林偉宏 湛江市鑒江供水營(yíng)運(yùn)有限公司

淺談供水系統(tǒng)中溫度監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)

林偉宏 湛江市鑒江供水營(yíng)運(yùn)有限公司

供水系統(tǒng)在人們生活和工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中是必不可少的。隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)供水系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性的要求越來(lái)越高。本文就湛江市鑒江供水采用的供水系統(tǒng)，簡(jiǎn)述該系統(tǒng)在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，運(yùn)用溫度監(jiān)控程序，提高管理效率，保障安全、穩(wěn)定供水。

供水系統(tǒng) 溫度監(jiān)控程序 安全供水

1 背景簡(jiǎn)介

寶鋼湛江鋼鐵有限公司是寶鋼股份的全資子公司，位于廣東省湛江市東海島工業(yè)園區(qū)，是寶鋼為滿足我國(guó)華南及東南亞地區(qū)市場(chǎng)需求而設(shè)立的現(xiàn)代化大型國(guó)有鋼鐵企業(yè)，如何保障寶鋼的安全穩(wěn)定用水，成為了鑒江供水公司的重要任務(wù)。

湛江市鑒江供水公司現(xiàn)通過(guò)供水系統(tǒng)為東海島工業(yè)園區(qū)及生活區(qū)供水，現(xiàn)設(shè)計(jì)飲水規(guī)模5.0m3/s，裝機(jī)4臺(tái)（3用1備），單泵設(shè)計(jì)流量1.68m3/s，年供水量為1.58億m3。

2 溫度監(jiān)控程序的初衷

供水系統(tǒng)又稱為供水設(shè)備，是為解決由于壓力不足，無(wú)法到達(dá)用戶用水的高度或流量，而專門研發(fā)設(shè)計(jì)的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設(shè)備。供水系統(tǒng)一般由水泵機(jī)組，變頻控制柜，壓力傳感器和一些輔件構(gòu)成（如圖1顯示）。

在供水設(shè)備中電機(jī)內(nèi)有繞組溫度等，軸承溫度等傳感器對(duì)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，考慮到電機(jī)散熱主要靠鼓風(fēng)機(jī)散熱，為了更好地保護(hù)電機(jī)及變頻器等發(fā)熱量高的設(shè)備及部件，決定對(duì)供水設(shè)備增加一套溫度監(jiān)控程序，做到雙保險(xiǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)不斷監(jiān)控關(guān)鍵部位的溫度，提高供水設(shè)備的安全性能，保障寶鋼的穩(wěn)定用水。

3 溫度監(jiān)控程序的實(shí)施步驟

3.1 軟硬件支持

程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用的硬件有S7-300系統(tǒng)，因?yàn)檫@種系統(tǒng)適用于中等性能的控制要求，且有很高的電磁兼容性和抗振動(dòng)、抗沖擊能力，可以用于惡劣環(huán)境條件下的溫度范圍為-25～+70℃，有更強(qiáng)的耐振動(dòng)和耐污染性能。編程軟件上使用的是STEP 7和WINAC，STEP 7對(duì)所有的SIMATIC部件（包括PLC、遠(yuǎn)程I/O、HMI、驅(qū)動(dòng)裝置和通信網(wǎng)絡(luò)等）進(jìn)行硬件和通信連接組態(tài)、參數(shù)設(shè)置和編程，還有測(cè)試、啟動(dòng)、維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷等功能。WINAC在PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)了PLC的功能，突破了傳統(tǒng)PLC開放性差、硬件昂貴、開發(fā)周期長(zhǎng)、升級(jí)困難等束縛，可以實(shí)現(xiàn)控制、數(shù)據(jù)處理、通信、人機(jī)界面等功能。

3.2 設(shè)計(jì)思路

第一步：先新建一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目包括了自動(dòng)控制系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)，項(xiàng)目是以分層結(jié)構(gòu)保存對(duì)象數(shù)據(jù)的文件夾，項(xiàng)目對(duì)象包括站對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)對(duì)象，站對(duì)象包含硬件、CPU和CP，CPU對(duì)象包含S7程序和連接對(duì)象，S7程序?qū)ο蟀次募K和符號(hào)表。生成程序時(shí)自動(dòng)生成一個(gè)空的符號(hào)表。塊對(duì)象包含程序塊、用戶定義的數(shù)據(jù)類型（UDT）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和調(diào)試程序用的變量表(VTA)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)用來(lái)保存和下載系統(tǒng)硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的信息。程序塊包括邏輯塊（OB、FB、FC、SFB、SFC）和數(shù)據(jù)塊（DB），需要把它們下載到CPU，用于執(zhí)行自動(dòng)控制任務(wù)。生成項(xiàng)目時(shí)在塊文件夾自動(dòng)生成一個(gè)空的組織塊OB1，其他塊對(duì)象是用戶生成的。

第二步：要實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)控控制的話，在S7中可以采用幾種辦法，但是都離不開模擬數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換（需用到FC105功能塊），在這里用一種簡(jiǎn)單的方法舉例說(shuō)明。

圖2

見(jiàn)圖2，PIW100為溫度器傳感器輸出端接入AI（模擬量輸入）模塊的地址，溫度傳感器工作電壓為24V，輸出電流為4～20mA，默認(rèn)溫度范圍0～100攝氏度，故在程序中，根據(jù)溫度傳感器輸出的電流（PIW100），設(shè)置范圍（如圖2中LO_LIM及HI_LIM所示）即0至100攝氏度，程序通過(guò)計(jì)算，在輸出OUT端（地址為DB7.DBD0）顯示出實(shí)際溫度計(jì)顯示的溫度。

圖3

見(jiàn)圖3，使用一個(gè)比較程序（CMP>R），現(xiàn)假設(shè)溫度超過(guò)所設(shè)定的70攝氏度時(shí)，則輸出報(bào)警信號(hào)M100.1。報(bào)警信號(hào)可以在人機(jī)界面出顯示出來(lái)，提示中控人員及時(shí)作出反應(yīng)。

圖4

見(jiàn)圖4，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警后，則給出一個(gè)輸出信號(hào)Q100.0，輸出信號(hào)可接現(xiàn)場(chǎng)的降溫設(shè)備。以變頻柜舉例，溫度超過(guò)設(shè)定值，出現(xiàn)報(bào)警后，變頻柜內(nèi)部的降溫抽風(fēng)系統(tǒng)將運(yùn)行，可短時(shí)間將溫度降下來(lái)，從而確保了變頻柜的安全使用。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒江公司的供水系統(tǒng)，使用功率較大，發(fā)熱量高，單靠運(yùn)行人員的巡檢，不一定能夠察覺(jué)設(shè)備的異常變化。通過(guò)增加的溫度監(jiān)控程序，具有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

①可以提高運(yùn)行人員的工作效率。

②監(jiān)視供水系統(tǒng)的重點(diǎn)部位，降低設(shè)備的故障率。

③保障對(duì)寶鋼的安全穩(wěn)定供水。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能化水平的提高，在工業(yè)制造業(yè)中越來(lái)越多的智能化設(shè)備代替高強(qiáng)度的勞動(dòng)力。通過(guò)不斷完善控制程序，供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行必將更上一個(gè)臺(tái)階。

[1]廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[V],北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.5

林偉宏（1984—），性別：男，民族：漢，工作單位：廣東省湛江市鑒江供水營(yíng)運(yùn)有限公司（職位：生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部部長(zhǎng)），學(xué)歷：本科，職稱：計(jì)算機(jī)工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)控制及優(yōu)化。