西门子6ES7322-5FF00-0AB0产品信息

　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 CP343-5D ：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bbbbbbs98或bbbbbbsNT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bbbbbbs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bbbbbbs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

1 前言
　　连续准确地对回转窑和分解炉进行喂煤，是降低煤耗，提高熟料质量，保证设备安全和连续稳定运转的关键因素。因此，喂煤计量控制装置必须具有稳定、准确、动作迅速等特性。
　　原来我公司采用由德国KHD成套设备公司提供的冲击式固体流量计,由于该流量计容易受到外界的干扰，计量波动大，引起喂煤量的波动,影响了窑的工况。喂煤装置分隔轮是由直流电机拖动，直流电机的换向器和电刷的故障率较高，维护量很大。公司经过调研论证，决定进行技术改造，将其替换成2套由合肥水泥设计院生产的科氏力秤煤粉定量给料系统。该秤依据科里奥利原理设计，实现对窑尾分解炉和窑头喂煤的计量及控制。
　　2　科里奥利原理
　　质量微粒m在以角速度ω转动的系统中除受到离心力FZ和摩擦力FR外，还受到垂直于其运动方向的惯性力FC的作用，通过测量这个力，可测得质量m，这就是科里奥利原理，如图1所示。

图1　科里奥利原理示意
　　测量原理的实现需要一个以恒定速度转动的旋转测量圆盘(测轮)，其基本结构如图1所示。由电机拖动的测轮被叶片分成数个导流槽，散状物料由测轮中心上方进入测轮，经过锥形的转向装置后，形成散料流，进入导向叶片之间的导流槽中，并被以恒定角速度ω旋转着的导向叶片虏获，物料因离心力FZ的作用而向测轮外边缘运动，直至离开测轮被抛出。通过对物料所受科里奥利力FC的测量可得到物料的流量，工程中是通过测量FC对测轮的反作用力矩而测得物料流量的，这个力矩由测轮的驱动电机来补偿(离心力FZ和摩擦力FR都不能在测轮径向上产生力矩)。其计算式为：M=mωR2
　　　式中：M──测轮所受力矩，N·m；
　　　　　　m──物料流量，t/h；
　　　　　　ω──测轮角速度，1/s；
　　　　　　R──测轮半径，m。

图2　测轮的基本结构示意
　　3 科氏力煤粉秤组成及工艺流程：
　　科氏称中的主要设备有由煤粉称重仓、水平回转式稳流给料机（以下简称给料机）、科里奥利质量流量计（以下简称流量计）、螺旋输送泵、回转空压机等组成。
主要工艺流程是：从煤磨制备出来的煤粉进入煤粉仓,对煤粉进行称重计量，要求达到一个合理料位，保证下煤稳定。煤粉仓底部与给料机连接，给料机按水平方向旋转，煤粉就由给料机喂入流量计，在流量计中经过前文所述的处理后，进入螺旋输送泵，与回转空压机中的压缩风混合后，一起到达窑头及分解炉(如图3所示)。流量计仅作为计量设备，而给料机作为预给料设备。

图3　煤粉喂料系统工艺流程简图
　　4　科氏力喂煤计量控制系统自控部分简介
　2套设备控制部分的原理相同，主要由1台西门子的S7-200PLC（扩展了1个模拟量输入模块EM231和1个模拟量输出模块EM232）。1台西门子的触摸屏TP170A，2台ABB变频器，还有称重传感器,力距传感器，速度传感器等组成。如图4所示，图中M1为给料机，M2为流量计。

图4 科氏力控制系统示意图