西门子一些技术资料
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2007年02月02日 07:26:45
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西门子标准变频器在锅炉鼓/引风燃烧系统中的应用 产品部门:SD 所属行业:来源:山东韦尔斯电器有限公司 西门子标准变频器在锅炉燃烧控制中的应用摘要: 使用西门子MM4系列变频器控制锅炉鼓风与引风,实现手动开环/自动闭环运行。关键词: 手动与自动切换。BICO连接。开环/闭环运行。一:控制对象:4吨蒸汽锅炉 鼓风电机 引风电机 。二:设备参数:电机参数: :鼓风电机功率:5.5 KW 引风电机功率18.5KW

西门子标准变频器在锅炉鼓/引风燃烧系统中的应用
产品部门:SD 所属行业:
来源:山东韦尔斯电器有限公司
西门子标准变频器在锅炉燃烧控制中的应用

摘要:

使用西门子MM4系列变频器控制锅炉鼓风与引风,实现手动开环/自动闭环运行。

关键词:

手动与自动切换。BICO连接。开环/闭环运行。

一:控制对象:4吨蒸汽锅炉

鼓风电机 引风电机 。

二:设备参数:

电机参数: :鼓风电机功率:5.5 KW 引风电机功率18.5KW
三:控制目的:组成良好的燃烧工况,提高燃烧效率。节约燃料和能源。

四:变频控制系统设计工作原理:

本系统可实现开/闭环运行:

1.引风控制:通过炉膛上的负压变送器将炉膛压力标准电信号送入引风变频器PID 控制器的反馈通道,经处理后与设定炉膛负压力比较,经过PID 控制器产生运算信号,此信号控制引风变频器调节电机转速,使炉内负压稳定在设定值,从而达到自动跟踪鼓风保持炉膛负压恒定目的。引风电机速度随着炉膛负压值的变化而变化。即保证锅炉燃烧部分的自动运行。

2.鼓风控制:通过蒸汽管道上的压力变送器将所需蒸汽压力标准电信号送入鼓风变频器PID 控制器的反馈通道,经处理后与设定蒸汽压力值比较,经过PID 控制器产生运算信号,此信号控制鼓风变频器调节电机转速,使蒸汽管道上压力基本稳定在设定值,从而达到自动跟踪蒸汽管道上压力。

3.由于原锅炉为非节能型燃烧方式,控制风量靠人工操作风道挡板,蒸汽压力单靠人工控制燃烧不好。因此电机全速运转产生的风量不能全部使用,采用挡板截流造成约30%的电能损耗。使用变频器可根据生产需求任意调整电机速度,使输出风量可以调节,提高生产工效并且节能降耗。

变频器采用西门子MM430系列。控制系统的起动方式为外部远程人工控制。
调速方式:
1: 为操作工人根据生产情况由外部远程升速/降速按钮
实现对电机的速度控制。
2:变频器通过端子BICO连接切换为自动PID运行方式。
3:系统还可实现全开环运行,通过控制柜或现场操作箱
上的启停按钮和电位器实现人工控制和调速。
系统的主要连锁:
1.鼓风机运行条件:只有当引风机投入运行后,鼓风机
才允许启动运行。
2.变频和工频连锁。变频运行与原旧工频运行,连锁控
制系统。
3.当变频系统在运行过程中出现故障时,发出声、光报警
信号,提醒值班人员适时处理。

五、系统构成:
1、 锅炉变频改造控制系统原理

配置:GGD控制柜体2200×1000×600 一台
鼓风变频功率: MM430-7.5 KW 引风变频功率MM430-22KW
见下图:

六、变频控制柜技术参数及性能特点:
1.主要技术参数:
(1)主回路电源:三相五线制。380V+10%。
(2)控制回路电压:220V
(3)负压压力传感器调节范围:以保证建立充分燃烧系统为
准。
(4)蒸汽压力传感器调节范围:以生产所需实际为准。
2.系统性能特点:
(1)具备运行方式选择开关:实现变频和工频互锁,工频运行为原控制系统,变频与工频由转换开关转换,并具有互锁保护功能。
(2)具备变频方式下的--本地/远程--选择开关:实现本地电位器人工调速。变频器PID闭环调速方式。
(3)变频软启动:电机通过变频器启动,电机电压采用数字自动斜坡补偿技术, 电 机缓步升速时系统机械冲击小,能显著延长电控元件及风机机械的寿命。
(4)具有完善的电机,及变频器自身保护功能:电机欠电压、再生过压、过流、过载、短路、过热保护等。
(5)具有电源电压、电机电流等柜体仪表显示功能。变频器运行工作状态指示灯显示功能。并能将变频器速度和电机运行电流以0—20mA标准模拟量形式传输给DCS监控系统。
(6)变频器故障报警指示及开关量传输、远程复位功能。
七:变频器的主要调试参数:


八.应用体会:
使用西门子变频器组成控制系统非常方便。控制非常灵活,尤其BICO互连技术应用起来使设计简单化。
九.现场应用照片:


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2007年02月02日 07:27:59
2楼
西门子标准变频器在水利泄洪闸门中的应用
产品部门:SD 所属行业:
来源:山东韦尔斯电器有限公司
西门子标准变频器在水利泄洪闸门中的应用

摘要:
使用西门子MM4系列变频器控制50*2吨泄洪闸门提升控制。
关键词:

一:控制对象:110KW闸门卷扬机。

二:设备参数: 电机功率:110 KW 西门子变频器MM440-132KW 加制动单元。

三:控制原理:西门子PLC-300,组成与DCS监控通讯连接。并 将闸门双臂测重,过载保护,与闸门内外水位平压监测信号,以及闸门内存水水位监测。变频器根据PLC信号控制其运行速度与提升定位。

四:系统构成:
1、 变频控制系统原理
配置:GGD控制柜体2200×1000×800
变频器接口图:

六、变频控制柜技术参数及性能特点:
1.主要技术参数:
(1)主回路电源:三相五线制。380V+10%。
(2)控制回路电压:220V
2.系统性能特点:
(1)具备运行方式选择开关:实现DCS---PLC自动运行
和手动运行,由转换开关转换,并具有互锁保护功
能。
(2)变频器外接制动单元与制动电阻,解决闸门下降、
制动时再生能量的吸收。本地/远程--选择开关:实
现本地电位器人工调速。变频器PID闭环调速方
式。
(3)变频软启动:电机通过变频器启动,电机电压采用
数字自动斜坡补偿技术, 电 机缓步升速时系统机
械冲击小,能显著延长电控元件及风机机械的寿
命。
(4)具有完善的电机,及变频器自身保护功能:电机欠
电压、再生过压、过流、过载、短路、过热保护
等。
(5)具有电源电压、电机电流等柜体仪表显示功能。变
频器运行工作状态指示灯显示功能。并能将变频器
速度和电机运行电流以0—20mA标准模拟量形式传
输给DCS监控系统。
(6)变频器故障报警指示及开关量传输、远程复位功
能。

七:变频器的主要调试参数:


八.应用体会:
使用西门子变频器组成闸门控制系统,使闸门上下及定位运行平稳、机械冲击非常小。可以很好地控制泄洪水流速度及流量。比过去使用串电阻调速运行更加可靠控制精度更高、更安全。

九.现场应用照片:



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2007年02月02日 07:28:20
3楼
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2007年02月02日 07:28:58
4楼
LOGO! 使起重平台更加到位
产品部门:AS 所属行业:起重运输机械设备制造业
来源:Siemens
LOGO! 使起重平台更加到位
Baden 公司生产的Zippo GmbH 起重平台之所以享誉欧洲,是因为他们的设计符合工厂环境要求并一直保持与最先进的科技同步。这家公司新近发布了他们的最新产品,一种应用于
工厂的,利用轮轴的滑行式起重平台,这种创新式设计正是应用了LOGO!12/24Rco 诊断模块。


每个自动化车间的装配工都要面对繁重的工作,每一分力气都要用来将繁重的零件安装到位。模块化管理,起重能力在2-20 吨之间的Zippo 起重平台使这一切都迎刃而解了。


不只是负重能力强……

“利用轮轴的滑行式起重平台”这是对Offenburg 起重平台家族中最新成员的描述。其优点是:能将形状奇特、笨重的工具按照预先的设计安装到位。起重平台使装配工人的体力消耗降到最小,为更有效的工作创造了条件。


……还更加智能化
LOGO!12/24Rco 和带诊断的DM8 12/24R 扩展模块,使自动化这一概念名副其实。在Zippo 看来控制器能否使工程简化、使模块扩展化,并被当今国际组织认可是其价值所在。一
个更深层次的标准是通过对整个操作和运转时间的同步监控,LOGO!可确保起重平台维护的简易。维护过程不超过一天。Siemens 快速和专业的支持就象谚语所说的“蛋糕上的奶酪”。
升降自如
依靠液压柱完成升降动作,两个双向液压柱控制旋转工作台,这样滑行升降台可以实现纵向和横向的伸缩移动。升降台由两个模块控制,第一个通过控制液压器上的极点转换驱动来控制上升速度的快慢,下降的速度则是固定的。第二个模块依靠电动机和附加的液压阀使升降速度都可以以两种不同速度进行。LOGO!产品的两个特性被证明对滑行升降台的制造完成有突出贡献,一是卓越的LOGO!软件,二是当机械、电子部件在升级期间不完全可用时LOGO!也可以通过设置实现脱机模拟记录。
优化管理
Zippo 升降台工厂已有40 年历史,至今已生产了超过120,000 台升降台,Zippo 的客户除了像Ford,VW,和Audi 这样的汽车制造厂商之外,还包括众多的客车、卡车生产厂家和
MOT 站,自2000 年起Zippo 公司已成为Beissbarth 自动化集团的一员,总部设在慕尼黑。

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2007年02月02日 07:29:18
5楼
LOGO! 在真空传递系统中的应用
产品部门:AS 所属行业:其它工业领域工程
来源:Siemens

谁把葡萄干放到了Kellogs 葡萄干糖里面?


K-Tron Hurricane 实现了。Kellogs 用K-Tron Hurricane 系统来装载搅拌器,因为K-Tron Hurricane 保证它们的装载机能够把“两勺葡萄干放入Kellogs 葡萄干糖里面“。操作系统通过LOGO!来实现。


K-Tron Hurricane 是K-Tron 负责真空传递的部分。K-Tron Hurricane 在加工中提供用于大批原料传送的装载机和接收机。它们可以在不同行业中使用,包括塑料、化工、制药和食品等。
使用它们的专利技术DualCyclone,K-Tron Hurricane 能够传送50000lbs/hr 或23000kg/hr 的原料,比如小球、颗粒或粉末。材料从存储容器中取出,通过管道送入装载机。在装载机里,原料与气流是分开的,并在低的圆锥体里集聚。四个不同的漩涡用来将原料和气流隔开,有一个位于其他三个中间。漩涡绕相同的轴以不同的方向旋转。这迫使原料向下运动并在圆锥的底部积累。当收集了足够多的原料时,可以通过一个阀门进行释放。清洁的空气重新进入探测器,通过探测器关闭气流循环,并防止加工气流和周围的空气混合在一起。
只有当粉末传送后才需要过滤器。甚至粉末过滤筒所需要的空间也比传送的系统小50-75%。这使K-Tron Hurricane 传送系统和竞争者比起来有很大优势。该系统需要的能量更小,空间更小,维护时间更短。


K-Tron Hurricane 使用强大的可连接控制器LOGO!来控制这一功能强大的系统。LOGO!能让KTronHurricane 预先安装,然后将装载机系统更有效的集成到K-Tron 进料机里。在以往的系统里,K-Tron 进料机控制释放阀门,因此系统只能在线安装和接线。现在完全可以提前安装释放阀门和装载机。提前安装部分只需要连到进料机,输入线路连到LOGO!。LOGO!使K-Tron Hurricane 装载机完全独立于其他系统。唯一需要的就是装载机要释放原料时的输入信号。


基于LOGO!进行的标准化也为K-Tron Hurricane 节约了成本。每个设备的价格要便宜5 到10%。在以往的解决方案里,他们每个系统使用不同的控制单元,这就使他们不得不储备有6 套不同的控制单元。有了LOGO!之后,可以使用同一控制单元来用在所有的情况。K-Tron Hurricane 唯一要做的事情就是下载需要的程序。这减少了大量的后勤费用而且在应用中让改动变得灵活。如果客户需要特殊的功能,它可以很容易的移入LOGO!程序。不需要建立另外的控制箱来装继电器和定时器。估计这能每年节约$30000。

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2007年02月02日 07:29:35
6楼
LOGO!在浴室盐混合装置中的应用
产品部门:AS 所属行业:化学原料及化学制品制造业
来源:Siemens

优秀的混合装置
Consumer Division of Recochem 设计、包装并销售广泛的化工产品,这些产品有单独品牌并以这些品牌提供给全北美的零售商。在它的Brampton Ontario Plant 里生产浴室盐。


一个双电机混合装置被用来将浴室盐和彩色粉末混合在一起。混合装置由带两个旋转混合器的容器构成。为了防止设备受到强烈冲击,每个旋转混合器都通过一个电机来驱动。电机连续进行转换。当混合容器清空之后,两个电机不得不转到反向模式。为了保护设备,LOGO!230RC 确保电机不能直接从正向变为反向。


使用LOGO!定时器,混合时间可以被设置,这样可以使机器在设定时间之后自动停止。

Fred Mauti from Recochem 这样评价:“LOGO!是一个符合实际需要的价格合理的解决方案。它为以后的改变提供了高度的灵活性,比如装满和清空过程变为全自动。”

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2007年02月02日 07:29:56
7楼
纽伦堡市(Nuremberg)区域集中供热自动监控系统
产品部门:AS 所属行业:电力,蒸汽,热水的生产和供应业
来源:Siemens
德国EWAG公司除了担负提供城市的电力、煤气及供水之外,还担负着整个城市的热能供应,事实上,分布在整 个城市的供热网络中,70%的热能是由EWAG提供的。当 前,整个城市的热能投资正以24%的速度持续稳定的增 长。热能是通过巨大的城市管网输送到公司的每一个用户。为保证整个城市热网高效率稳定地运行,需要一套 数据采集和监控系统SCADA。

EWAG公司为此安装了一套基于SIEMENS COROS LS-B 的SCADA系统。该系统将原有的小规模分散的远程站INAUT ST1有机的结合在一起。15年来,纽伦堡从过去 单一小规模供热,发展成为现在的整个城市的区域供热 网络,且供热网是由蒸汽网和热水网组成。EWAG公司为37000多个用户提供热能(蒸汽和热水)服务。热负荷从1980年的315MW发展到今天的850MW(有效发电量为11 亿度/年),并且不久达到1000MW。热能的供给是通过一 个热源厂和分布在城中的6个供热站来实现的。

过程控制系统的网络管理

1982年,Sandreuth热源厂投入运行时,使用了监视、控 制和网络操作系统。此系统包括SIEMENS的R30工控机,4套远程控制系统SINAUT 8FW和SINAUT 4FW及LS-2软件包。
1985年,该系统又增加了20个供热站,同时使用了西门子公司的最新技术遥控系统SINAUT ST,为便于将来的“滚动式开发”,所有的供热子站也都换型为此遥控系统。
遥控系统和过程数据通讯

SINAUT ST100或SINAUT ST115遥测控制单元把各供热 站的大量数据安全可靠地传送到中央控制室,并且把采 集到的测量数据转化成相应的信息格式,通过EWAG公司 租用的线路传送到总控制室。热网的40个遥测站通过9条 遥控线路与2台SINAUT ST135遥控接口模块(TIM)连接。它 们工作在巡(Cycling)和登陆式(Polling)的工作状态,参数 变量随时传以各控制站点;调制解调器(MODEM)有效传 输速率1200bit/s。从最小的热控制站到最大的控制站, 数据流一般在16-100条信息,4-20条测试变量或最大16 条命令,8个参考变量。

虽然在理论上每条控制线路可带12个节点,但是根据实 际经验,为了保证巡检时间(Cycletime),建议每条线路最大<7个节点。如果某个遥控站接口模板失效,只影响 此遥控站的通讯,对整个网络没有影响。这些模板通过 SINECH1网线连接到COROS LS-B管理系统上。此硬件结构可靠耐用。

高效率,低成本地完成工程
1995年7月,所有的设备都正式投入运 行,EWAG公司对这 种高效率、低成本的 方案非常满意。这套系统使得区域供热控 制管理更安全、可 靠、稳定和高效率。

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2007年02月02日 07:31:10
8楼
PLC与M20 GSM Modem的通信
产品部门:AS 所属行业:其它工业领域工程
来源:Siemens
概述
---- 本例说明如何以自由协议实现S7-200与M20 GSM Modem的通信。可实现的功能为:当M20收到GSM短信息时,可以自动向发送方回发一条短信息,信息的内容由用户自行定义。
AT指令:
---- 本例中使用的AT指令主要有四个:

短信息格式选择指令CMGF
---- M20支持两种格式的短信息,PDU格式和TEXT格式。
---- AT+CMGF=0 设置短信为PDU格式(默认)
---- AT+CMGF=1 设置短信为TEXT格式
---- 本例中将使用TEXT格式,因此必须对M20进行初始化。

读短信息指令CMGR
---- 指令格式为:AT+CMGR=< index >,index一般为1到15的整数,视SIM卡的容量而定,它表示所要阅读的短信息在SIM卡中的存储位置。在本例中,由于收到的短信息在阅读后都会被删除,因此每次收到的短信息都会被保存到第一个存储位置,在收到短信息后,用AT+CMGR=1即可阅读。

发送短信息指令CMGS
---- 指令格式为:AT+CMGS=< da >,da为目标手机号,如"13800138000"。M20接到指令后返回一个"〉"提示输入短信内容,短信内容以CHR(26)结束。

删除短信息指令CMGD
---- 指令格式为:AT+CMGD=< index >,index与读指令中的index含义相同。本例中使用AT+CMGD=1来删除收到的短信息。
---- 注:所有的指令都以CHR(13)作为结束
PLC程序执行过程:
---- PLC在第一次扫描时执行初始化子程序,对端口及RCV指令进行初始化,并向M20发送AT+CMGF=1设置短信息格式为TEXT格式。初始化完成后,运行RCV指令使端口处于接受状态。
---- 当M20收到短信息时,会发送 +CMTI: "SM", 1 在PLC的接收完成中断中判断CMTI这四个字符来对M1.0进行置位,在主程序中通过该标志位调用ReadSMS子程序。
---- ReadSMS子程序中执行的操作为:复位子程序的触发条件(复位M1.0),置位M0.0,停止端口的接收,然后向M20发送AT+CMGR=1阅读收到的短信息。置位M0.0的目的是在发送完成中断中判断是哪个子程序执行了发送操作,从而重新对RCV指令进行设置,以接收Modem返回的信息(其他的子程序也采用了相同的做法:SendSM1的触发位为M1.1,子程序执行时置位M0.1;SendSM2的触发位为M1.2,子程序执行时置位M0.2;DelSM的触发位为M1.3,子程序执行时置位M0.3;ReSend的触发位为M1.4,子程序执行时置位M0.4)。Modem在接收到AT+CMGR=1后会将收到短信息的内容发送给PLC,信息的格式为:
---- +CMGR: "REC UNREAD","+8613801184286",,"02/03/05,13:44:12+32"
---- CALL ME
---- OK
---- 其中"CALL ME"为短信息的实际内容,该信息转换为十六进制的形式为:
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 52 3A 20 22 52 45 43 20 55 4E 52 45 41 44 22 2C 22 2B 38 36 31 33 38 30 31 31 38 34 32 38 36 22 2C 2C 22 30 32 2F 30 33 2F 30 35 2C 31 33 3A 34 34 3A 31 32 2B 33 32 22 0D 0A 43 41 4C 4C 20 4D 45 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 这样,在发送完成中断中,以M0.0为条件,将RCV指令的接收的起始字符设置为空格符CHR(32)(十六进制的20)用以接受M20发送的短信息内容。在接收完成中断中,用接受缓冲的第一个字节等于CHR(32)来触发SendSMS1子程序。
---- SendSMS1子程序将从收到短信息的内容中提取出发送方的电话号码,并向M20发送AT+CMGS="发送方号码",Modem在接到该指令后返回的信息为:
---- >
---- 对应的十六进制形式为:
---- 0D 0A 3E 20
---- 其中0D 0A为不可显示字符,20为空格符
---- 这样,在发送完成中断中以M0.1位条件设置接收的起始字符为"〉"CHR(62)用以接受M20发送的提示信息。在接收完成中断中,用接受缓冲的第一个字节等于CHR(62)来触发SendSMS2子程序。
---- SendSMS2子程序将所要发送的内容加上结束字符CHR(26)发送个给M20。如果短信息正确发送,M20返回 +CMGS: xxx(xxx为该SIM卡已发送的短信数量);如果信息未能正确发送,则M20返回 +CMS ERROR。在接收完成中断中,用CMGS来触发DelSMS子程序,用ERROR来触发ReSend子程序。
---- DelSMS子程序向M20发送AT+CMGD=1用来删除收到的短信息,ReSend子程序重新发送SendSMS1中的指令AT+CMGS=" 发送方号码"。
---- 点击下在原程序
---- 附:Modem发送的信息格式
---- 收到短信息时:
---- +CMTI: "SM", 1
---- 0D 0A 2B 43 4D 54 49 3A 20 22 53 4D 22 2C 20 31 0D 0A
---- 读取短信息内容时:
---- +CMGR: "REC UNREAD","+8613801184286",,"02/03/05,13:44:12+32"
---- CALL ME
---- OK
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 52 3A 20 22 52 45 43 20 55 4E 52 45 41 44 22 2C 22 2B 38 36 31 33 38 30 31 31 38 34 32 38 36 22 2C 2C 22 30 32 2F 30 33 2F 30 35 2C 31 33 3A 34 34 3A 31 32 2B 33 32 22 0D 0A 43 41 4C 4C 20 4D 45 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 发送短信息时:
---- >
---- 0D 0A 3E 20
---- 发送成功时:
---- +CMGS: 160
---- OK
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 53 3A 20 31 36 30 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 发送失败时:
---- +CMS ERROR: 500

modem.mwp(6.77K)
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2007年02月02日 07:32:21
9楼
s7-200做Modbus RTU
产品部门:AS 所属行业:其它工业领域工程
来源:Siemens
***概述***


----本程序包括一组子程序和中断程序,通过S7-200自由端口功能来产生从Modbus RTU. 它支持下列Modbus功能:
----1.读输出(线圈)
----2.读输入(触点)
----3.读保持寄存器(V 存储器).
----4.读输入寄存器
----5.写单路输出
----6.写单路保持寄存器
----15.写多路输出
----16.写多路保持寄存器



具体程序(有详细中文注释)可以下载直接调试:
tip41.zip(15KB)



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2007年02月02日 07:34:15
10楼
SIEMENS SIMATIC S7-300 PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用
产品部门:AS 所属行业:城市工业水处理工程
来源:Siemens
SIEMENS SIMATIC S7-300 PLC 在排水泵站
自动化监控系统中的应用

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)。
黄浦江边
出水闸门


水泵房
存水房 泵1 泵2 泵3 泵4 泵5 泵6

控制柜房
柜1 。 。 。 。 。 。 柜13



高配间
除污机 除污机

控制室
变压器房 集水池 液位计 变压器房

进水闸门
地下污水管道
图1

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。
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酷客
2007年02月02日 07:34:23
11楼
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。

远程网络



控制室



现场设备


图2
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;四台功率因素补偿柜工况;电网工况(电压欠压和过压监控;三相电流过载监控;缺相监控;三相不平衡监控;功率过载监控;功率因素监控;电量累计);污水池水位等。
系统故障分类为三级:一级故障定义为最高级。当发生此类故障,将禁止所有控制输出。声光报警,记录打印,在显示屏上显示故障类型和解决方法。只有在排除故障,按人工复位键后系统恢复正常工作。二级故障定义为次级。当发生此类故障时将禁止故障点的控制输出,系统作自动调正继续当前操作。故障报警和恢复同一级故障。三级故障定义位最低级。当发生此类故障时,仅声光预警,不中断当前操作。根据系统中产生的各种故障实施相关的故障声光报警和记录。此刻触摸式显示屏进入故障报警画面,显示故障内容,性质,地点,时刻和解决方案,并打印。
4.2除污机和排水泵的运行处理
泵站有两台除污机,系统对除污机的工况进行监控。故障信号置位,置二级故障报警,由<系统故障处理>模块处理。根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯。机同时在触摸式显示屏上显示。当除污机柜上的选择开关选择远控,操作台在泵自动运行前,先进行排污操作。采用水位差检测,则根据水位差标志实施自动排污。在自动排污时,先在现场声光预警,再运行装置。
泵启动柜有六台与操作台相联进行控制。
①当故障信号置位,置二级故障报警,由<系统故障处理>模块处理。
②根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯。
③当泵开关柜上的选择开关选择远控,在操作台上可实施四种泵运行方式:手动方式;自动方式;预抽空方式;检修方式。
④在操作台上对每台泵设置有各自的状态指示灯;手动操作按纽和选择开关。
⑤单台泵的选择开关有四档:停止;检修;手动和自动。当设置手动档时可实施手动或预抽空操作。在自动档时则允许该泵进入系统自动运行组态。
⑥在系统操作上设置有三档的选择开关:停止;自动和预抽空。<停止>禁止所有泵的运行;<自动>允许单台泵选择开关设置在自动档的泵进入自动运行组态。<预抽空>允许单台泵选择开关设置在手动档的泵预抽空运行。
⑦泵的启动和停止要延时依次投入和退出。
⑧泵的基本联锁条件:A.一级故障,电源故障禁止所有泵运行;B.泵电机故障,泵启动柜故障禁止对应泵运行;C.泵的不同运行要附合上述泵启动柜,操作台之间的正确设置;D.水位联锁。
⑨当满足上述不同联锁条件,泵可进入手动,检修,预抽空或自动运行。
⑩在泵自动运行时,要根据水位点和水位区来确定需运行的泵数;判断能投入自动组态的泵是否满足上述要求,如不满足,则故障报警;如可组态的泵多于所需投入运行的泵,则依据这些泵运行时间累计数小的泵投入运行。随着水位降低,逐步退出当前运行时间最长的泵。
4.3数据处理和人机界面处理
①数据统计:泵启动柜交流接触器动作计数;泵运行时间累计;泵站排水量累计;降雨量累计;用电量累计。
②数据设置:水位值,水位差值和流量值设置;变压器的温度和瓦斯值设置;雨量值设置;泵电机的温度和震动值设置;电力参数设置;防盗有效与否设置。
③与触摸式显示屏的数据通信:触摸式显示屏采用工业级人机介面。主要完成下列任务:泵站运行监控;故障报警,记录和排除提示;参数设置;模拟键盘操作;数据记录处理;工艺曲线显示;工况模拟显示;泵站概貌显示。
④打印机打印处理:故障随机打印;运行状态打印;参数设置打印;工作报表打印;动态曲线打印;设备状态打印;数据统计打印;显示屏幕打印。
5.结语
塘桥泵站自动化监控系统自1998年改造至今已近两年,正常运行证明:整个系统设计合理 先进;操作简便;可靠性高;完全符合用户预期的要求,将推广应用至其他地区。

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