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        PLC控制系統(tǒng)在污水池項(xiàng)目中的應(yīng)用

        2017-01-12 08:40:44吳矯
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年24期
        關(guān)鍵詞:PLC控制

        吳矯

        摘 要:本文針對西門子PLC在污水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,設(shè)計了以PLC為主控制器,采用變頻啟停系統(tǒng)和液位控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)污水泵自啟自停的基本功能。項(xiàng)目采用西門子S7-300系列PLC,SIMATIC Step7編程軟件實(shí)現(xiàn)對污水泵運(yùn)行的自動控制,Wincc6.0上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)人工界面操作。污水泵具有完整的自動啟動、自動停止和頻率轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng),可靠性大大提高。

        關(guān)鍵詞:PLC控制;自啟自停;液位調(diào)節(jié);變頻控制

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.003

        1 系統(tǒng)概述

        污水泵控制系統(tǒng)采用PLC程序控制,可選擇操作員站控制、配套電氣控制柜,通過變頻調(diào)速和啟停系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了泵的無極調(diào)速和自啟自停。

        2 系統(tǒng)組成

        污水泵控制系統(tǒng)主要由1套西門子300系列PLC、1臺PC操作員站、4套M440變頻器、4臺潛水泵以及1套液位傳感器組成。

        3 項(xiàng)目描述

        (1)PLC控制柜為西門子300系列,CPU315-2PN/DP。(2)變頻器為4臺MM440系列變頻器。(3)現(xiàn)場為深度8米直徑20米的污水池,主要用于收集化工公司各裝置生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水,每天污水量約為10000噸。(4)現(xiàn)場配備4臺污水潛水泵,設(shè)計每小時最大排污量為600T,用于將污水抽排至污水處理廠。(2用2備)(5)現(xiàn)場污水池裝有超聲波液位計一臺,用于檢測污水池實(shí)時液位,并將實(shí)時液位數(shù)據(jù)傳回至PLC。

        4 控制系統(tǒng)的組態(tài)及調(diào)試

        4.1 組態(tài)主站系統(tǒng)

        (1)打開SIMATIC MANAGER, 通過FILE菜單選擇NEW新建一個項(xiàng)目,在NAME欄中輸入項(xiàng)目名稱,將其命名為wsc,在下方的Storage Location中設(shè)置其存儲位置。(2)項(xiàng)目屏幕的左側(cè)選中該項(xiàng)目,在右鍵彈出的快捷菜單中選擇插入新對象插入SIMATIC 300 站點(diǎn),可以看到選擇的對象出現(xiàn)在右側(cè)的屏幕上。(3)雙擊右側(cè)生成的硬件圖標(biāo),在彈出的HW config 中進(jìn)行組態(tài),在菜單欄中選擇“View”選擇“Catalog”打開硬件目錄,按訂貨號和硬件安裝次序依次插入機(jī)架、電源、CPU。(4)雙擊MPI/DP,選擇新建一條PROFIBUS(1),組態(tài)PROFIBUS站地址,點(diǎn)擊屬性鍵組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性,在CP屬性的工作模式中,將其設(shè)為DP 主站,點(diǎn)確認(rèn)鍵確認(rèn)。

        4.2 組態(tài)從站

        (1)在DP網(wǎng)上掛上4臺MM440, 并組態(tài)MM440的通訊區(qū),通訊區(qū)與控制有關(guān),如果需要讀寫MM440參數(shù),則需0PKW區(qū),如果除設(shè)定值和控制字以外,還需傳送其他數(shù)據(jù),則要選擇PZD。(2)在本項(xiàng)目中,采用0PKW,2PZD ;MM440地址為分別為2、3、4、5。

        4.3 MM440參數(shù)設(shè)置

        PLC通過ProfibusDP來控制變頻器,變頻器需要一定的參數(shù)設(shè)置才能實(shí)現(xiàn):

        P700(0)=2命令源 (端子控制)

        P700(1)=6命令源 (CB通訊板控制)

        P1000(0)=1就地時通過面板設(shè)定頻率

        P1000(1)=6遠(yuǎn)程時通過CB板通訊設(shè)定頻率

        P1040 =50 本地時初始頻率為50Hz

        P918 變頻器節(jié)點(diǎn)號 分別為2、3、4、5(必需要與硬件組態(tài)時保持一致)

        4.4 程序的編寫

        (1)對系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的讀寫:

        a. 在Step7 中對PZD (過程數(shù)據(jù))讀寫參數(shù)時調(diào)用SFC14和SFC15

        b. SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站(MM440)的數(shù)據(jù)

        c. SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus 從站(MM440)

        d. 硬件組態(tài)時PZD的起始地址:W#16#100(即264)

        在OB1中調(diào)用特殊功能塊SFC14和SFC15,完成從站(MM440)數(shù)據(jù)的讀和寫:(以301號泵為例)

        (2)其中:

        LADDR 表示:硬件組態(tài)時PZD的起始地址(W#16#100即256);

        RECORD 表示:數(shù)據(jù)塊(DB1)中定義的PZD數(shù)據(jù)區(qū)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)地址;

        RET_VAL 表示:程序塊的狀態(tài)字。

        具體傳送命令參考MM440手冊。

        (3)液位數(shù)據(jù)采集的編寫。在OB1組織塊中,插入FC105功能塊。輸入硬件地址PIW288(AI模擬量輸入卡第一個通道地址),量程設(shè)置為0-8米,輸出至中間變量地址寄存,在編寫自動控制程序時可以調(diào)用。

        4.5 控制程序編寫啟停命令(以301號泵為例)

        (1)自動或者手動輸出啟動信號時,需將W#16#47F寫入DB1.DBW4完成啟動輸出;自動或者手動輸出停止信號時,需將W#16#47E寫入DB1.DBW4完成停止輸出。

        (2)設(shè)定頻率時,需將頻率設(shè)定值(0-50)乘以328寫入DB1.DBW6。(當(dāng)乘積大于16384時只寫入16384)

        (3)液位設(shè)置可由操作員自行設(shè)定。例如:當(dāng)液位大于6米時(滿液位8米),啟動污水泵,當(dāng)液位小于1.5米時,停止污水泵。

        5 結(jié)論

        自動化控制是工業(yè)發(fā)展的必然方向,PLC控制系統(tǒng)以其成本低,效率高的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為中小控制系統(tǒng)的主流。它可以根據(jù)用戶需要,設(shè)定相應(yīng)的控制程序,穩(wěn)定、高效地執(zhí)行設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),維護(hù)費(fèi)用極少。由于污水池排污系統(tǒng)采用了自動控制模式,使得工作效率得以提升,節(jié)省了部分人力勞動,減少了企業(yè)的額外支出,是企業(yè)節(jié)省成本最佳的方法。尤其在一些高危場所,高溫、高壓、易燃易爆及可燃有毒場所,由于作業(yè)環(huán)境的限制性,因而致使有的設(shè)備生產(chǎn)效率低下,誤差多,生產(chǎn)成本高,企業(yè)的競爭能力差,阻礙了企業(yè)的正常發(fā)展。所以分PLC自動控制系統(tǒng)必然會取代傳統(tǒng)人工操作。這也正是自動化技術(shù)能夠高速發(fā)展的根本原因,也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然之路。

        參考文獻(xiàn):

        [1]廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

        [2]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

        [3]吳作明.工控組態(tài)軟件與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2007.

        [4]陽憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)[M].清華大學(xué)出版社,2003.

        [5]變頻器使用大全[S].西門子(中國)有限公司.

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