S7300PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用阀杆

S7-300PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用

S7-300PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用 2011年12月10日 来源： 1、前言排水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当 落后的状况，与国外相比具有很大的差异。 在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作。泵站控制和管理没有形成区域化的网络。随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。该项目是以上海市浦东新区塘桥泵站为实施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。2.泵站工况概述塘桥泵站位于上海市浦东新区塘桥路黄浦江边，该泵站主要用于附近地区的污水排放处理和防汛抗涝。服务面积240公顷，总排水量为13.8米3/秒。2.1设备分布同大部分的泵站一样，其设备分布平面图如下（图1）所示。①进出水闸门：用来防止黄浦江江水倒灌和泵站维修。②集水池：地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。③除污机：泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。④变压器房：为保证泵站的可靠工作，泵站建有两座800KVA电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。⑤水泵房：塘桥泵站安装了六台180 kW的轴流水泵；在存水房装有水位检测器。⑥控制柜房：房内装有进线柜2台（柜1，13）；功率因素补偿柜4台（柜2，3，11，12）；泵开关柜（柜4-6，8-10）和联接柜1台（柜7）。

2.2控制要求以塘桥泵站为设施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。①改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。②改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。③改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；④建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。⑤采用SIEMENS的S7-300系列PLC，对整个泵站实现自动化监控 ，水泵将根据泵的状态 ，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。⑥通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。⑦采用高性能的10英寸真彩LCD触摸式显示屏，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。⑧预留通信接口，可通过电话线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。

3.硬件系统构成根据以上要求，我们开发研制了下述这套塘桥泵站自动化监控系统。系统的结构见图2。 主要 的配置如下。3．1 PLC配置泵站自动化监控系统的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根据系统要求 ，PLC总体配置如下：① 中央处理模块（CPU）：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。② 数字量输入模块（DI）：选用SM321,共8块（16点/块）。处理128点输入信号。③ 数字量输出模块（DO）：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。④ 模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共3块（8点/块）。处理24点输入信号。⑤ 通信模块：选用CP340,共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。PLC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。3．2触摸屏配置触摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（当时SIEMENS还没有此类HMI）来 实 现上述要求。HMI是以RS232接口与PLC的CP340连接，采用SIEMENS的3964R的协议完 成 通信。3．3电网监控配置电网监控采用法国SOCOMEC公司的DIRIS M型的电量监控器，可检测三相四线制 的相电压，线电压，相电流，零线电流，有功无功功率，功率因素，频率及相应的最大值。监控器以RS485接口采用MODBUS协议与PLC的CP340连接，传送电网监控数据。因为泵站是采用 双路电网进线，故应用了两套电量监控器，分别安装两侧进线柜上。其他的装置的信号都是通过数字量或模拟量点出点入与PLC连接。

4．软件监控实现塘桥泵站自动化监控系统的软件主要有两部分：PLC监控软件和触摸屏图控软件。 PLC监控 软件由几大模块组成。4．1系统检测和故障处理模块系统检测处理所有的输入信号，根据具体情况将作出不同响应。处理的信号有：六台泵电机的温度和振动；进出水闸门状态；存水房液位；防火防盗安全；两台电源变压器温度；雨量；四台

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