西门子S7-200 PLC在换热站自动控制系统中的应用

四平科恒智能换热器控制组使用说明书目录CONTENTS一、换热器机组系统简介 (2)1.1系统概述 (3)1.2系统基本结构 (3)1.3系统基本结构 (3)二、换热器机组主要性能指标 (4)2.1.1循环泵控制模式 (4)2.1.2循环泵工作方式 (4)2.1.3循环泵参数界面 (5)2.1.4循环泵参数说明 (6)2.2.1补水泵控制模式 (7)2.2.2补水泵工作方式 (8)2.2.3补水泵参数界面 (8)2.2.4补水泵参数说明 (10)2.3.1调节阀控制模式 (11)2.3.2调节阀界面参数 (12)2.3.3调节阀参数说明 (13)2.4.1流量计参数界面 (14)三、换热器控制组故障报警 (16)四、换热器控制组使用说明 (16)4.1菜单进入密码 (16)4.2电气操作流程 (16)注意 (17)一换热器机组系统简介1.1系统概述本产品采用进口、等和国产PLC品牌，专门为全自动换热机组进行研发和设计的，具有一定的稳定性、实用性和可靠性的全自动控制系统。

可实现循环、补水泵自动变频、温度、压力自动控制、热量、流量、电量可实现485通讯及上位机远程及手机APP控制，并实现多种变频控制模式和温度控制模式可供用户选择。

可同时控制一路温度调节阀及一路补水变频和一路循环变频。

采用S7-200西门子PLC为硬件控制核心，人工智能模糊控制软件最新算法，具有控制精度高、调节稳定、触摸屏显示人机交互界面、设定参数少、操作简单明了、参数修改密码锁定、巡站等功能。

1.2系统基本结构1.3系统特点1.通过人机界面实现全自动控制换热器机组。

2.可与流量计、热量表等进行485通讯。

3.通过PLC自动智能控制循环泵、补水泵及增压泵变频器运行及频率、电动调节阀开度、泄水阀、压力值大小、温度高低、液位、水箱根据液位自动上水等。

4.可接入4路压力传感器的电压、电流信号输入，5路温度传感器可接多种电阻温度传感器（用户若无要求，压力传感器采用电流信号，温度传感器采用PT1000）。

PLC在换热站控制中的应用摘要：本文主要采用温度传感器、压力传感器、流量计等传感器来采集换热站数据信号，并把这些信号传递给PLC，形成数据信息并可上传，可进行循环泵等的PLC自动控制及远程控制，可以达到换热站无人值守的目的。

关键词：可编程控制器（PLC）；传感器；自动控制1.引言供暖换热站一般采用人工现场控制，根据经验进行粗犷调节，人工调节阀门、泵量等，误差大、人员经验技术要求高、调节复杂、不直观、工作量大，属于粗放式管理。

现在供暖行业节能要求、自动控制、实时性控制、精细化管理等需求日益迫切，针对这一问题，采用换热站PLC控制改造，并建立远程监控中心，通过PLC 对换热站进行控制，实现了实时控制、全网综合控制，从而实现供热节能、无人值守和精细化管理。

系统运行三年来，安全、平稳、调节简易，效果显著。

2.系统总体方案本系统主要组成部分有：数据采集部分、循环泵控制部分、数据上传部分、上位机（服务器、客户机）部分、故障报警部分。

2.1 数据采集部分包括各管线供回水温度、压力、流量，以及变频运行频率、状态、故障和水箱液位、补水量等。

2.2 循环泵控制部分包括泵启停控制、运行频率控制，其运行策略是根据采集的温度、压力、流量数据，对比运行需求，经PLC自动运算，向相应循环泵下达频率指令，从而控制供暖效果。

循环泵控制也可使用现场或远程人工控制，以利于综合平衡。

2.3 数据上传部分采用电信商线路，组成VPN，将数据上传至监控中心服务器。

2.4 上位机部分采用C/S架构，组成专用局域网，服务器通过组态软件形成Web发布，客户端通过浏览器查看、控制各换热站。

2.5故障报警部分采用声光报警、报警信息显示来提示故障部位。

3.系统主要硬件配置综合各换热站总体情况和PLC点位需求、功能需求，确定系统各设备型号。

3.1 PLC根据现场情况，确定PLC采用西门子公司的S7-200系列的224XP CN。

由于换热站运行模拟量占绝大多数，开关量较少，因此扩展模块采用5个EM235、1个EM231和1个网络通讯模块。

西门子PLC在换热站远程测控系统中的应用摘要：在现代的供热系统控制中，换热站的远程监控已经是不可缺少的一部分。

本文主要讲述了S7-200PLC在无人职守换热站远程测控系统中的应用，人机交互界面功能主要靠触摸屏和对应的上位机组态软件WINCC来实现。

通过GPRS DTU无线数据传输单元配合移动GPRS无线网络将数据无线传输到中控室，实现远程监测与控制。

关键词：换热站；PLC；GPRS DTU；远程监控0 引言在城市集中供热系统中，换热站作为热网系统面对热用户最后一级调节单元，换热站的控制效果直接决定热用户的采暖效果。

无人职守换热站远程测控系统是面向热力企业推出的融合暖通与计算机、网络、通讯技术的新一代网络化、信息化换热站远程监控系统。

该系统结构坚固紧凑，不但可直接应用于现场，实现就地监控、显示，而且由于具备强大灵活的软件功能和通讯功能，可方便地实现远程监控和远程设备的网络化管理[1]。

1 换热站自控系统设计换热站和热水管网是连接热源和热用户的重要环节，在整个供热系统中起着举足轻重的作用。

热水管网又分为一次网与二次网，一次网是指连接于城市管网与换热站之间的管网。

二次网是指连接于换热站与热用户之间的管网。

换热站是指连接于一次网与二次网并装有与用户连接的相关设备、仪表和控制设备的机房。

其硬件设备构成图如图1所示图1 换热站构成原理图换热站的工作原理为:热源提供的高温水由一次热网送至各换热站，在换热站中，一次热网高温水通过换热器与循环水相混合，进行热量交换，将热能传递给二次网循环水，再由二次网经供热管道输送到用户，冷却的回水返回二次网回水管，一次网回水降温后回到热源。

在换热站自控系统中，一次网流量控制回路主要通过调节一次回水调节阀来实现。

二次网的调节回路则是通过调节二次网循环泵及补水泵转速来实现。

一次网的控制指令主要由热网调度中心根据全网平衡算法下发，而二次网循环泵及补水泵变频器转速则由站内PLC系统依据各热力站所带热网的实际情况计算得出[2]。

西门子S7-200在控制系统中的应用摘要：本文介绍S7-200在收卷机上的应用，S7-200作为西门子公司推出的一款控制器，特别是、稳定性、可靠性的性能在各行各业应用广泛。

关键词：S7-200 收卷机控制系统1.系统控制原理分切机原来的边料收卷装置采用与普通收卷相同的收卷电机进行边料收卷，由于收卷方式上的局限性，可收的边料最小宽度比较宽，对塑料薄膜造成很大浪费。

新的方案是在分切机边料位置安装一套独立的边料收卷装置，该系统以分切机薄膜线速度、边料收卷轴的周长值为参考值，同时控制边料薄膜张力，保证边料收卷和正常收卷过程严格同步。

边料收卷轴的周长通过安装在收卷轴上的编码器测量得到，首先确定收卷轴最大时为参考点，根据编码器值计算得到收卷轴周长。

边料张力通过安装在张力轴上的编码器得到，张力气缸提供的张力和边料的张力在平衡点附近波动，当平衡被破坏时，张力轴发生偏移，通过编码器可测到偏移量，然后通过调整边料电机的速度保证张力稳定在中心点。

2.系统硬件配置伺服控制器和伺服电机5.5kW、可编程控制器S7-200系列TD200显示操作界面、旋转编码器500脉冲变频器、接近开关3.系统控制功能（1）手动调整功能：手动进行各被控设备的启停和位置调整；（2）系统复位：当系统重新上电时，对编码器零点的校正。

（3）手自动切换：切换到自动时跟随主机工作。

（4）故障报警和恢复。

（5）自动过程同步控制：边料收卷电机严格与分切机薄膜速度同步，保证在任何情况下边料收卷线速度都和分切机薄膜速度以致。

4.系统特点：（1）采用西门子高动态响应伺服系统，动态响应速度高，滞后小，可实现速度严格同步，同步速度额定值3000rpm。

（2）采用了缠绕式边料收卷方式，最小边料宽度减少为原来的一半以上，大大节省了薄膜浪费。

（3）系统稳定可靠，边料收卷不影响正常的分切机工作。

（4）可适应厚度为3μ的产品。

5.计算方法分切机线速度和卷绕电机转速的关系为：通过上述公式，得到卷绕电机的参考转速，实际转速输出还要考虑张力变化带来的影响，实际转速输出6.参数设定（1）电机参数P071：供电电压，对于变频器＝380，对于逆变器来说，＝510。

基于S7—200PLC的热力公司换热站控制系统设计随着社会经济的发展和天气气候的变化，人们对供暖的要求越来越高，特别是在寒冷的地区，这关乎到老百姓的生活质量，甚至是生存。

在以往的常规模式供热中，为了实现较好的工作状态和工作质量，大多数热力公司换热站采取人工调配和人工控制的方式进行作业。

这种工作模式下，需要大量的人力资源，同时需要人为地感知和调节温度，工作效率较差。

近些年，为了优化换热站的工作效率和服务质量，开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，设计热力公司换热站控制系统已经成为目前研究的重要课题之一。

随着科学技术的进步，逐步实现热力公司换热站控制系统的网络化、自动化和智能化已经成为当前和未来发展的一种必然要求。

标签：S7-200PLC；热力公司；换热站；控制系统；智能化热力公司换热站的出现不是一蹴而就的，而是一个系统化的工程。

它产生于19世纪末期，是随着科学技术的进步和人们的生活需要而产生的。

这种方法主要采用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。

以这种方式供暖不但提升了人们的生活质量，还提高了供暖的安全性和环保性。

1.换热站概述及发展现状在较早的供热中，锅炉是一种较为常见的供热方式。

换热站与锅炉房的供热有着明显的本质性区别，无论是在工作效能上还是供暖质量上都存在较大差异，主要是因为以往的锅炉房供热采取的是燃料把水（或其他介质）加热到具有一定参数的地方；而目前的换热站是为了把锅炉房生产的高温热水转换成能够直接给用户供热的热水。

严格意义上来说，换热站只是一个中转站而已。

在笔者的调查来看，换热站采取的供暖方式主要有换热板、混水等。

其实简单来说，换热站就是一个媒介，一个较大的过水热，它不是供热供暖设施的全部，只是其中的一个有机组成部分。

现在的换热站内部设备较为简单清晰，主要分为两大块，其中一块是采暖系统，另一块是民用生活系统。

就我国而言，换热站基本上没有民用热水设施。

在国内，很多换热站虽然近些年取得了非常大的发展和进步，但是还没有完全实现智能化和自动化作业，还需要一定的人，并且造成了一定的环境污染。

PLC在供热站自动控制系统中的应用摘要：在城市集中供热系统中，供热站作为热网系统的一个重要环节，直接决定供热站的控制效果。

加热站的控制效果直接决定了荣热战的能源消耗，同时也决定着采暖效果，自动控制系统的应用减轻了操作人员的劳动强度，甚至可以达到在无人值班的状态下保持运行。

关键词：PLC；供热站；自动控制系统；应用前言随着自动化及信息技术的不断提高和国家节能环保政策的实施，无人值守换热站智能控制系统凭借其高效率、高性能以及危险预报精度高等优点，已成为众多科研人员的研究热点。

为此供热站根据需要，逐步实现自动化控制系统，积极推进两化融合提升企业竞争力与管理能力。

1 PLC的用途目前PLC主要应用在4个方面：一是开关量的开环控制。

PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，很容易实现定时、计数、顺序（步进）等各种逻辑控制方式。

二是模拟量闭环控制。

模拟量的闭环控制系统主要是对模拟量的输出值进行计算，通过计算来改变输入值，实现对系统的各种连续调节与控制。

三是数字量的智能控制。

控制系统具有旋转编码器和脉冲伺服装置（如步进电动机）时，可利用PLC实现接收和输出高速脉冲的功能，实现对数字量控制。

较为先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可实现曲线插补功能，近年来推出的新型运动单元模块，还能提供数字量控制技术的编程语言。

四是数据采集与监控。

因为PLC主要用于现场控制，所以采集现场数据是十分必要的功能。

在此基础上将PLC与上位计算机或触摸屏相连接，既可以观察这些数据的数值，又能及时进行实时计算，有的PLC还具有数据记录单功能，可用一般个人电脑的存储卡插入到该单元中保存采集到的数据。

2 PLC在集中供热系统中的应用PLC在集中供热系统中的应用主要体现在以下几方面：一是通过室外温度实时调节一次网流量。

在室外安装一个温度变送器，将温度信号传入PLC控制系统中，PLC控制系统可根据预先编好的程序将循环泵的转速和室外温度联系起来，多大的温度对应多大的转速，这样就可以不用人工调节转速，而是通过PLC系统来自动、精准地调节转速，更加节约能源。

换热站自动控制系统使用说明一、概述本换热站自动控制系统，包括受柜、循环泵变频器柜、补水泵变频器柜和控制柜组成，对换热机组进行全面的自动控制。

控制系统使用西门子S7-200系列PLC作为控制器，通过模拟量扩展模块读取现场变送器采集到的现场数据，用于内部控制和送至触摸屏进行显示。

现场操作使用EView触摸屏，简单直观。

本系统触摸屏主要包括一下画面初始画面参数显示参数总览参数设定控制设定巡检画面电流显示报警一览报警设定下面对这些画面作简单说明初始画面为系统上电时屏幕显示的画面，点击手型按钮进入操作各画面。

进入操作画面后不再显示此画面。

参数显示在这个画面显示系统的基本参数，包括高温侧和低温侧压力、温度、流量。

还包括电机温度数据。

参数总览将参数显示在换热系统的示意图上，包括高温侧和低温侧压力、温度、流量及流量累积。

参数设定设定控制参数，包括一次网供水流量设定，二次网捕水压力设定、泻压压力设定。

进入报警设置的密码输入也在这个页面上。

控制设定在这个画面设定控制模式及输入手动时的输出值。

可设定补水泵、泻压阀和电动阀的状态，手动开启补水泵和泻压阀，设定补水泵和电动阀在手动时的输出值。

巡检画面用于上传巡检信息。

电流显示显示循环泵的三相电流大小，并显示一次网和二次网的热量及热量积算。

报警一览显示当前的报警信息报警设定设定报警限。

本画面只有在输入安全密码后才可以进入。

二、操作使用说明1、基本操作说明控制系统使用触摸屏作为人机界面。

触摸屏通过通讯电缆与PLC进行通讯交换数据。

可以通过点击触摸屏上的开关来切换开关的状态。

如果要输入数据，可以用手指点击要输入的数据，将会弹出一个数字小键盘，可以用手指点击相应的数字输入你想要的数值，然后点击小键盘上的ENT确认，便可以输入数据了，如下图所示画面切换可以通过点击画面底部的两个箭头实现。

2、自动补水设定使用自动补水需要按以下规程操作A、将变频补水柜面板上的转换开关调整至1#自动或2#自动状态。

理工类大学本科毕业设计论文电气工程学院综合课程设计成绩评定表设计题目热力公司换热站控制系统设计姓名班级暂答辩小组成员（职称）：说明书主要内容：（小摘要）热力公司换热站利用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。

为了改变这一情况，多年以来供热行业一直在探讨开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，以适应热负荷变化较大、调节频率较高对系统平衡能力的需求，满足热用户的合理需求，达到经济运行目的。

PLC控制换热站从技术上满足了这种需求，其原理是通过变送器远程采集系统运行数据，经有线或者无线方式将信号传递到控制中心进行中央监控，同时将控制信号以组态模式实时反馈，控制电控执行机构进行系统调节，实现对二次供、回水温度的合理控制和处理突发事故。

本课题来源于换热站的控制与技术，如何随时了解换热站的工作情况和有关信息，并根据这些信息和室外温度对换热站进行及时调控，使供暖系统始终在一个最佳工况下运行，从而获得良好的经济效益和社会效益，这就是本课题的研究目的所在。

评定成绩：答辩小组组长：年月日目录目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 换热站的发展概述 (2)1.1.1 国外换热站发展概况 (2)1.1.2 国内换热站发展概况 (2)1.2 换热站的简介及运行现状 (3)1.3 课题的来源及意义 (3)第二章换热站的构成和总体设计方案 (5)2.1换热站的简介 (5)2.2换热站控制系统的构成 (5)2.3 换热站控制系统的硬件 (6)2.3.1换热器 (6)2.3.2 循环水泵 (7)2.3.3 阀门 (7)2.3.4 温度计、阀门 (8)2.3.5 PLC S7-200 (8)2.4 换热站工作原理 (11)2.5 系统总体方案设计思路 (12)2.6 该方案要实现的控制功能 (13)第三章控制系统实施方案 (15)3.1 换热站与热用户的连接方式 (15)3.2 温度的控制调节 (15)3.3 循环水流量的调节控制 (16)3.4 压力的调节控制 (17)3.5 换热站总体控制系统方案 (18)3.5.1 换热站控制系统设计 (18)3.5.2 控制系统硬件总体框架图 (18)3.5.3 换热站控制系统电气图 (18)参考文献 (20)理工类大学本科毕业设计论文引言温度控制系统在国内各行各业的应用虽然应用很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。

摘要集中供热系统中的换热站作为供热网络与热用户之间的连接场所，其供热品质对热望工况的改善和供热质量的好坏起到重要作用。

针对目前供热实际情况，设计了一款换热站变频调速控制系统，它主要是由PLC控制器.变频器和PID控制器组成。

详细介绍了系统的整体设计方案.二次供水设定的温度控制.循环泵和补水泵的控制原理及具体实施。

通过PLC和上位机对供水管道的温度.压力和回水管道的温度.压力进行自动监控，从而通过控制循环泵和补水泵的转速来实现恒压.恒温供热，实现了换热站系统的自动运行与人机交互。

换热站控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景。

它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的，还能够节提高能源的利用使排放更环保。

关键词：PID；PLC；变频调速；二次供水；换热站ABSTRACTAs the connector between heat supplying network and heat consumers in centralized heating system, the heat exchange station plays an important role for improving the quality of heat supply and operating status of the network. Aiming at current and practical situation , a variable frequency speed regulation control system has been designed. The system is composed of PLC , inverter , and PID controller . The integral design strategy of the system, the temperature control for secondary water supply, control principle and implementation of circulating pump and makeup water pump are introduced in detail. The result of operation indicates that the strategy increases the quality of heat supply and offers outstanding effect of energy saving .PLC and PC through the pipes of water supply temperature. pressure and temperature return water pipes. pressure automatic control，So by controlling the circulating pump and fill the pump speed to achieve constant pressure. thermostatic heating, The heat transfer station system to achieve automatic operation and human-computer interaction. Heat exchange station control system has good market prospects for development and investment income. It can not only achieve security through the automation of production control purposes, Section can also use the emission energy is more environmentally friendly.Key words: PID；PLC；Variable frequency speed regulation；Secondary water supply; Heat exchange station毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。