西门子一级-代理商-供应现货

一、 引言
化工厂、电子厂的漂染冲洗液或电镀冲洗液等工业废水为合乎排放要求，必须经过分离、沉淀等多级处理，使用污水潜水泵对此工业污水进行提升、汇集、调节等处理。PLC因其经济性、灵活性可靠性而得到广泛的应用，PLC的软件可以完成以往传统的接触器继电器式控制无法实现的控制功能，而且程序的编制修改灵活方便。西门子S7200系列PLC因结构紧凑，编程简单方便、指令丰富、功能齐全而得到广大工程技术人员的喜爱，广泛应用于各种中小型自动控制系统之中。

二、 系统控制要求
系统要求控制五台45KW的潜水污水泵轮换工作，并且具有故障自投、互为备用功能，以保证某台水泵出现故障时，其它水泵能及时投入使用。水泵的起停液位控制器使用浮球控制器5个，分为5级水位控制，每个浮球的高水位作为起泵信号使用，低水位作为停泵信号使用。

三、 系统设计
系统的设计分为手动及自动控制系统两部分,手动控制系统作为一种应急控制而存在,自动控制系统使用PLC实现。
1 、自动控制系统设计思路
为实现多台水泵的轮换起停及故障自投功能，一个可行的设计方法是使用西门子S7200系列微型PLC（CPU224）的入表指令（ATT）及先入先出指令（FIFO），将5台水泵作为一个队列，当水泵运行或故障时出列，水泵故障排除或低水位停止时入列。例如，队列中原来水泵的启动工作顺序为12345循环启动，当3#泵故障时出列，水泵的启动次序为1245循环启动，当3#泵修复正常后，水泵的工作次序为12453循环启动，如此类推（如图1）。因此，我们将正常无故障的水泵作为一个备用泵队列，将正在运行的水泵作为运行泵队列，通过队列中水泵的出入来实现水泵电机的循环启动功能。

2、 软件设计特点
本控制系统中，5台水泵的热继电器故障输入及5个高水位信号输入共10个输入点，5个启动水泵及一个报警输出点共6个输出点，西门子CPU224具有12个输入点，10个输出点，已满足使用要求 。
启动信号：1#~5#高水位脉冲信号，共用信号，水泵启动时代表水泵的队列编号（1#~5#）从备用泵队列中出列，同时此编号入运行泵队列；
停止信号：1#~5#低水位脉冲信号，共用信号，此时水泵编号的转移从运行泵队列移至备用泵队列；
入列（入先进先出队列）：当高水位脉冲信号到达时，使用填表指令（ATT）入表
出列（出先进先出队列）：当低水位脉冲信号到达时，使用先进先出指令（FIFO）出列
故障出列：包括水泵运行或停止时出现故障时的出列,故障泵自动退出运行,并把下一台未运行的正常泵作为备用泵，随时等待启动信号；
故障定义：空气开关跳闸的输出信号、电机热继电器过载。
PLC的程序设计流程图如图2。
西门子PLC具有良好的编程界面,对于S7200的编程软件STEP7 Micro WIN,各子程序及主程序是在编写时独立分开的,各个子程序可以定义为完成各种单独功能的子程序,以主程序调用各个子程序,各子程序之间可以互为调用。在本系统设计中,各子程序的功能定义及分配如下：
SBR0: 初始化子程序
SBR1: 备用泵初始入列处理子程序
SBR2: 故障出入列处理子程序
SBR3: 队列移位处理子程序
SBR4: 启停泵处理子程序
SBR5: 定时轮换处理子程序
以1#泵出现故障为例，在SBR2子程序中,水泵故障及修复后出入队列的部分程序如右下图3，其中，参数IN1传递的为水泵备用队列编号，参数IN2传递的为水泵运行队列编号。
软件编写时应该考虑以下问题：
1） 为防止水面波动引起浮球误动作，增加延时2S判断；
2） 浮球故障引起的上下水位信号中有2个或以上信号同时或短时间内接通，此时只接收一个信号，同时由PLC输出报警，以便检查故障；
3） 因水泵启动方式为Y△启动，要求电机完全启动（即Y△启动转换完毕）后第一水泵后才能启动下一台水泵，同时,为了减少电机启动时对电网的冲击，都不允许两台泵在短时间内相继启动,因此，需要对启动两台水泵之间增加一个延时判断，即如果在接收一个启泵信号之后的一定时间内不能再接收第二个启泵信号。
4） 水泵的定时轮换工作。

四、结束语
本文介绍了多台电机的轮换控制的一种实现方法，该系统由于采用西门子S7200PLC

前言
　　由于我国工业经济快速发展，汽车消费市场成长迅速，能源的需求日益旺盛，导致我国成品油市场一度出现“油荒”现象。在炼油环节，我国炼油行业一直以来存在炼厂数量多、规模小、效率低下等问题，炼油行业亟需加快大型化、集约化的发展步伐。因此，近年来，千万吨炼油、大型炼油基地成为国内石油加工行业的热门词汇。

　　中石化青岛大炼油是中国第一座一次建设规模达到1000万吨炼油能力的炼油企业，投产后可实现年加工进口原油1000万吨，每月可为增加成品油供应近60万吨，能有效缓解成品油供应紧张的局面，降低我国高价成品油的进口量。同时，以青岛为中心的胶东半岛有望成为国内大的石化基地。

　　作为中石化调整国内炼化产业布局、打造环渤海湾炼化产业集群的重大战略项目，青岛大炼油主要技术经济指标均达到国内先进水平，整体技术装备和技术水平处于国内地位。青岛炼化厂区总占地面积达到222.1公顷，但整个厂区仅需500人管理，这得力于其全厂采用了全集成的自动化控制系统，不但实现了炼油大型化、集约化生产的战略目标，更在高效、节能、环保等方面做到了全方位创新和，堪为新一代全厂自动化控制系统的价值。

绿色炼油
　　石油加工过程中会产生各种污染环境的物质——废水、废气、废渣，这些污染物不仅污染了环境，还造成了物料和能量的大量流失与浪费。长久以来，使得炼油项目在人们印象中成为了重污染、高能耗的代名词。作为我国首个单系列千万吨级炼油项目——青岛大炼油，也曾受到人们的诸多质疑。它是否能像预期的那样：“实现经济效益和环境效益俱佳”？是否能实现规模经济？是否能实现循环经济的发展模式？是否还能保持西海岸红瓦绿树、碧海蓝天的居住环境？

　　面对质疑，青岛大炼油迎难而上，率先引入绿色炼油、清洁生产的理念，从原料处理、加工到产品精制，均采用先进工艺技术；工艺装置和系统工程，均采用集成化的节能技术；生产经营管理采用全厂DCS控制系统，使得整个项目“技术先进、环保、规模经济”的鲜明特征凸显。

　　绿色炼油、清洁生产的核心内容是通过全厂自动化、信息化的大力建设，促进生产经营管理过程的智能化和现代化，从而使得青岛大炼油项目有效降低了成本消耗、、增加了利润收益、优化了资源配置、控制了环境污染。

　　绿色炼油、清洁生产是青岛大炼油实施可持续发展战略、提高市场竞争力、实现环境效益和经济效益“双赢”的有效途径。

选择
　　青岛大炼油全厂采用“常减压＋延迟焦化＋加氢处理＋催化裂化”的加工方案，由16套工艺装置以及油品储运设施、公用工程系统及辅助生产设施组成，主要工艺装置包括：1000万吨/ 年常减压、250万吨/年延迟焦化、150万吨/年连续重整、410万吨/年柴油加氢、200万吨/年重油催化裂化、260万吨/年重油加氢脱硫、260万吨/年加氢裂化、20万吨/年聚丙烯等等，其中，9套装置创国内之，是目前我国单系列大的炼油装置。

　　青岛大炼油的规模大、技术新、人员少，无疑对过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了非常高的要求，尤其是以下三点，更是决定了项目的成败：

　　1) 控制精度。炼油过程结合了精炼和化学处理过程，原油被按分子重量分成几个部分，这几个部分再被热能和催化剂作用裂解成其他更加有用的产品，整个炼油过程的关键就在于是否能实现对各项参数的严密高精度控制。同时，炼油厂能否盈利就要看每桶原油提炼出的高质量产品的数量，而获取每桶原油大产出的有效措施也是高精度的控制系统。

　　2) 可靠性。大炼油的石油提炼加工过程与一枚的唯一分别就是控制系统。石油提炼的很多工序都必须被严格的加以控制，以防止火灾和爆炸的危险，高度可靠的控制系统是炼油厂正常运行的基本保证之一。

　　3) 控制性能。大炼油的全厂过程控制系统中有几万个I/O点，要求系统必须能够在同一时间对成千上百个P I D回路进行全部处理。高性能是大炼油DCS控制系统的基本要求之一。

　　经过多方筛选和抉择，全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的SIMATIC PCS 7过程控制系统，以其的性能、高度的可靠性，成为了青岛大炼油全厂DCS系统的选择。谈到为什么选择PCS 7，青岛大炼油机动工程部主管陈主任指出：“运营、管理的独到之处，控制器的强大、可靠，以及西门子可的专业性”都是PCS 7的取胜法宝。

实施方案
　　全厂布局紧凑集中，生产装置采用联合布置，设一个中心控制室，生产装置、公用工程及储运系统、全厂火灾、可燃气体、有毒气体的监控和报警控制系统（F&GS）等均采用DCS控制系统进行集中操作、控制和管理，各装置及关键设备均设置了安全联锁保护系统（紧急停车系统），充分体现了“集约、高效、安全、稳定”的生产要求。

　　全厂DCS控制系统由工程师站、操作员站、中央归档服务器（CAS）、I/O卡、各类机柜和OPC服务器等设备组成，全厂I/O总点数近30000点。整个DCS系统共配置盘柜300面，操作员站61个、现场机柜室（FCR/FAR) 17个、中央控制室（CCR）1个。

　　在中央控制室中有108个生产操作台，共排成三排，所有重要的生产操作流程被全程监控，现场图像也可根据需要实时显示到监控屏幕中。“整个大炼油工程全部实现自动化管理，核心管理人员仅需要500名职工。”谈及全厂DCS控制系统中控室的徐工不无骄傲的说。按计划，整套生产设备四年才需要检修一次。

　　整个DCS控制系统的结构（详见图2）可以分为3层：控制器层，在该层实现对现场仪表的控制和监测逻辑；服务器层，该层起到数据通道的作用；操作员站层，该层提供HMI便于操作员控制/监测工艺流程。

　　系统的工程师站同时挂在两个网络上，即连接操作员/服务器的以太网和连接控制器的CPU的工业以太网。工程师站用于完成控制画面和控制策略的组态。

　　在控制器层和服务器层之间是1Gbit/s的冗余环网，称为系统总线，它连接起所有的控制器和服务器，承担数据交换的作用。在服务器层和操作员站层之间是1Gbit/s的冗余环网，称为终端总线，它连接起所有的服务器和操作员站，承担数据交换的作用。

　　系统选用高性能模块化的SCALANCE X-400交换机（图3）构成1Gbit/s的高速光纤冗余环网。当传输链路或环网中的SCALANCE X-400 交换机发生故障时，网络重构时间严格小于300ms，从而，大大增强了网络的可靠性。

　　系统总线通过冗余的光缆以星状结构拓展至各个现场机柜室（FCR/FAR）。现场控制器全部采用AS400（图4）的高性能卡件，使组态，集成更为方便。

　　系统的现场级控制采用的是PROFIBUS现场总线，不仅简单实现了控制系统的冗余；同时，使得现场级控制网络成为真正全分散、全数字化的控制网络。系统I/O站选用的是高密度配置的ET200M模块，ET200M通过两个IM153-2总线接口模块分别连接在两条PROFIBUS-DP总线上。每个ET200M单元均由2个IM153-2总线接口模块和其他若干数字量、模拟量输入输出模块组成。数字量、模拟量输入输出模块的数量和配置由现场站的所需控制和采集的点数所决定。