，只有做到各参量的准确把握与控制，才能保障农作物能够健康生长的基本要求，达到提高农作产量的目的。这也是运用科学技术实现科学种田的重要体现。因此在监控系统中，使其正常运转对农业生产具有重要意义。本设计针对滴灌施肥控制过程中的现场实际情况，进行上位机监控和管理下位机精确执行，保证了整个系统的精确稳定运作。1. 1 研究背景我国是一个水资源严

11、重短缺的国家，干旱是制约我国农业发展的主要因素之一。在我国，水的有效利用率只有30一40，喷灌、滴灌等先进的节水灌溉占总灌溉面积的比例还很小，大多数地区仍沿用地面灌溉。发展节水灌溉，提高农业生产力的潜力很大。除水分外，养分缺乏以及水、肥二者供应的不同步性，是制约我国农业生产发展经常遇到的问题滴灌施肥可有效地调节作物水分和养分的供应，在我国具有巨大的应用前景。尤其在西北和华北地区，由于这一地区占我国国土面积的522，耕地面积约占全国的30，采用滴灌施肥技术，不仅可节约该地区宝贵的水资源，而且可使原来一些采用常规灌水施肥方法不适宜种植的土地，如荒地、甚至沙漠种植变为现实。滴灌施肥技术的应用有利于实

12、现“三个根本改变”，一是有利于根本改变传统农业用水方式，大幅度提高水资源利用率；二是有利于根本改变农业生产方式，提高农业综合生产能力；三是有利于根本改变传统农业结构，大力促进生态环境保护和建设，最终实现农产品竞争力增强、农业增效和农民增收的目的。1.2 滴灌施肥的国内外发展概况20世纪60年代，以色列人创造了滴灌技术，并建成了世界上第一个滴灌系统。这一系统由不同口径的塑料管组成，灌溉水和溶于水中的化肥从水源被直接输送到作物根部，呈点滴状缓缓而均匀地滴灌到作物根区的土壤中。滴灌使农业灌溉技术发生了根本性变化，标志着农业灌溉由粗放走向高度集约化和科学化，基本实现了按需供水、肥，成为灌溉技术的一项重

13、大突破。而滴灌施肥是在滴水灌溉技术的基础上发展起来的。滴灌施肥加入的肥料，在发展初期多是由固体肥料如(NH)，SO、KCI等溶解而来。中国灌溉施肥技术的发展始于1974年。近30年来，随着微灌技术的推广应用，灌溉施肥技术不断发展，大体经历了以下3个阶段:第一阶段(1974一1980年):引进滴灌设备，并进行国产设备研制与生产，开展微灌应用试验。1980年我国第一代成套滴灌设备研制生产成功。第二阶段(1981一1996年):引进国外先进工艺技术，设备国产规模化生产基础逐渐形成。微灌技术由应用试点到较大面积推广，微灌试验研究取得了丰硕成果，在部分微灌试验研究中开始进行灌溉施肥内容的研究。第三阶段(

14、1996 年至今):灌溉施肥的理论及应用技术日趋被重视，技术研讨和技术培训大量开展，灌溉施肥技术大面积推广。至2001年，全国微灌面积达26.7万公顷，居世界第三位。其中，灌溉施肥面积约6.7万公顷。我国滴灌施肥技术的发展相对来讲比较落后，先前更多地是引进外国的相关技术，同时在不断的学习和研究适合自己本地区的滴灌施肥系统，经过近二十多年的发展，已经拥有相关的技术成果。我们知道施肥与灌水相结合能使有限的肥料发挥最大的增产效益，而且可以节水省肥，降低生产成本。另外，灌溉施肥还有操作简单，易于实行自动化控制的特点，在一定条件下可用含盐水灌溉。因此，结合当前地区的农业生产条件，我们本着上述的原则和目的

15、，进行了滴灌施肥系统的研究和开发。1.3 课题研究的研究内容及研究意义我们所进行的滴灌施肥系统的研究是以PC机为上位机进行实时监控滴灌施肥系统中的各状态参量，如EC/PH值、流量、液位、压力、实时曲线等进行实时显示，能够进行数据保存和处理，并且能够按照用户设置的施肥程序实时控制施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数，执行精确的施肥过程。同时可编程控制器为下位机，以可编程控制器（PLC）作为现场控制器，对滴灌施肥过程进行控制。PLC负责采集传感器信号，输出控制指令，控制执行机构运行，对施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数进行控制，执行精确的施肥过程。通过PLC与上位机PC机的通信，按照用户设置的施肥程

16、序和EC/PH值适时监控，对施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数进行控制，准确适时地把肥料养分直接注入滴灌管道中，连同灌溉水一起适时适量地施给作物，提高农产品的产量和品质。结合国内监控系统的特点，以及本设计的现有的条件，确定此次设计的主要内容分如下：(1) 监测系统的总体设计 计算机监测与管理系统主要有连续及顺序控制系统一SCADA (Supervisory Control And Date Acquisition).集散型控制系统一。DCS(Distributed Control System)、分布式控制系统一IPC+PLC系统 (工业计算机+可编程序控制器)及总线式控制系统。 根据滴灌施肥

17、监控系统中要求，拟采用分布式控制系统一IPC+PLC系统。该系统设计的基本原则是：实时监控、动态管理、功能丰富、使用方便、效果良好、稳定可靠。 (2)监测系统软件设计 根据实际需要，选取合适的监控软件，实现监视泵站状态和运行参数检测、接收故障报警信息、数据库查询、趋势曲线显示、报表统计和打印功能等。 随着国民经济的飞速发展，对农业生产也提出了更高的要求。对现有的农业生产设备进行改造和试验，更有利于农业生产的目的。在此次设计的监控系统中，对监控和管理进行改造和完善，向先进的监控管理方向发展，以达到减员增效，提高管理水平及经济效益的目的。本系统提高了监测参数的精确性和可靠性，有利于提高工作效率、工

18、作质量及管理水平。系统的实施将会保证监控系统的运行可靠性，提高生产效率，保证滴灌施肥中的各参量的相对稳定性，提高经济效益。因此，此次设计的实现，对农业生产过程中的各项管理与发展都有着重要的意义。1.4本课题拟解决的主要问题本课题主要研究的是是以PC机为上位机进行实时监控滴灌施肥系统中的各状态参量，如EC/PH值、流量、液位、压力、实时曲线等进行实时显示，能够进行数据保存和处理，并且能够按照用户设置的施肥程序实时控制施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数，执行精确的施肥过程。因此拟解决的主要问题如下：1） 可编程控制器为上位机，以可编程控制器（PLC）作为现场控制器，对滴灌施肥过程进行控制。2） P

19、LC负责采集传感器信号，输出控制指令，控制执行机构运行，对施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数进行控制，执行精确的施肥过程。通过PLC与PC机的通信，按照用户设置的施肥程序和EC/PH值适时监控，对施肥液浓度、施肥量和施肥时间等参数进行控制，准确适时地把肥料养分直接注入滴灌管道中，连同灌溉水一起适时适量地施给作物，提高农产品的产量和品质。第二章 滴灌施肥控制系统总体方案设计第二章 滴灌施肥控制系统总体方案设计2.1灌溉施肥系统总方案设计图2-1 系统总体方案图监控系统是在控制台（即PC）实现对各设备的监测、控制功能，实现监视参量状态和运行参数、接收故障报警信息、通过智能终端设备下达控制信号，并具

20、有报表统计和打印功能等。1. 数据采集功能:能动态采集下列信号：EC/PH值，流量，液位、压力等数据2. 状态数据的处理与分析*能对采集数据进行存储；*能对监控参数进行趋势分析；*能对监控参数进行趋势预报。3. 报警功能对监控参数能实施报警功能，能进行记录 (包括发生时间、监测参数数据，相关参数数据等)，自动生成异常状态数据库。4.集中显示功能主要设备的运行状态显示:*工艺流程的动态显示；*主要参数的历史曲线及趋势显示；*相关参数的历史曲线及趋势显示；*历史数据及特种记录显示。5. 存储功能*各种监控参数的动态存储；*各种监控参数的异常动态存储。6. 数据查询功能*各种监控参数的历史数据；*各

21、种监控参数的曲线及趋势；*异常状态查询。7.报表及打印功能*各种监控参数的报表自动生成；*各种监控参数的的指定区段数据打印；*各种监控参数的报表打印*异常状态及控制行为的报表打印。控制系统原理图如图2-2所示图2-2 系统原理图2.2滴灌施肥监控系统的一般结构计算机监控系统的体系结构从大的方面来看，主要分成两种:集中式和分布式。2.2.1集中式计算机监控系统集中式式早期的应用形式，主要用在数据采集和监督上。它是用以 STD总线或者PC总线为基础的工业控制计算机来进行数据采集和监督报警。图2-3为以工业控制计算机为基础的测控系统结构框图。它是在工业控制计算机内插入若干块IO卡件(如:AI卡一A/

22、D数据采集卡，DI卡一开关量输入卡、IO卡一开关量输出卡等)、在机箱外通过信号条理单元将来自现场的测温热电阻、压力传感器等物理信号转换成电压或者电流信号，然后送入A/I数据采集卡，由计算机完成数据采集工作，其他信号如电压、电流、功率、转速、各种开关状态的输入也通过同样的方法实现。需要控制时，由计算机通过IO卡件输出控制信号，通过功率驱动电路驱动后送到被控对象。从图中可以看出，由于工业控制计算机和信号调理单元都集中在控制室内，而且所有工作主要集中在一台计算机中，所以集中式系统存在以下缺点:量信号电缆要从现场引进控制室，且这些电缆中传送的大多数是非电量的物理信号或者微弱的电信号，故抗干扰能力差、误

23、差大、电缆成本高、安装维护不方便。由于数据采集、控制、图形画面显示等所有工作都由一台计算机完成，CPU主板负荷重，可靠性要求高，一旦CPU主板出现错误，整个系统瘫痪。由于采用总线式总线接口出现故障，则整个系统不能正常工作。工程化水平低，大多数系统由研制单位作为研究成果提供，不能保证质量，系统无开放性，系统可扩展性和可维护性差。2.2.2分布式计算机监控系统 集中式监控系统存在的问题，使得它的应用受到了很大的局限性，随着微电子技术、通信技术的发展，在工业控制领域推出了集散控制系统 (DCS)，集散控制系统就是集中显示操作、分散采集控制。它将整个系统的目标和任务按一定方式分配给若干个子系统，各个子

24、系统都由各自的计算机来控制或管理，而子系统之间可以有信息交换。2. 传统的DCS及应用图2-4是以传统集散控制系统 (DCS)为基础的分布式监控系统框图，系统分为成三级结构。分布式监控系统是分布着若干台功能独立的采集控制站，分别负责各种数据采集，或者对变电所、主机、泵站辅机等进行现场控制。这些采集控制站利用屏蔽、总线式双绞线互连起来，可以相互或者与上一级网络进行数字通信，从而可以协调工作。第二级监督控制级设置在泵站控制室内，完成现场监测，控制功能的管理。可以设置采集控制操作站、系统管理操作站，各操作站功能独立又能互为备用。它对第一级现场采集的所有数据进行处理、分析、存储、报表;完成所有控制指令

25、的收集和发布:以各种方式 (如流程图、趋势图、模拟图等)表达整个泵站的运行状态和数据，进行机组等设备的启动准备工作;收集和分析机组启动数据。对系统的功能组态、流程图的制作、控制模型修改等工作也是在这一级的操作站上完成的。第三级管理级是泵站管理单位的计算机网络。它接受监督控制级送来的各种实时数据或者历史数据，以便各部门的管理人员都可以随时观察泵站的运行状态。可以对管理单位所有的事务进行管理。还能上一级管理部门发送各种数据或接受上一级管理部门的命令和指示。图2-3 以工业控制计算机为基础的测控系统结构框图图2-4 以集散控制系统 (DCS)为基础的分布式测控系统结构框图与集中式监控系统相比，集散系

26、统有以下优点：1.采集控制站就地安装在泵站现场，测点到采集控制站之间的距离很短，采集控制站到控制室采用数字通信，故抗干扰能力强、误差小、电缆成本低、安装维护方便。2.各采集控制站功能独立，即使某一采集控制站失效，只影响局部功能，故障范围不会扩大。另外，在控制室的监控操作站退出运行时，各采集控制站仍然能够继续工作。3.系统采用模块结构、根据用户的要求，系统规模可以灵活变动，系统操作画面、操作方式由用户自己定义。4.成熟的软件、硬件技术。商品化的硬件和监控软件的质量有着可循的标准和开放性，服务质量有保证。5.系统可靠性高。通信网络的冗余技术、采集控制站中的主控制卡的冗余技术、I/O卡件的冗余技术等

27、使得系统具有很高的可靠性和容错能力。2.现代DCS新方向以PLC为基础的DCS及其应用DCS是从诠释榨汁工业发展加来的大系统概念产品，随着技术的发展，它已经成为一种普遍使用的系统模式。除传统的DCS产品外出现了以PLC为采集控制站的集散控制系统和以工业控制计算机 (IPC)作为采集控制站的集散控制系统。可编程控制器 (PLC)具有结构紧凑、模块化、编程方便、使用灵活和耐恶劣环境等优点，广泛用于离散控制场合。近年来，PLC技术迅速发展，不断增加PLC模拟控制和监视管理功能，采用DCS系统的分级分散体系结构，将应用范围扩展到连续过程控制和批量过程控制。从而形成了以PLC为基础的分散型控制系统。在P

28、LC为基础的DCS中，控制站由各类PLC控制器组成。通常控制站包括一个主机箱和儿个I/O机箱。为了增加模拟量控制功能，一般在主机箱内增加一块特殊功能的CPU板，用于完成PID控制算法。监控级为具有监视和操作功能的显示操作站 (OPS)，通常选用工业PC机。监控级通信采用专用的工业局域网 (ILAN) 。PLC为基础的DCS系统适用于批量控制过程和开关量点数较多的连续控制过程，其性能价格比优于传统的DCS系统。但是PLC控制器的模拟控制功能块没有仪表型DCS丰富，这就对系统的软件编制人员提出了较高的要求。图2-5是以PLC为基础的分布式测控系统结构框图。由于PLC本身的局限性，可以将一些测量水位

29、、水压、电量的智能仪表通过 RS-485总线连接起来后，连接到控制室内的监控操作站上去，在利用商品化的监控软件提供的编程能力，将这些数据传送到监控系统中去。图2-5是以PLC为基础的分布式测控系统结构框图。由于PLC本身的局限性，可以将一些测量水位、水压、电量的智能仪表通过 RS-485总线连接起来后，连接到控制室内的监控操作站上去，在利用商品化的监控软件提供的编程能力，将这些数据传送到监控系统中去。图2-5 以PLC为基础的泵站分布式测控系统结构图2.3 监控系统的总体方案如前所述，计算机监测与管理系统主要有连续及顺序控制系统SCADA (Supervisory Control And Da

30、te Acquisition)、集散型控制系统DCS(Distributed Control System)、分布式控制系统IPC+PLC系统 (工业计算机+可编程序控制器)及总线式控制系统。根据滴灌施肥监控系统的要求，拟采用分布式控制系统IPC+PLC系统。根据设计的任务和要求, 上位机所要完成的功能主要包括：人机交互界面，数据通讯模块，输入输出处理三大部分。1 人机界面要实现控制量的输入（到下位机），控制过程状态变量的采集，显示和保存（时实曲线、历史曲线、数据库操作等），数据处理结果的输出打印（打印功能）。 2 数据的传输主要依靠通讯协议来完成，在软件中是最重要的部分。 上位机与PLC采用

31、RS-232串口通讯协议，上位机每隔一段时间就要完成一次数据采集过程（主要是容器的液位值和离子浓度的监视等）。允许操作者通过软件设定控制参数，改变控制状态。也就是，执行控制信号、在线实时调节输出幅值，并将检测到的液位的过程值发送到上位机。3 输入输出处理是指上位机通过通讯端口把采集到的原始数进行处理，以用户可以读懂的形势表现出来，采集到的数据先通过数据库保存，同时用图形或列表等比较直观的形势显示在用户面前。过程数据处理的结果就是在整个试验过程中控制量和反馈结果的集合，通过上位机保存到数据库中，我们就是通过分析这些数据的变化规律达到学习和理解过程控制的内在实质。即完成控制规律的与参数设定、控制算

32、法运算、控制信号输出、实时准确的控制执行机构的动作。其主要优点是: 可实现分级控制:可靠性高、组网方便;编程方便、开发周期短、维护方便:可灵活方便地实现系统内配置和调整;能与现场信号直接相连，易于实现机电一体化;易于实现 “集中管理、分散控制”功能。系统的基本原则是:实时监控、动态管理;功能丰富，使用方便;效果良好，稳定可靠。其中计算机采用普通PC模拟，可编程控制器(PLC)采用三菱fx-32系列，硬件可靠，稳定性好。监控软件采用组态王，该系统可以方便地构造需要的“人性化的操作界面”，具有强大的控件扩展功能，可靠性高，扩展性好，使用方便。接口采用PC/PPI串口通信方式，以实现可编程控制器与远

33、程 I/0连接。系统具有良好的可靠性、兼容性。2.4 控制系统方案设计原则该系统设计的基本原则是：1 实时监控2 动态管理3 功能丰富4 使用方便5 效果良好6 稳定可靠第三章 硬件设备选用及PLC编程第三章 硬件设备选用及PLC编程3.1 主要硬件设备选用可编程控制器（PLC）选用国际大公司西门子厂家的S7-200系列的CPU226，模拟量采集模块采用西门子200系列EM231，变频器选择AB公司的设备，流量计选用大连海峰的可通信超声波流量计。现就主要设备做简单介绍。3.1.1 S7-200系列CPU226及EM231简介CPU外形如图3-1所示：图3-1 西门子200系列CPUS7-200

34、 是一种小型的可编程序控制器，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： 1）极高的可靠性。 2）极丰富的指令集。 3）易于掌握。 4）便捷的操作。 5）丰富的内置集成功能。 6） 实时特性。 7） 强劲的通讯能力。 8） 丰富的扩展模块。CPU 226本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独

35、立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。编程软件：S7-200的编程软件经历了9个大的版本，目前最新的支持Win7的软件是 Step7 Microwin4.0 Sp91，西门子对于购买S7-200的用户免费提供编程软件。3.1.2 AB变频器AB变频器提供一种对电源、控制和操作员界面的灵活封装，用

36、于满足空间、灵活性和可靠性要求，并提供丰富的作用，允许用户对大多数应用很容易地对变频器进行组态。具有灵活性、节省空间和使用方便等特点。它是机械工具、风扇、泵、传送带和物流处理系统等应用场合进行速度控制的经济有效的选择。 1.AB变频器分析*集成的PID控制器可自动调整输出频率，调节过程变量*三个可编程的跳变频率段防止了变频器在共振频率中连续运行，避免机械损坏*可选的风扇/泵类曲线针对离心风扇和泵类负载提供降电压模式*独特的休眠作用在系统需求降低到预先设定标准时，自动关闭机器；当系统需求增加时，自动起动机器*针对某些无人看管运行环境，系统断电而后恢复时，变频器将自动重起运行*Freeze/Fir

37、e和Purge等特定输入，可直接连接到消防等紧急安全系统*集成到变频器中的RS485通讯*内置的Modbus RTU和Johnson Metasys N2协议为可选参数，不需要额外的软件和硬件支持驱动串行接口(DSI)通讯模块和附件*使用DriveExplorer和DriveTools可方便地用于编程、监视和控制变频器*成套变频器满足UL标准，增强了安装的灵活性，允许变频器直接安装在开关柜中*成套变频器断路器和接触器旁路设备只需简单的装配就可以通过组合操作员面板、控制器、通讯和预先装配的功率选件进行起动*成套变频器旁路接触器提供三对接触器接点，当变频器处于旁路模式时，可以测试变频器的作用和隔离

38、变频器2.AB变频器调试*PowerFlex70 人机接口模块（ HIMS ）的状态二极管（ LED ）和多种语言的夜晶显示屏（ LCD ）都能为用户的应用程序提供灵活的、性价比高的选择；*多种语言液晶显示屏人机接口模块提供一个 S.M.A.R.T 启动特性；一个可迅速和容易地为用户提供一系列最通用编程参数的启动实用程序；不用深入地了解参数结构就可以变频器进行简单的设置；*优化的用于全世界标准的全球性电压设定值，允许在世界上任何地方快速设定；*PC 化工具如 DriveExplorer TM 有助于编程、监控和故障诊断；3.1.3大连海峰超声波流量计单线路板结构的 TDS-100 型超声波流量

39、计使用了最新的著名国际半导体厂商生产的元器件，例如美国国家半导体公司、TI、MaxiM、Philips、Winbond、Xilinx 等，生产的超大规模集成电路设计而成。硬件数目少，低电压工作，多脉冲发射，低功耗，高可靠性，抗干扰，适用性好。优化的智能信号自适应处理，用户无需任何电路调整，就像使用万用表一样方便简单。先进的电路设计、器件选用、优秀的硬件设计加上中文用户界面友好的软件设计，使新版的 TDS-100 系列超声波流量计成为国内目前最先进、当之无愧的第一名牌产品。本手册针对第七版 TDS-100 系列超声波流量计编写，对该系列固定式、盘装式和便携式机型的功能、安装及操作进行了详细的介绍

40、。TDS-100 的特点TDS-100 型流量计是基于微处理器技术，自身完备的流量测量仪表，与其它常规类型流量计或其它超声波流量计相比，除具有高精度、高可靠性、高性能、低价格的显著特点外，还具有下列更多的优点。* 0.5%线性度、0.2%重复性* 中英文双语窗口化操作* 低电压多脉冲平衡发射、接收* 抗干扰设计、变频器环境正常工作* 内置热量测量/热量计* 5 路 12 位精度模拟 4-20mA 输入* 2 路可编程开关量输出* 非导电/特殊介质测量* 正向/负向/净累积器* 压铸铝外壳（固定式标准型）* RS-232 接口，完善的通讯/联网协议* 内置定量/批量控制器* 1 路可编程模拟 4

41、-20mA 输出* 可作为完善的流量/热量 RTU 远程终端 * 内置上电断电记录器* 内置流量日月年累计器* 内置数据记录* 可选择中外常用通用流量单位* 0.5 秒基本测量周期* 频率信号输出* 可选 AC220 交流/直流供电* 介质识别功能* 内部 32 位浮点数据处理* 40 皮秒时差测量分辨率在设计上 ，TDS-100 型超声波流量机采用了世界上最先进的集成电路及微处理器智 能控制，实现了生产过程中元器件参数无调整化，生产工艺既简单又可靠，产品一致性好，保证每一台出厂的机器都达到最佳性能、最好工作状态。工作原理，当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时

42、间的变化正比于液体的流速，其关系符合下面表达式：V=TMDsin 2 Tup Tdown下游传感器流向TdownTup其中为声束与液体流动方向的夹角为声束在液体的直线传播次数MD为管道内径Tup为声束在正方向上的传播时间Tdown为声束在逆方向上的传播时间T=TupTdown。典型用途：1. 水、污水、海水2. 给水和排水3. 发电厂(核电、火力和水力)4. 热力、供暖、供热5. 冶金、矿山6. 石油、化工7. 食品和医药8.船体制造和维护行业9.节能监测、节水管理10.造纸和制浆行业11.泄漏检测12.流量巡检、流量跟踪和采集13.热量测量、热量平衡14.流量、热量化管理、监控网络系统3.2

43、 PLC编程因为选用的流量计是带通信功能的超声波流量计，而且通信协议选择工业上常用的MODBUS协议，故需要编写通信程序来读取流量计的数据。PLC的通信程序如下：1主程序：TITLE=程序注释Network 1 / 网络标题/ 网络注释：首次扫描： / 七出（SBR_3）：口一，TDS100等模块初始化LD SM0.1CALL SBR3MOVB 0, VB3500MOVB 16#0, VB3501MOVB 16#0, VB3502MOVB 16#1, VB3503Network 2 / I2.0 ：TDS100等模块上电成功后，延时LD I2.0AN V3500.0TON T37, +30Ne

44、twork 3 / T37,延时后，M3.5首次通信，置一/ M0.2，延时后，触发，进入循环LD T37S M0.2, 1S V3500.0, 1S M3.0, 1S M3.5, 1R T37, 1Network 4 / M1.4,TDS100错误代码接收完成LD M1.4A M3.5O M1.1O M1.2CALL SBR9Network 5 / M9.0-M9.5,TDS100 模块首次通信成功/ M2.0-M2.7,7017 模块首次通信成功/ M0.6,7024名称读完，开始读TDS100/ T40,通信超时LD M9.0A M3.5LD M9.1A M3.5OLDLD M9.2A

45、M3.5OLDLD M9.3A M3.5OLDLD M9.4A M3.5OLDLD M9.5A M3.5OLDO M2.0O M2.1O M2.2O M2.3O M2.4O M2.5O M2.6O M2.7O M0.2O M0.6O T40CALL SBR13Network 6 / M10.0-M10.5,TDS100 模块首次通信失败/ VB1900,发送次数计数，发送次数未到三次LD M10.0A M3.5LD M10.1A M3.5OLDLD M10.2A M3.5OLDLD M10.3A M3.5OLDLD M10.4A M3.5OLDLD M10.5A M3.5OLDO M4.0O M4.1O M4.2O M4.3O M4.4O M4.5O M4.6O M4.7O M1.7AB VB1900, 0CALL SBR5Network 7 / M10.0-M10.5,TDS100 模块首次通信失败/ VB1900,发送次数计数，发送次数到三次，发送下一条指令LD M10.0A M3.5LD M10.1A M3.5OLDLD M10.2A M3.5OLDLD M10.3A M3.5OLDLD M10.4A M3.5OLDLD M1