西门子S7-300 PLC在自来水厂自动控制中的应用.pdf

第16卷第6期 2004 年 12 月 沈阳大学学报 JOURNAL OF 斗正NYANG UNIVERSITY Vol.16,No.6 Dec.2 0 0 4 文章编号 1008-9225200406-0024-03 西 门子S7-300 PLC在 自来水厂 自动控制 中的应用 敖波，黄锦绣 沈阳 鼓风机集团有限公司， 辽宁 沈阳 110021 摘要 介绍了西门子S7-300 PLC在自 来水厂自 动控制中的应用， 介绍了整个控制系统的硬件设计， 以 及要实现的功能.该系统自 动化程度较高， 数据采集量大， 系统可靠性要求高， 可基本达到设计要求， 运行效果 较好. 关 键 词 西门 子S7-300 PLC;可编程控制器; 自 动化;实时监控 中图分类号 TP 273文献标识码 A 可编程控制器PLC 是以微处理器为基 础， 综合了计算机技术、 自 动控制技术和通讯技术 发展而产生的一种新型工业控制装置， 它具有结 构简单、 编程方便、 可靠性高等优点， 已广泛用于 工业过程和位置的自 动控制中[‘ 〕 . 1系统概述 某市中心水厂设计规模为 10 万t/d， 全厂自 动控制系统按“ 集中监控， 分散控制” 的原则由中 央监控站和8 个分控站取水泵房、 加氯系统、 预 沉池、 滤池、 鼓风机房、 变配电及送水泵房、 加药系 统组成全厂工业局域网， 每个分控站采用PLC 对生产过程进行监控管理， 中央监控站的计算机 通过局域网实现对各个分控站的监测. 2系统选型 各分控站PLC选用西门子公司的S7-300 系 列， 中央监控站计算机选用研华工业控制计算机， 监控组态软件选用北京亚控公司的“ 组态王” 全中 文软件， 实现水厂监控系统的各项功能要求.该配 置既具有较高的可靠性， 又具有很好的易用性， 同 时具有较高的性能价格比， 是一套比较理想的系 统配置方案.实际应用也证明了该方案的合理性. 3系统结构与配置 系统配置如图1所示. 图 1系统配里图 收稿日 期 2004-10-08 作者简介 敖 波1982- ， 男， 辽宁沈阳 人， 沈阳 鼓风机集团有限公司 技术员. 第 6 期敖波等 西门子S7-300 PLC在自来水厂自 动控制中的应用 该系统是一个基于PROFIBUS 现场总线的要生产指标， 并进行配水电耗和单位配水电耗计 分布式控制系统， 系统最底层是设备控制层， 主要算及成本分析. 完成生产设备过程的控制与监测;第二层是监控报警功能当某一模拟量如流量、 压力等 层， 完成全厂生产过程的在线监测并向设备控制测量值超出给定范围或某一开关量如电机启 层下达控制指令.第二层还可以向上连接到公司停、 阀门开关等发生变化时， 可根据不同的需要 管理层MIS 系统， 接受管理层下达的任务并向发出不同等级的报警.如输人到报警表、 屏幕显示 MIS系统提供生产数据.报警信息、 打印机输出报警信息、 声光报警等， 并 3. 1 监控层调度中心可依据报警信息推出相应的动态画面. 该系统监控层采用“ 组态王” 监控软件， 该软报表功能能生成即时报表、 日 报表、 年报表. 件 具有很好的易用性川.它承担了流程显示、 数安全功能按不同 操作级别分级加密， 并 记录 据采集与管理、 报警、 实时趋势、 历史趋势、 数据记操作人员工号和所有操作者信息. 录、 报表等工作.在中央监控室设有大屏幕投影仪打印功能可以实现报表和图形打印及各种 和操作站， 操作员通过操作站可以详细了解全厂事件和报警实时打印. 生产运行情况， 下达操作控制指令， 指挥调度全厂3.2设备控制层 生产， 实现全厂生产自 动控制.本系统设备控制层采用西门子PROFIBUS- 调度中 心主要完成以下工作DP现场总线， 共分为8 个PLC分控站.西门子 控制操作在中央控制室能对全系统被控设S7-300 PLC是模块化结构设计， 各种单独的模块 备进行在线实时控制， 如启停某一设备， 手动或自之间可进行广泛组合以用于扩展， 能满足中等性 动执 行顺序控制， PLC控制方式的 切换及对现场能要 求的 应用[ [3,41.8个PLC分站 分别是 PLC参数设定值的修改等.①取水泵房控制站LCUI .取水泵房控制站 显示功能用图形实时地显示各PLC站被控用于取水泵房的监测， 监测的信号为阀门工况、 设备的运行情况;动态显示水处理工艺流程图， 并水泵工况、 断路器分合、 温度巡检、 吸水井液位、 进 能 在流程图 上选择弹出多级细部详图;动态显示厂 水流量、 浊度、 pH值、 河水液位等.②加氛控制 各种模拟信号、 开关信号、 各类累计信号等的数值站LCU2;③预沉淀池控制站LCU3;④沉淀池控 和范围清单， 通过按钮、 开关、 信号灯、 颜色、 百分制站LCU4;0 5 滤池控制站 LCU5;⑥鼓风机房控 比、 填充等手段， 实时、 生动地表示出来.制站 LCU6;⑦变配电系统及送水泵房控制站 数据管理能建立生产数据库、 操作信息库、LCU7;⑧加药控制站LCU8.各站所用设备见表 故障信息库.1， 各站信号统计见表2. 数据处理利用实时数据和历史数据， 计算主 表飞 . ⋯⋯8个PL C分 m的 it 匈到L一一一一一一一一一一 设备名称 PLC分站 L CU 万 f丁1l 仁 1仪l f l 价i 1,LJ4I CU 5LCU 6LCU 7LCU8 LCU 2LCU 3 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 硬件配置CPU315-2DP 数字输人模块6ES73211BL000AAO 数字输出模块6ES73222BL000AAO 模拟输人模块6ES73317KF010ABO 模拟输出 模块6ES73325HI010ABO 操作面板TP72 机架及附属设备 表28 个PLC分站的1 /O信号数f 统计表 类型AIAODIDO 信号类型 4一20mA 4一20mA24 VDC24VDC LCU l LCU2434428 LCU30016123 LCU4503266 LCU5944922 LCU6008034 LCU71027228 LCU820810463 4结论 本系统自 动化程度较高， 数据采集量大， 控制站 多， 系 统可 靠性要 求较高.但通过采用西门 子的 产品 和技术， 系 统基本达到设计要求， 运行效果较好. 参考文献 [1]江汉秀. 可编程控制器原理及其应用〔 M]. 西安西安电子 科技大学出版社. 2000.78一 82. 26沈阳大学学报第 16 卷 [21 组态王使用手册【 z7. 北京亚控科技发展有限公司. [31S7-300 Module Specifications [ Z]. Siemens Energy SIEMENS S7-300 PLC; automation; real time monitoring 【 资任编辑张学娅】