西门子S7_400在污水处理中的应用
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以及对复杂 回路 ∀ 联锁 回路的系统分
力强 ∀ 编程 简单 等特点
它采 用可编
视控制点 已基本没有空 间 , 为污水装 皿今后的扩容带来难度 最后 , 由于 该型号产 品已经退市 , 备件数量少 ∀
程序的存贮器 , 用来在其 内部存贮执 行逻辑运算 ∀ 顺序 控制 ∀ 定时 ∀ 计数 和算术运算等操 作的指令 , 并通过数
盘故 障 , 不得不现场手动操作控制工
况 , 因此企 业决定升级改造该套控制 系统 经过综合考虑决定 , 控制系统
采 用西 门子5 7 一 4 0 0 系 列 中大 规 模 P L C , 监 控系统采用西 门子W IN C C 监 控软件 , 实现安全便捷操作
以进行 优化控 制和 先进控 制
另外从
历史趋势 图 ∀ 调节 阀开 关状态 , 并具 有报表打 印功能
钟不间断供 电 , 不会对P L C 系统供 电 产生影响 2 ) 组态方便 , 可在线修改 ( 工程
位 ∀ 分析参数等必须严格监控 , 否 则
会对环境造成影响 , 因此有 必要设 置 综合故障监控 系统 需要指 出是 , 上
2 .3 网络结构及网络协议配置
l } l I l l l l 沁 ∀ .., l 片.., l l
沁 } ∀∀ ., 卜 } (, 协( U } 阵...玛 } l } l } l } l } l }
} l l
图1
系统硬 件组态 结构
图2
系统硬件 组态 结构
粼& ,∗
喻 峭翌到巨 聆 到亘 到
图3 系统硬件 组态结构 图4 控制系统 5 7一 40 0 网络组态图
情况下 , 用手动控制 系统来 操纵主要
系统阀 门 , 保证 污水的安全运行
期特别紧 , 只给 了半个月的工期 , 因
此工作量 比较繁重
3. 3 系统构成特点
(l ) 安全可靠 , 系统机柜 内的2 2 0 V 交流电源和24 V 直流 电源都 接入U P S 电 源 外部电源故 障断电后可维持4 0 分
障分析提示 ∀ 与 上位机 通讯 ∀ 自诊断
(包括 线 路 诊 断) 以及 各种 打 印功 能 等 PL C 控制和手动控 制双重控制 系
2 .2 控制系统软件配置方案
本 系统在软件上用 sT E P7 v 5 . 3用
于P L C 的编程和硬件 及网络的组态 ;
方式将s 5 一 115U 程序转换 为57~4( ) 的程 X
价格高 ∀ 采购周期长
例如 , 操作站
字的 ∀ 模拟 的输 入和输 出 , 控 制各种 类型的机械或 生产过程 可编程序控
制器及其 有关设备 , 都应按易于与工 业控 制系统形 成一 个整体 , 易于扩充 其 功能的原则设计 采用以5 7一 400为 核 心的控 制系统使 系统 更加安全 ∀ 可 靠而且 易操作 ∀ 易管理 ∀ 易维护 , 可
Z ha ng X u n
摘
要 : 本文 充分 考虑 污水硫 化氢 浓度 高的特 殊性 , 阐述 57一 40 0 高性 能 p LC 在生 产污 水和生 盘柜 设计和 用 S TEp7 编程软 件进 行程序 编制井 进行 网络组 建 , 主机架和
活污 水控制 中的应 用
其 它机架采 用 pR OF IBUS一 p 总线连接 , 协 议为 西门子 自带 的总线 协议 关键 词: pLC 以太 网 MP I pRO 1 BUS一 P D 联锁
触摸屏控制画面
作者简介
鲁 泽峰(1983一) 工 学士 ∀ 工程 师 , 电气 自动化领 域系统集成工程
次接通 , 同理 1层2号清灰仓脉冲 电磁 阀动作时 , K A I ∀K A 6 接通 , K A 11K A 19 依次接通
参考 文献
] 永宏可编程控制器使 用手册 I和使用手 l 图2 触摸屏控 制画面
(多点接 口)用于和编程 器以及其他 的 C PU 通讯 如 图4所示 控制 系统57一 400 网络组态
H O N E Y W EL L 等国际著名公司的产品 作 为系统硬件 , 将所有的监控点和控 制 回路组态 成画面 , 组成较 D C S 更灵
活 ∀ 经济 , 而且 速度更快 ∀ 更安全可
的sI E M EN s 电源提供 , 以保证系统 良 好运行
模板 为6 E s 7 4 2 1一 IB L oo 一 oA A O , D1 32*24V D C ; 数字量输出模板为6ES7
42 2一 IB L 00一 OA A O ,D O 32*24V D C /
总线连接
PL C 与上位机的通讯采 用
互联 系起来 , 才能实现整个系统的协 调控 制 为了使 该系统安全可靠 , 主
本 系统5 7 4 0 0 主机架和其 它机 架 E T 20 0M 以及触屏采用P R O F I B U S一 DP
师站和操作员站即可进行离线 编程组
(下 转第 4 2 页)
述控制系统不 是孤立的 , 它们应该相
40
பைடு நூலகம்
#P L C 乙 FA ∃
用4X 6X 9的矩阵控制电路来完成脉冲 电磁阀的控制 , K A I~K A 4分别控制各 层的接通 , K A S一 KA1 0 分 别控 制各层 清料仓 的接通 , K A ll~K A 19分别控制 各清料 仓内脉冲电磁阀的接通 , 当选 择 1层 1号 清 灰仓 内脉 冲 电磁 阀动作
与P L C 通讯的通讯卡故 障和工控机硬
的污水处理装皿采用的是退市多年的 西 门子5 5 系 列P L C , 至今 该套系统 已 经连续运行十多年 , 按照西 门子公司 提供的产品元件更换周期 , 大部分元 件(如 : U O 卡 , 通讯 卡等)均 已经超过 使用寿命 , 而且部分元件 已出现 明显
瀚叫 瀚烈 烈 目 户剑 目
} 侧 口 们l一 I目 日 卜 翻 叫亡 二l } l 一 泣二 { l } l } J 二二 二l l ~ 一 ~ ! }& 一 月 .. ...~一~~曰 曰 ∋二 二l } 卜 & -~ ~一._.~)一 & %l ∋ 二 二l } 脚 口. 性卜一 目 翻.侧 叫∋二 二l } 旧 盯住 卜 1翻 日 卜 山 州 泣二 } } l } 二二 二l 巨二{ } } } 侧 曰 创 比 .1目 日 卜 侧 叫∋二 口 l 阳盯 侣 比 .1目 匀侧叫 叫∋二口 口 { l } } ∋二!l .扭 l }
A b s tr a c t: A c c o rd in g to th e P a r t ic u l a ri ty o f h ig h co n c e n tra tio n s o f h y d ro g e n s u lfid e in
s e w a g e , th i s P a P e r in tro d u e e s a P P li c a tio n o f h i g h P er f o rm a n c e P L C tre a tm e n t c o n tro l Sy ste m . E n c lo s u re d e s ig n a n d P ro g ra m ne七 ~o rk , th e h O St a C k a n d o th e r a C k us e P R O F IB U S 一 D P bus t o fie ld b u s P ro to c o l o f S ie m e n s . K ey w or d s :P LC E th e m e t M P I P R O F IB U S 一 D P In te r ioek 57一 400 sew ag e
W ith S T E P 7 a n d C O n s tru c t eo n n e o t , th e P o lo c o l 15 th e
[中图 分类号] TM571
[文献 标识码 ! B
文章 编号 1606一 5123 (2010)0 6 -00 39一 3
1
引盲
天津石化烯烃部 1 9 9 4 年投 入生 产
析 , 改造后系统由一个主机架 ( C PU 机
架)和扩展机架构成 : 其 中数字量输入
#P L C & F A ∃
39
月日 ., .
1 二 睡 口 % 卜几 工 ]l j 二l 1二 二旧 口翻 份 嘴皿 叨 工! 旧目 国 七 盆翻 甲 j二 二旧 目 比 七 公 创甲 1国 国l口目 瀚 加 公翻 , 二亘l一 二 画 1 ∋旧 困 目国 比 洲 幼 阳 .队 1刃 刃l日. . 七 口 口 码门 t队 二 困l
系统 硬件 组 态结 构 如 图 1 ∀图2 ∀
图3 所 示
3
项 目难点与 特点
软件上需要 将55一 1巧 U 程序转换
靠的控制 系统 ; 具 备参数监视 ∀ 历史 记录 ∀ 各控制 回路 调节 ∀ 报警联锁 ∀
联锁切除 ∀ 工作 点运行状态显示 : 故
3 .1 自主软件开发
为5 7 一 4 00 的程序 , 初始尝试 用软件 的
时 , K A I ∀K A S 接通 , K A l l一 KA1 9 依
图2 中 , K A I为层1控制 , K A S 为 清灰仓1控 制 , K A 11一 KA 1 9 为清灰仓 内脉冲电磁 阀控 制
如图2 所示
脉冲电磁阀矩阵控制 电路能有效地 减 少PL C 的F O 点数 , 大 幅度简化控制线 路 , 降低了设备改造的成本 , 维护 方 便 , 可 靠性 高 , 具有推广应 用价值
西门子 57一 400 在污水处理中的应用
A P P li ea t io n o f S IE M E N S 5 7 一 4 0 0 d u rin g th e S e w a g e D IS P 0 s a l
天津联维 乙烯工程有限公司
Z h a o 粕 n ta o
赵艳涛
郝
报
张
询
H ao B ao
工作带来运行风险 ; 另外原污水控制 系统 留有的硬件 冗余 , 近年来随着技 改技措 , 增加 了许 多监视 ∀ 控制点 ,
已经基本利用上 , 新 的改造或增加监
2 .1 控制系统硬件配置方案
便 ∀ 适应面广 ∀ 可 靠性 高 ∀ 抗 干扰能
护 ∀ 检修的费 用都较低 经过对该套 装置的控制点数统计
序 , 但转换出来的程 序S 7 一 0 0不能识 4
别 , 没有成功 , 软件编写只能重新 自
己编写 , 地址需要重新定义 , 另外工
统 , 即在P L C 断 电或不 能正常工作 的
控制 室上位机采 用D E L L 产品 , 系统
软件采 用W IN D O W S 2 0 0 0 , 人机界面 采 用叭 江 N C C 完成组态 , 中空可 以完成
开 ∀ 停车及控 制的所 有操作 , 上位机
C R T 显示装置开停 车状态 ∀ 压力 ∀ 温 度 ∀ 液位 ∀ 等参数 , 显示报警状态 ∀
3. 2 综合故障监控系统
因其是全场 的污水 处理 装置是核 心 生产 设备 , 它 的安全 运 行 至关 重 要 , 其 运行 参 数如 压 力 ∀ 温 度 ∀ 液
∀S I E M E N S 和 要 选用A B
M P I 网 , 通过主机架上的网卡连接 ,
便于 以后 的网络扩展 C P U 上 的M P I
0. 5A ; 模拟量输 入模板 为6E S7 4 3 1IB L 00一 OA B O ,^ 0 8* 13B it; 模拟量输 出模板为 6E s 7 43 2一 IH Fo o一 oA ^ o , A 0 8* l 3B i ; t L C 系统供电由一个2 P 0 A
老化现象 , 由于PL C 故 障引发的生产
事故近年不断增加 , 时常给环境保护
价 格因素考虑 , 改造用的PL C 控制系
2
系统设 计
由于P L C 具有通用性强 ∀ 使 用方
统利用污水车间原来闲置 的一套控 制 系统 , 不用重新购皿5 7一 4 0 0 的硬件设 备 , 大 大节 省 了 资金 , 而 且 日后 维
册H .
依次类推 当4层6号清灰仓2 1 6只脉 冲电磁阀全部工作后 , 进入下一个循环 周期 以上电路 只需要( 4 +6+9 ) 1 9 个输
出点便完成了对2 1 6 只电磁阀的控制 ,
+ ] 永宏P L C 编程 软件使 用手册. 2
4
结束语
本项 目已经投入济钢脉冲 除尘 系
+ ] 王硕禾 ,万健 如 , 蔡承才.矩 阵电路 实现 3 PL C 输 出 口的扩展 .电气 应用 , 20 05 . 4 , 沈裕钟.电工学.北京:高等教育 出版社 , 1
力强 ∀ 编程 简单 等特点
它采 用可编
视控制点 已基本没有空 间 , 为污水装 皿今后的扩容带来难度 最后 , 由于 该型号产 品已经退市 , 备件数量少 ∀
程序的存贮器 , 用来在其 内部存贮执 行逻辑运算 ∀ 顺序 控制 ∀ 定时 ∀ 计数 和算术运算等操 作的指令 , 并通过数
盘故 障 , 不得不现场手动操作控制工
况 , 因此企 业决定升级改造该套控制 系统 经过综合考虑决定 , 控制系统
采 用西 门子5 7 一 4 0 0 系 列 中大 规 模 P L C , 监 控系统采用西 门子W IN C C 监 控软件 , 实现安全便捷操作
以进行 优化控 制和 先进控 制
另外从
历史趋势 图 ∀ 调节 阀开 关状态 , 并具 有报表打 印功能
钟不间断供 电 , 不会对P L C 系统供 电 产生影响 2 ) 组态方便 , 可在线修改 ( 工程
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2 .3 网络结构及网络协议配置
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图1
系统硬 件组态 结构
图2
系统硬件 组态 结构
粼& ,∗
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图3 系统硬件 组态结构 图4 控制系统 5 7一 40 0 网络组态图
情况下 , 用手动控制 系统来 操纵主要
系统阀 门 , 保证 污水的安全运行
期特别紧 , 只给 了半个月的工期 , 因
此工作量 比较繁重
3. 3 系统构成特点
(l ) 安全可靠 , 系统机柜 内的2 2 0 V 交流电源和24 V 直流 电源都 接入U P S 电 源 外部电源故 障断电后可维持4 0 分
障分析提示 ∀ 与 上位机 通讯 ∀ 自诊断
(包括 线 路 诊 断) 以及 各种 打 印功 能 等 PL C 控制和手动控 制双重控制 系
2 .2 控制系统软件配置方案
本 系统在软件上用 sT E P7 v 5 . 3用
于P L C 的编程和硬件 及网络的组态 ;
方式将s 5 一 115U 程序转换 为57~4( ) 的程 X
价格高 ∀ 采购周期长
例如 , 操作站
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制器及其 有关设备 , 都应按易于与工 业控 制系统形 成一 个整体 , 易于扩充 其 功能的原则设计 采用以5 7一 400为 核 心的控 制系统使 系统 更加安全 ∀ 可 靠而且 易操作 ∀ 易管理 ∀ 易维护 , 可
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摘
要 : 本文 充分 考虑 污水硫 化氢 浓度 高的特 殊性 , 阐述 57一 40 0 高性 能 p LC 在生 产污 水和生 盘柜 设计和 用 S TEp7 编程软 件进 行程序 编制井 进行 网络组 建 , 主机架和
活污 水控制 中的应 用
其 它机架采 用 pR OF IBUS一 p 总线连接 , 协 议为 西门子 自带 的总线 协议 关键 词: pLC 以太 网 MP I pRO 1 BUS一 P D 联锁
触摸屏控制画面
作者简介
鲁 泽峰(1983一) 工 学士 ∀ 工程 师 , 电气 自动化领 域系统集成工程
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参考 文献
] 永宏可编程控制器使 用手册 I和使用手 l 图2 触摸屏控 制画面
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模板 为6 E s 7 4 2 1一 IB L oo 一 oA A O , D1 32*24V D C ; 数字量输出模板为6ES7
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总线连接
PL C 与上位机的通讯采 用
互联 系起来 , 才能实现整个系统的协 调控 制 为了使 该系统安全可靠 , 主
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师站和操作员站即可进行离线 编程组
(下 转第 4 2 页)
述控制系统不 是孤立的 , 它们应该相
40
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#P L C 乙 FA ∃
用4X 6X 9的矩阵控制电路来完成脉冲 电磁阀的控制 , K A I~K A 4分别控制各 层的接通 , K A S一 KA1 0 分 别控 制各层 清料仓 的接通 , K A ll~K A 19分别控制 各清料 仓内脉冲电磁阀的接通 , 当选 择 1层 1号 清 灰仓 内脉 冲 电磁 阀动作
与P L C 通讯的通讯卡故 障和工控机硬
的污水处理装皿采用的是退市多年的 西 门子5 5 系 列P L C , 至今 该套系统 已 经连续运行十多年 , 按照西 门子公司 提供的产品元件更换周期 , 大部分元 件(如 : U O 卡 , 通讯 卡等)均 已经超过 使用寿命 , 而且部分元件 已出现 明显
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图3 所 示
3
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3 .1 自主软件开发
为5 7 一 4 00 的程序 , 初始尝试 用软件 的
时 , K A I ∀K A S 接通 , K A l l一 KA1 9 依
图2 中 , K A I为层1控制 , K A S 为 清灰仓1控 制 , K A 11一 KA 1 9 为清灰仓 内脉冲电磁 阀控 制
如图2 所示
脉冲电磁阀矩阵控制 电路能有效地 减 少PL C 的F O 点数 , 大 幅度简化控制线 路 , 降低了设备改造的成本 , 维护 方 便 , 可 靠性 高 , 具有推广应 用价值
西门子 57一 400 在污水处理中的应用
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天津联维 乙烯工程有限公司
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序 , 但转换出来的程 序S 7 一 0 0不能识 4
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己编写 , 地址需要重新定义 , 另外工
统 , 即在P L C 断 电或不 能正常工作 的
控制 室上位机采 用D E L L 产品 , 系统
软件采 用W IN D O W S 2 0 0 0 , 人机界面 采 用叭 江 N C C 完成组态 , 中空可 以完成
开 ∀ 停车及控 制的所 有操作 , 上位机
C R T 显示装置开停 车状态 ∀ 压力 ∀ 温 度 ∀ 液位 ∀ 等参数 , 显示报警状态 ∀
3. 2 综合故障监控系统
因其是全场 的污水 处理 装置是核 心 生产 设备 , 它 的安全 运 行 至关 重 要 , 其 运行 参 数如 压 力 ∀ 温 度 ∀ 液
∀S I E M E N S 和 要 选用A B
M P I 网 , 通过主机架上的网卡连接 ,
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老化现象 , 由于PL C 故 障引发的生产
事故近年不断增加 , 时常给环境保护
价 格因素考虑 , 改造用的PL C 控制系
2
系统设 计
由于P L C 具有通用性强 ∀ 使 用方
统利用污水车间原来闲置 的一套控 制 系统 , 不用重新购皿5 7一 4 0 0 的硬件设 备 , 大 大节 省 了 资金 , 而 且 日后 维
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依次类推 当4层6号清灰仓2 1 6只脉 冲电磁阀全部工作后 , 进入下一个循环 周期 以上电路 只需要( 4 +6+9 ) 1 9 个输
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结束语
本项 目已经投入济钢脉冲 除尘 系
+ ] 王硕禾 ,万健 如 , 蔡承才.矩 阵电路 实现 3 PL C 输 出 口的扩展 .电气 应用 , 20 05 . 4 , 沈裕钟.电工学.北京:高等教育 出版社 , 1