PLC在自来水厂控制系统中应用探究.doc

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1、PLC在自来水厂控制系统中应用探究【摘要】我国经济正处于高速发展时期，几乎每个行业都逐步走向国际化，城市间的供水日趋紧张，自来水供应设备也不断更新换代，逐渐涌现出新的控制程序和新的工艺设备,其中起到主导地位的PLC作为水处理设备的核心,在供水控制系统中起到至关重要的作用。文章重点介绍我自来水厂中使用的西门子控制系统S7-300PLC,其硬件系统选择，主要功能的实现过程。此系统具有较髙的自动化集成度,较大的数据采集能力，系统安全稳定，可靠性强，使用效果良好，基本上能够满足当初的设计要求。【关键词】自来水厂；PLC；控制系统引言当今社会正处于经济发展的关键时期，我国的综合国力日趋增强，以加入WT

2、O作为重要标志点，标志着我国各个行业开始与国际接轨的步伐日趋加快。特别是与人民群众密切相关的城市供水系统也发生了巨大的变化。文章将自来水控制为例，与现实的工艺流程相结合，重点介绍PLC控制系统在自来水厂中的功能实现。1工艺介绍本自来水厂日处理能力为15万m3,水厂原水取自陡河水库，在距引滦水库口约350米处建了一座岸边式取水泵站,对原水进行预氧化处理，再经过18.24公里的输管线输送至水厂，采用加药混合-反应-沉淀-过滤-加氯消毒的常规处理，流程图如图lo图12系统组成与实现功能2.1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

3、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。该系统是一个基于PROFIBUS现场总线的分布式控制系统，系统最底层是设备控制层，主要完成生产设备过程的控制与监测；第二层是监控层，完成全厂生产过程的在线监测并向设备控制层下达控制指令，第二层还可以向上连接到公司管理层MIS系统，接受管理层下达的任务并向MIS系统提供生产数据。2.2系统特点及功能系统的自身特点是在整个水厂的管理网上建立一定数量的监测点，由传感器和某些就地监控设备将监测点的

4、信号收集整理，通过无线电台将数据传送到监控中心，中心计算机对各监测点的数据进行分析，然后对各单井运行情况进行合理的调度，使水厂生产安全可靠地运行。系统实现主要功能有：数据处理功能；实时显示功能；遥测功能：方式有定时巡测，人工召唤巡测和人工选址巡测;遥控功能：方式为选址遥控；遥信功能；遥调功能：方式为选址遥调；报警输出功能；终端故障报警功能；校时、对时功能。其中PLC完成的具体任务为：现场信号采集与处理；数据统计：累积日流量和月流量；统计日运行时间；状态监测：对电源有无、水泵开停、合闸开闸、数传机通话断话和工作不工作、手控自控、遥控、闭控等开关量进行监测；自动控制水泵开停；系统故障输出控制电台

5、特殊报警端；具有日历、时间和校时功能；设置水压、水位预警限和水位上下限、水压低限；超限和故障自动处理并上报；数据按指定时间段存储。3数据采集处理及控制3.1模拟量信号处理开关量信号在采集时采用延迟时间再确认的方法实现软件滤波，延迟时间为PLC的一个扫描周期，编程很简单。模拟量信号处理时，采用定时采样、有效性检查、线性化处理、数字滤波、过程值整定、数据各位BCD码分离等。模拟量电信号量程为：电压为1〜5伏，电流为4〜20mAo3.2状态监测系统运行时，被选用的PLC的I/O点的状态和各种工业继电器的辅助触点的状态要上报给中心计算机，由中心计算机实时监测、分析这些点的状态，以便操作人员及时了解各

6、设备运行状况。3.3数据统计和查阅系统运行时，要统计水泵的日运行时间、当前时刻水流量、每天日流量、每月月流量。分别设置时、分、秒递增计数器即可完成日运行时间的统计；采用每秒内流量累积的方法即实现流量的统计；要求日流量、日运行时间和月流量保存到当前月份结束、月流量保存到当前年份结束，然后再进行存储区刷新处理。需要用到判断当前天结束（零点到）、闰年、闰二月、平二月及大小月等子程序。统计数据通过电台上报给监控中心，中心计算机可在限定时间段内查阅各种遥测遥信数据和遥调遥控记录。3.4水泵故障处理用PLC编程实现对电动机的继电保护功能的软件设计思想是：实现具有反时限特性的过负荷保护；定时限和速断配合的

7、过电压保护；速断欠电压保护；电流速断短路保护。3.4.1反时限过载保护设电动机额定电流为Ie,采样实际电流Id,则把实际电流分为以下区间及每个区间所做相应处理说明如下：(1)Ie