S7-1200:西门子PLC应用教程《自动化加油站控制》

文摘   2025-01-15 00:08   河南  

应用概述

大家好啊!今天给大家带来一个超实用的项目 - 基于S7-1200的加油站自动化控制系统。作为一名PLC程序员,我觉得加油站自动化真的是特别有意思的应用场景,既要保证安全性,又要提高效率。让我们一起来看看这个项目吧~

硬件配置

  • CPU:SIMATIC S7-1214C DC/DC/DC
  • 信号板:SB 1232 AO
  • 数字量输入模块:SM 1221 DI16
  • 数字量输出模块:SM 1222 DQ16
  • 模拟量输入模块:SM 1231 AI4
  • 触摸屏:KTP700 Basic
  • 现场设备:
    • 油位传感器
    • 流量计
    • 加油枪状态检测
    • 紧急停机按钮
    • 卡片读写器
    • LED显示屏

程序设计思路

刚接到这个项目时,我也是想了好久该怎么做。后来把整个系统分成了几个核心功能:

  1. 油罐监控
  2. 加油控制
  3. 计量计费
  4. 安全监控
  5. 数据记录

重点是要保证加油过程的安全性和计量的准确性,这两点都不能含糊。

程序实现

变量定义

//系统状态
BOOL System_Enable;     //系统使能
BOOL Emergency_Stop;    //紧急停止
BOOL Tank_Warning;      //油罐报警

//油罐参数
REAL Tank_Level[4];     //油罐液位
REAL Tank_Volume[4];    //油罐容积
BOOL Tank_Alert[4];     //油罐报警

//加油控制
BOOL Gun_Status[8];     //加油枪状态
REAL Flow_Rate[8];      //流量值
REAL Total_Value[8];    //累计值
BOOL Pump_Run[8];       //泵运行状态

//交易数据
REAL Unit_Price[4];     //单价
REAL Payment_Amount;    //支付金额
BOOL Transaction_Done;  //交易完成

主程序实现

ORGANIZATION_BLOCK "Main"
BEGIN
    
    //系统初始化
    IF "First_Scan" THEN
        "System_Enable" := FALSE;
        FOR #i := 0 TO 3 DO
            "Tank_Alert[#i]" := FALSE;
            "Unit_Price[#i]" := 0.0;
        END_FOR;
    END_IF;

    //油罐监控
    CALL "FB_Tank_Monitor"(
        Enable := "System_Enable",
        Tank_Level := "Tank_Level",
        Tank_Volume := "Tank_Volume",
        Low_Alarm := 10.0,
        High_Alarm := 90.0,
        Tank_Alert => "Tank_Alert"
    );

    //加油控制
    FOR #i := 0 TO 7 DO
        IF "Gun_Status[#i]" AND NOT "Emergency_Stop" AND
           NOT "Tank_Alert[#i/2]" THEN
            
            CALL "FB_Fueling_Control"(
                Enable := TRUE,
                Gun_ID := #i,
                Target_Amount := "Payment_Amount",
                Flow_Rate := "Flow_Rate[#i]",
                Total_Value := "Total_Value[#i]",
                Pump_Run := "Pump_Run[#i]",
                Done := "Transaction_Done"
            );
        ELSE
            "Pump_Run[#i]" := FALSE;
        END_IF;
    END_FOR;

    //安全监控
    IF "Emergency_Stop" OR
       COUNT_OF_TRUE(IN := "Tank_Alert") > 0 THEN
        FOR #i := 0 TO 7 DO
            "Pump_Run[#i]" := FALSE;
        END_FOR;
        "System_Enable" := FALSE;
    END_IF;

END_ORGANIZATION_BLOCK

流量计算功能块

FUNCTION_BLOCK "FB_Flow_Calculate"
VAR_INPUT
    Enable : BOOL;
    Flow_Pulse : BOOL;
    Unit_Price : REAL;
END_VAR
VAR_OUTPUT
    Flow_Rate : REAL;
    Total_Volume : REAL;
    Total_Amount : REAL;
END_VAR
VAR
    Pulse_Count : DINT;
    Timer : TON;
END_VAR

BEGIN
    IF #Enable THEN
        //计算流量
        "Timer"(IN := TRUE,
                PT := T#1S,
                Q => #Calc_Enable);
        
        IF #Flow_Pulse THEN
            #Pulse_Count := #Pulse_Count + 1;
        END_IF;
        
        IF #Calc_Enable THEN
            #Flow_Rate := REAL_TO_DINT(#Pulse_Count) * 0.01; //每个脉冲0.01L
            #Total_Volume := #Total_Volume + #Flow_Rate;
            #Total_Amount := #Total_Volume * #Unit_Price;
            #Pulse_Count := 0;
        END_IF;
    END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK

功能扩展

系统还可以添加这些功能:

  1. 会员管理系统
  2. 移动支付接口
  3. 远程监控平台
  4. 销售数据分析

调试方法

调试加油站控制系统需要特别注意安全,我总结了几点经验:

  1. 先用水测试所有流程
  2. 仔细校准流量计
  3. 反复测试紧急停机功能
  4. 模拟各种异常情况

应用扩展

这套系统的思路可以用在:

  • 液体灌装线
  • 化工原料储运
  • 饮料灌装系统
  • 工业油品管理

故障排除

实际运行中可能遇到:

  1. 流量计数不准:检查脉冲系数设置
  2. 油位显示异常:校准液位传感器
  3. 通信中断:检查网络连接
  4. 加油枪失控:检查限位开关

总结

做这个项目让我对自动化控制系统有了更深的理解。虽然过程中遇到不少问题,但每解决一个问题都是一次成长。希望这篇文章能给想做类似项目的朋友一些启发!

有问题随时在评论区问我,我们一起交流进步哦!下期见~


水晶的世界观
所有的努力,都将转化为成果。
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