水务行业职工培训用SCADA系统.pdf

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1、水务行业职工培训用SCADA系统杨俊明(天津市引滦工程潮白河管理处天津)摘要针对水务行业职工电气技术培训不足的问题，建立培训室，依托先进自动控制设备，搭建SCADA系统。介绍SCADA系统主要组成及实现方法。SCADA系统投用后，职工培训效果良好。关键词水务职工培训SCADA系统模拟仿真PLCPR0FIBuS—DP总线中图分类号TV736文献标识码B表1PLC组件选型一、概述模块类型订货号水务行业电气设备需要不问断运行，使得青年职工平时无安装导轨6ES-7390-1AF30—0AA0法更新调试或用作电气教学培训。引滦工程潮白河管理处新CPU3146ES一7

2、314-1AG14-0AB0建培训室，依托培训室先进的自动控制设备，搭建SCADA系CPU315—2DP6ES一7315-2AH14—0AB0统，模拟泵站整个自动控制流程，演练真实泵站中机电设备的全部操作，以提高青年职工业务水平和知识技能。SCADA系统MMC存储卡6ES一7953—8LM31—0AAO参照真实泵站架构，在保留泵站系统功能基础上，相应完善配数字量输人模块SM3216ES-7321—1BHO2—0AA0套设施，为适应新技术、新设备和新方法，系统预留硬件接口数字量输出模块SM3226ES一7322一lBH0l—OAA0及丰富的扩展API以满足日

3、后升级改造需求。培训室SCADA数字量输入，输出模块SM3276ES一7327—1BH0O—OABO系统包括下位机智能控制系统、上位机HMI系统和通信网络模拟量输入，输出模块SM3346ES-7334-OKE00-0ABO(图1)。控制模块FM355S6ES-7355-1VH10—0AE0负载电源模块PS3076ES一7307一lEAO1—0AA0通信模块CP343—16GK一7343一lEX30—0XE0PCI卡CP56116GK一156l一1AA01择特定功能模块。PLC组件选型见表1。2．控制系统设计培训室内建有1个沙盘，具备系统控制所需的水泵、压力

4、变送器和电磁阀等设施设备。设备分工：①液位计实时监测前池水位变化；②改变电磁阀开度模拟供水流量变化；③变频器改变频率实现电机软启动；④调节水泵叶片角度控制输水流量范围；⑤压力变送器实时监测水泵内管道压力；⑥热电偶实时监测电机电磁周压力变送器伺服电机变频器传感器分布式IO及水泵温度；⑦冷却风机对水泵进行降温处理；⑧流量计实时监测输水流量。图1培训室SCADA系统架构(1)下位机智能控制系统属于自动控制系统，PLC、变频器二、下位机智能控制系统和智能仪表是控制器；液位、压力、风速和流量等是被控对象；低下位机智能控制系统主要负责采集SCADA系统中各种输压水泵、

5、电机、电磁阀和冷却风机等是执行结构；液位计、热电偶入信息、控制输出设备，涉及的下位机主要有传感器、电磁阀、电和压力变送器等是变送器。机、PLC和智能仪表，其中PLC是核心，通过其实现大部分的数(2)该系统中，水泵开停控制、电磁阀及风机启闭等顺序控据采集和控制功能。制均属于开环控制；水泵叶片角度的自动调节属于闭环控制，被1．PLC选型控对象为前池水位，控制器为叶片角度调节装置。经过多方调研，管理处最终选用西门子SIMATICS7—300(3)系统主要是将采集的前池水位作为PID控制指令的输系列产品。该系列产品配备多种不同性能等级的CPU，以及为入，经过分析处

6、理和自整定后作用于水泵叶片角度的调节，根据应对不同电气状况而研发的扩展模块，可根据不同控制环境选前池水位变化自动调节叶片角度。调节器采用PID控制方式。设蕾誓理与维俺2015No7囫P、I、D参数整定采用工程整定法，依据经验，直接在系统上反复调节验证，方法简单，易于掌握。在实际调试时，先设定1个经验值，然后根据调节效果再进行修正。虽然SIMATICs7—300系列I叶片角度调至一8。(改变AOt／i)IPLC产品可利用自身闭环控制模块实现PID控制，但为实际验I证不同参数对控制结果的影响，增加两块具备PID调节功能的执行停机动作(DOI值为0)，真空破坏阎

7、打开(DO2值为1)宇电AI808智能仪表。I3．PLC控制程序编制l冷却风机停转，冷却水停止(D03、Do4均为o)(1)编程语言选择。培训室选用西门子公司标配STEP7V5．4编写PLC控制程序。为满足不同自动化任务所需，STEP7支持StatementList(STL)、梯形图(LAD)和功能块图表图3停机流程(FBD)等3种标准化编程语言。考虑到管理处人员实际情况，编写控制程序主要以梯形图为主。梯形图非常接近于继电器电路，表2PLC系统信号量很容易被熟悉继电器控制的新老职工掌握，方便、易读且便于调信号编号含义10试，特别适合于数字量逻辑控制。DI1

8、油压装置压力正常异常(2)程序逻辑设计。为尽可能全面真实模拟水泵设