西门子自动化与驱动集团自动化系统部

    一、引言

    目前，我公司已有一水厂、五水厂两个水厂和长大集团第八水厂的DCS系统相继实施竣工，使水厂生产和管理的自动化水平大大提高，本文就构成系统的一个子站――送水泵站，谈一谈可编程控制器监控系统在该站点的建立。送水泵站是水处理工艺的最后一道工序，清水经过它升压后直接输送给用户，所以，怎样应用现代科学控制技术，改善和提高送水泵站的自动化水平，研制出先进的可编程控制器监控系统，保障城市供水是我们的主要任务。

    二、系统组成

    送水泵站的主要控制设备为高压电机和出水阀门及改进后安装的排气电磁阀。可编程控制器通过对微机保护系统柜、高压柜、阀门控制台等设备和相关仪表输出的各种信号、参数(如：电流、电压、出厂水流量、余氯、浊度、水压、水位等)进行实时采集、分析、处理，再输出给控制对象，利用PC机，通过WINCC组态软件，做成一个非常友好、生动鲜明的界面，方便地监视本站点的生产工况并对设备进行控制。现场总线PRO-FIBUS把本站点的PLC和PC电脑与其他站点、中控室、厂长室等连接起来构成一个工控网络。

    三、系统功能

    通过计算机对生产设备进行操作，对工艺过程进行监控，具备手动、单控、联控、全自动控制功能；

    能够实时地远程采集生产设备的状况信息，(如手动、自动、运行、故障等)，以及水处理工艺参数(如流量、压力、余氯、浊度、水位等)；

    对多种信息、参数进行计算、分析、处理，设置超限报警，上传等，并形成随时间变化的曲线；

    各功能模块的点数留有10%的余量供备用，必要时可方便地进行系统扩展；

    具有网络功能的监控计算机、可编程控制器与各个子站之间，采用PROFIBUS工业现场总线联网通讯，可进行有限的子站画面相互切换。

    能与微机继电保护系统通讯，取得各种电运行参数供系统使用。

    四、硬件设计

    1.PLC模块选取 根据监控要求，该站选用了西门子SI-MATICS7―300PLC，其模板配置如图：

    A B C D D D E F F

    A：电源模块 PS307

    B：中央处理器模块 CPU315-2DP

    C：通讯模块 CP343-5

    D：数字量输入模块 SM321

    E：数字量输出模块 SM322

    F：模拟量模块 SM331 2.本站点控制柜(PLC柜)设计

    考虑到泵站的具体工作环境和控制应用对象的重要性等因素，对电源回路加装了电源净化器件，由于PLC本身电源容量小，只有几十毫安至几百毫安，故外加了一个开关电源，以满足中间继电器、电磁阀、仪表的电容量需求，对PLC采集的每个数字量信号，在电路上尽可能不与现场生产设备发生直接关系，采取隔离措施构成单一回路，既保证了本系统的安全，也保障了现场生产设备的安全 。

    五、系统软件设计

    系统应用软件有三套需自行编制开发，他们分别是：

    1.监控应用软件

    它是用SIMATICWINCC组态软件进行编制的，它的设计思想是视窗控制中心，建立在标准个人计算机硬件及Windows98或Windows NT操作系统下，编制了一个充满了吸引力的适合于生产工艺过程的流程画面。

    2.下位机软件

    采用SIMA~CSTEP7工具软件进行编程，它可运行在个人计算机Windows环境下，界面友好，并提供了强劲的编程、调试、诊断等功能。使用结构化功能块编程方法，编程语言采用了梯形图(LadderDiagram)和语言表(STL)两种语言相结合的方法，将各种功能进行模块化，这样使程序结构层次清晰，且有部分程序可通用化、标准化以利修改调试。

    3.本系统计算机与微机继电保护计算机的通讯软件

    考虑到本系统的监控设计与要求，必须与微机继电保护系统进行数据交换，以确保系统功能的完善及正常运行，该软件采用 Windows操作系统下的Ⅷ进行编程。

    六、结束语

    实践证明，水厂送水泵房可编程控制监控系统的建立，使管理者可以方便地掌握生产现场的实时信息，历史数据，机泵的多项运行参数，为各级领导指挥决策、优化调度和水厂运行管理，设备维护提供服务，有效地提高了水泵机组的自保护功能，严格规范了设备操作堆积，杜绝了误操作事故，确保设备在安全、经济的状态下运行，得到了用户的好评。