浅谈西门子PLC和WINCC在污水处理中的应用

・２Ｏ・　工业仪表与自动化装置　２０１０年第２期　

基于ＰＬＣ与ＷｉｎＣＣ的　

污水处理自动监控系统的设计　

李建民　，裴永清　，董国军　，李慕洁　

（１．兰州Ｘ－，＿ｌｋ高等专科学校，兰州７３００５０；２．甘肃百川科技公司，兰州７３００５０）　摘要：阐述了以工控机和ＰＬＣ以及检测仪表与控制设备组成污水处理自动监控系统的设计方　法，工控机以ＷｉｎＣＣ软件进行组态，ＰＬＣ作为现场控制单元，配合各种检测设备对污水处理中的工　

艺参数进行采集，实时监测污水处理过程与设备运行状态，并对现场设备进行相应控制；利用现场　总线进行数据交换，完成污水处理的自动监控与管理。　

关键词：污水处理；现场总线；ＰＬＣ；ＷｉｎＣＣ；自动监控　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—０６８２（２０１０）０２—００２０—０４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｓｅｗａｇｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＬＣ　ａｎｄ　ＷｉｎＣＣ　

ＬＩ　Ｊｉａｎｍｉｎ　，ＰＥＩ　Ｙｏｎｇｑｉｎｇ　，ＤＯＮＧ　Ｇｕ￣ｕｎ　，ＬＩ　Ｍｕｊｉｅ　（１．Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇａｎｓｕ　Ｂａｗｈｕａｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｅｔ　ｆｏｒｔｈ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｓｅｗａｇｅ　

ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｂｙ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＰＬＣ，ｔｅｓｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｉｎ—　ｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｉｓ　ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＷｉｎＣＣ．Ａｎｄ　ｗｉｔｈ　ＰＬＣ　ａｓ　ｆｉｅｌｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ，ｉｔ　ｃｏｌｌｅｃｔｓ　ｔｅｃｈ—　

WinCC在污水处理中的应用

WinCC of siemens Application in the dealing with sewage

Wu Zhengmao Feng Jun

(School of Communcation&Control Engineering Southern Yangtze university,wuxi 214036)

Abstract: In order to meet the requisitions that control the dealing with sewage automatically. Study hard with the characteristic and the specialties of the process. Develop the program which correspond to the process by using the WinCC.Also discuss the constitution of the hardware and the software.The problem we encountered in programming and the method of resolving is discoursed .

Kaywords: DCS;PLC; WinCC;STEP7;

1、 引言

改革开发以来，我国工业企业日新月异，规模日益壮大，先进设备广泛应用，工艺科技含量越来越高。在生产中，自动化技术已经普及到各个领域、各个车间，这充分说明我国民族工业的逐渐强大。但是相比之下，在许多企业的污水处理中自动化程度不高，采用的软硬件落后，甚至有的控制点还依赖于人工操作，无形中制约了企业技术先进化的发展。为此我们结合某一个排污量大(平均流量80T/H)、污水成分复杂(包括面漆水、电泳水、车身浓脱脂水等)、控制设备多(需要600多控制点)的汽车制造厂在污水处理改造项目中，采用20世纪90年代国际上先进的工控组态软件WinCC，开发了相应的污水处理的控制程序。在一年多时间的实际运行中，各项工艺指标都达到了预期的效果，用户十分满意，从而告别了长期污水排放不达标的被动局面。

浅谈西门子PLC编程中关于流量累计结果

引言：在山东新华制药股份有限公司（以下简称新华制药）各车间的能源计量中，包含了对各种流量的累计，制药生产过程中用蒸汽、氮气、压风、盐水、自来水、冷却水流量等都需要成本核算进行流量累计。新华制药能源系统是一个能源管理和生产成本考核数据平台。新华制药能源管理系统大量采用西门子S7-300PLC系统进行数据采集，通过组态软件进行流量累计的应用，在TMP、CPC车间使用Wincc对各种流量计量时，通过在PLC系统中对瞬时流量进行豪秒级的累加来实现。但是在实际应用中发现，对于西门子S7-300PLC系统，会出现累计结果到一定的数值时不继续累加的情况，在对累计程序进行多种调试和修改后，结果并没有改善。通过长期对流量累计情况观察总结后发现，如果在正常情况下被累计量趋于一个稳定值，在这个稳定值累计结果达到一定的值后，若被累计量远小于正常被累计量时，则累计结果就不再繼续累加，只有当被累计量大于正常被累计量时，累计结果才将继续累加。为查明问题出现的原因，搭建一个实验系统平台。

一、试验系统设计

1、试验系统硬件组成

试验系统使用西门子工业自动化PLC的S7-300系统。

试验系统硬件型号：底板为6ES7 390-1AJ30-0AA0；电源为6ES7 307-1EA00-0AA0；中央处理器CPU为6ES7 315-2AH14-0AB0 V5.3；存储卡6ES7 953-8LG11-0AA0；模拟量输入模块为6ES7331-7KF02-OAB0。

2、试验系统软件组成

计算机操作系统：WindowsXP Professional sp2；PLC软件：STEP7 V5.5SP5，监控软件：Simatic WinCC V6.2SP2。

二、验证程序设计

1、验证程序简单编程

使用西门子PLC系统自带模拟量处理功能块FC105采集外部模拟量输人，并做相应量程转换。在现场应用中，通常在西门子S7-300PLC中使用系统定时中断组织块OB35来做流量累计。OB35中断时间设为100ms，即每100ms中断执行一次，故流量累计时需将流量瞬时值（单位m3/h）除以36000，以得到被累计量分量值，将该分量值进行每100ms的累计，即得到总累计值。

第九卷

7CAMETA

0 引 言 随着社会经济的飞速发展，人们对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水厂等供水系统中，原来均是采用水塔、高位水箱等设备，这些设备不但占地广、投资大，能耗高、而且越来越不能满足现代化的供水要求。变频调速技术是一种新型的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。数据采集监控系统SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大，具有操作方便简单、界面友好、编程易掌握、与PLC通讯良好等优点。我们采用德国西门子公司的西门子S7－200 PLC与SCADA软件WinCC相结合，设计出变频恒压供水系统，可以取得较好的恒压供水效果。1 控制系统硬件构成与恒压控制原理1.1 控制系统硬件构成设计 控制对象是某校区供水系统，根据校区的实际用水情况，白天用水量大，需开动一台大泵和一台小泵，就能满足生产需要。晚上用水低峰时，只需开动一台大机就能满足供水需要。因此采用一大一小两台水泵，用二台变频器控制水泵电机。控制器硬件电路图如图1所示。 中心控制器采用德国西门子公司的S7-226 PLC（24I/16O），可满足系统对数字开关量的要求。系统采用两只量程为0~1.0Mpa由两台FT-1压力传感器分别检测两台水泵后的输水管道的压力，压力变送器将检测到的压力信号转换为4~20mA的电流信号，送到PLC的模拟量输入模板EM231，通过PLC的PID运算，由模拟量输出模块EM232板输出4~20mA的电流到变频器频率给定接口，通过改变水泵电机运行频率从而调整管网压力。 考虑到电机性能上的差异及机械负载的不相同，变频器容量应是电机容量的1~2倍。另外，也可根据生产机械所需的实际转矩与稳定运行时的转速，求其乘积，得到所需电机的轴上功率，据此确定变频器容量。本设计中采用西门子公司提供的5SE92系列变频器，为使PLC与变频器成功通讯，应对变频器有关参数如运行模式和加减速时间等参数在变频器通讯板上进行正确设定。上位机数据采集与监控系统采用西门子公司的WinCC在上位计算机上安装好通讯处理卡CP1612后，通过通讯卡上RS-485接口与PLC上的通讯卡CP243-1通讯，此时PLC与上位机构成工业以太通讯网络，完成上位机与PLC之间的数据交换。1.2 恒压控制原理 我们知道水流量Ｑ与水泵电机的转速成正比，而压力与转速的平方成正比。变频器的升降速率随时间是线性变化的，对以水压为参变量的闭环控制西门子PLC和WinCC SCADA 在变频恒压供水系统中的应用陈怀忠（浙江工业职业技术学院， 浙江 绍兴 312000）摘 要: 针对现代社会对恒压供水的需求, 提出了利用西门子组态软件WinCC, PLC构成SCADA系统在变频恒压供水系统中的应用设计方案。介绍了变频恒压供水工作原理，WinCC通讯组态技术，以及PLC硬件和软件实施方案。关键词: PLC; WinCC; 变频调速; 恒压供水