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通讯模块使 SIMATICS7-300 可以连接到如：

SIMATIC S7 和SIMATIC S5 可编程控制器，以及许多其它制造商提供的系统

PC、可编程装置、HMI装置

现场设备

打印机

机器人控制

调制解调器

效益扫描仪、条码读取器等

由于可以使用 STEP 7 方便的进行组态，因此缩短了启动时间
通过 LED 指示缩短了发生故障时的停机和维修时间

设计和功能

CP 具有加固的塑料外壳，带有 LED 指示灯用于显示工作和故障状态。
它们显示出了 SIMATICS7-300 设计的全部优势，如.
设计紧凑 
便于安装 
用户友好型接线等。

在进行可编程控制器控制系统设计时，尽管有着不同的被控对象和设计任务，设计内容可能涉及诸多方面，又需要和大量的现场输入、输出设备相连接，但是基本内容应包括以下几个方面：

    (1)明确设计任务和技术条件。

    设计任务和技术条件一般以设计任务书的方式给出，在设计任务书中，应明确各项设计要求、约束条件及控制方式。因此，设计任务书是整个系统设计的依据。

    (2)确定用户输入设备和输出设备。

    用户的输入、输出设备是构成PLC控制系统中除了作为控制器的PLC本身以外的硬件设备，是进行机型选择和软件设计的依据。因此，要明确输入设备的类型（如控制按钮、行程开关、操作开关、检测元件、保护器件、传感器等）和数量、输出设备的类型（如信号灯、接触器、继电器等执行元件）和数量以及由输出设备驱动的负载（如电动机、电磁阀等），并进行分类、汇总。

    (3)选择可编程控制器的机型。

    可编程控制器是整个控制系统的核心部件，正确、合理地选择机型对于保证整个系统的技术经济性能指标起着重要的作用。艾特贸易小编提示PLC的选型包括机型的选择、存储器容量的选择、I/O模块的选择等。

    (4)分配I/O通道，绘制I/O接线图。

    通过对用户输入、输出设备的分析、分类和整理，进行相应的I/O通道分配，并据此绘制I/O接线图。

    至此，基本完成了PLC控制系统的硬件设计。

    (5)设计控制程序。

    根据控制任务和所选择的机型以及I/O接线图，采用梯形图语言设计系统的控制程序。设计控制程序就是设计应用软件，这对于保证整个系统安全可靠地运行至关重要，必须经过反复调试，使之满足控制要求。

    (6)必要时设计非标准设备。

    在进行设备选型时，应尽量选用标准设备。如无标准设备可选，还可能需要设计操作台、控制柜、模拟显示屏等非标准设备。

    (7)编制控制系统的技术文件。

    在设计任务完成后，编制系统的技术文件。技术文件一般包括设计说明书、使用说明书、I/O接线图和控制程序（如梯形图等）。

针对以色列Unitronics的M90/91系列OPLC运算功能的不足，提出分段拟合和线性转换模式，将复杂运算和浮点数运算转换成分段的线性运算。开发计算机辅助设计软件，优化分段，并自动生成的运算参数，在M90/91系列OPLC上实现了复杂运算和浮点数的运算。该运算处理方法成功地应用于环保监控系统的污水流量监控中，流量计算精度与直接计算结果几乎完全吻合。大大地简化了OPLC控制程序，降低了控制系统的硬件费用，拓展了M90/91系列OPLC的应用范围。

      1 M90系列OPLC的特点

      以色列 UNItronics 的M90/91系列OPLC是一种集可编程控制器、操作面板、I/O功能于一体，通讯功能强大的微型PLC。Unitronics 的OPLC分为两大系列：M90/91系列和Vi-sion系列，其中M90/91系列的价格便宜，功能强大，性能稳定。M90/91系列OPLC的特点如下：

      1.1 友好的人机界面

      M90/91系列OPLC的人机操作面板包括液晶显示屏和全数字按键，用户可以查看操作提示、动态数据、历史数据。也可以输入控制参数和通过按键进行控制操作。

      1.2 支持多种通讯方式

      M90/91系列OPLC支持PSTN、GSM/SMS、GPRS、CAN-Bus、MODBUS等通讯方式，用户可以选择有线电话方式、手机短信、GPRS方式或各种网络通讯方式，为远程或网络内的自动监控、数据采集、系统诊断，为现场无人值守情况下的远程中心监控提供了便捷价廉的途径。

      1.3 多功能一体化

      M90/91系列OPLC自带数字量/模拟量/温度测量的I/O点，轴编码器和高速I/O点，CANbus/RS232/RS485通讯，实时时钟控制。

      1.4 I/O扩展性

      每个M90/91控制器可以带8个I/O扩展模块，可以满足各种自动控制的需要。

      2 M90/91系列OPLC在环保在线监控系统中的应用

      M90/91系列OPLC在工业和民用方面都具有极大的优势，在昆明市环保在线监控系统的现场监控中被广泛采用，至今已经无故障地成功运行了4a，实现了昆明地区污水排放的区域性在线监控，在黑龙江、成都、北京、福建等地的环保监控中也得到了成功的应用。

      2.1 污水流量的监控

      环保在线监控系统由现场监测传感器、OPLC监控装置、中心监控软件等构成，M90/91系列OPLC是现场监测的核心。OPLC监控装置可以接入来自于各种传感器的信号，如COD、DOC、SO2、流量、治理设备状态等几十种国家规定的监控参数的传感器，采用GSM/SMS/GPRS方式定时上报环保监控数据，自动上报现场超标报警数据、设备故障、系统断电等信息，并及时应答监控中心的各种查询。

      污水排放的瞬时流量和累积流量采用超声波明渠流量计方法进行测量，它们是环保在线监控的主要因子。超声波传感器测量流过巴歇尔槽的流体液位的高度，并向OPLC输入4~20mA的关于流体高度的模拟信号。

      2.2 超声波明渠流量计的流量计算

      超声波明渠流量计需要通过公式（1）运算，将流体的高度转换成流体的瞬时流量，并进行累积。根据标准JJG711-1990，巴歇尔槽的流量特性计算公式为：

      Q=Chan      （1）

      其中：Q为瞬时流量（m3/sec），ha为水头高度（m），C和n是与明渠类型和喉口尺寸相关的常数。小型巴歇尔槽有5个标准的喉口规格，5个独立的计算公式；标准型巴歇尔槽有12个标准的喉口规格，可以用一个独立的计算公式；大型巴歇尔槽有8个标准的喉口规格，8个独立的计算公式。

      2.3 M90/91系列OPLC超声波明渠流量计流量监控的关键问题

      M90/91系列OPLC可以实现整数的加减乘除运算，比较运算和逻辑运算，具有PLC的常规控制功能，具有远程无线通讯功能，成本低，功能全，非常适合于小型的环保监控站的选用。但是，不足的是M90/91系列OPLC的运算功能有限，无法直接进行超声波明渠流量计的流量计算。因此，地进行浮点数复杂运算的替代是M90/91系列OPLC成功应用的技术关键。

      3 超声波明渠流量计流量的替代计算

      3.1 超声波明渠流量计的流量计算处理模式

      根据M90/91系列OPLC的性能和环保污水监控应用的特点，提出超声波明渠流量计流量计算数据处理的分段拟合和线性化处理的替代模式。即：设定替代计算的精度，采用小二乘法，根据流量计算值误差小和满足M90/91系列OPLC整型数计算的原则，将指数计算公式优化解析成若干段线段的组合，OPLC对输入的模拟量进行区域判断和线性计算，获得瞬时流量。

      3.2 明渠流量计流量计算公式的转换

      根据明渠流量计的标定高度，超声波明渠流量计将流体的高度ha以4-20Ma信号输入到OPLC，在OPLC中存于内存变量MIin。根据流量的计算公式，与该MIin对应于瞬时流量存于MIq。

      流体高度与内存变量的关系为线性关系：

      ha=A+b×MIin      （2）

      根据公式（1）、（2）公式得到：

      MIq=E+d×Q        （3）

      将（2）、（3）公式整合成：

      MIq=E+d×Chan=E+d×C（A+b×MIin）n      （4）

      MIq=f（MIin）      （5）

      式中：ha为液位高度，A、b、E、d为常数，MIin为流量信号对应的内存变量，Q为瞬时流量，MIq为瞬时流量计算值对应的内存变量。

      3.3 明渠流量计流量计算分析和处理原则

      对于每一个标准喉口的流量计算公式，在整个量程范围内将其分成若干段，在每一段上拟合一条直线，采用小二乘法进行分析，优化出满足精度要求分段数量和各线性段方程系数，保证在整个有效的计算范围内直线与理论曲线的误差小。

      S（x）=a0Φ0（x）+a1Φ1（x）+a3Φ3（x）+…… +anΦn（x）      （6）

      δ||22=min∑ω（xi）[S（xi）- f（xi）]2          （7）

      ζ（x）∈φ i=0

      m

      （ Φi，Φx ）=∑ω（xi） Φ（xi）Φx（xi）      （8）

      i=0

      G=（Φi，Φx）（Φi，Φx）……（Φi，Φx）      （9）

      （Φi，Φx）（Φi，Φx）……（Φi，Φx）

      ……

      ax=a×x                                                        （10）

      由于Φ0，Φ1，……，Φn线性无关，故|G|0，方程存在唯一解。

      对于小型和大型明渠，如果对应喉口没有确定的计算公式，数据处理模式为：（1）根据喉口尺寸，判断明渠的类型。（2）根据该类型已知计算公式，拟合一条某高度下的流量～喉口尺寸的曲线。（3）根据此拟合曲线，计算该喉口的明渠流量计在该高度下的瞬时流量。

      3.4 超声波明渠流量计计算机分析和优化程序的功能

      根据以上数据处理模式，设计了超声波明渠流量计计算机分析和优化程序。该程序可以选择各种明渠喉口尺寸、拟和点的数量和流量的单位等基本信息，自动生成拟合线段的参数，显示理论计算与拟和公式计算的喉口尺寸~瞬时流量的对照曲线，并可以将数据直接导出为EXCEL文件。为M90/91系列选择或输入明渠的喉口直径，在界面上显示有效的测量水头高度的范围；输入明渠标定的上下点对用的MI值；根据OPLC编程空间的余量，选择适应的拟合线段数量；选择流量的单位或精度；点击查询按钮，则系统将自动查询并生成多个拟合线段的计算参数和全范围内的计算数据表；选择曲线，则显示理论曲线和拟合曲线。如果瞬时流量的计算值超过整型数的范围，则系统会给出提示，要求调整流量单位，重新进行计算，并进行误差分析。

      3.5 测试结果

      根据该算法进行OPLC明渠流量测量程序设计，同时采用具有浮点数运算功能的ViMIon系列OPLC按照理论计算公式，进行OPLC的明渠流量测量程序设计。二者接入同一台明渠流量计的监测信号，控制面板得到相同的瞬时流量显示。经过3d的考核，累计流量显示值误差为0.01%。实验证明了该数据处理模式的正确性。

      4 结论

      M90/91系列OPLC模拟量监控系统的浮点数运算处理方法的研究，提出分段拟合，线性处理的数据处理原则，配合计算机程序进行拟合优化，使M90/91系列OPLC可以对模拟量进行的浮点数公式运算，大大地扩展了M90/91系列OPLC的应用范围，节约了用户程序空间，降低了监控系统的硬件配置成本，也提高了M90/91用户程序设计的效率，缩短了设计周期。这项研究在昆明环境监测与控制系统中的近200家监控点的流量监测中得到成功的应用，这种算法的正确性得到了充分的验证。