摘要：
根據(jù)本公司無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備的特點(diǎn)，采用西門(mén)子 S7-200 SMART、SMART LINE 和 V20 變頻器的全套解決方案。文中對(duì)設(shè)備的工藝流程進(jìn)行了分析，使用一控二的方式達(dá)到了良好的控制效果，V20 變頻器通過(guò) Modbus 與 S7-200 SMART 進(jìn)行通訊，驅(qū)動(dòng)無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備，保證了用戶(hù)對(duì)恒壓管網(wǎng)供水的要求。在軟件方面采用了 S7-200 SMART PID 控制方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備的完美控制。
關(guān)鍵詞：S7-200 SMART，SMART LINE，V20，無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備
1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
隨著我國(guó)物質(zhì)文明生活水平的提高，高層建筑越來(lái)越多，自來(lái)水管網(wǎng)壓力出現(xiàn)不足，很多城市普遍存在著用水高峰期上不去水的現(xiàn)象。由此引發(fā)生活、辦公用水難的問(wèn)題。無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備可直接與自來(lái)水管網(wǎng)串接而不產(chǎn)生負(fù)壓，能夠安全、衛(wèi)生的向用戶(hù)供水。該設(shè)備充分利用了市政自來(lái)水管網(wǎng)的原有壓力，在原有壓力的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)壓力疊加，差多少，補(bǔ)多少，使二次加壓設(shè)備的選型減小，節(jié)省投資，同時(shí)在使用過(guò)程中也可節(jié)能很大一筆費(fèi)用，是目前最先進(jìn)最新型的二次供水方式。
該設(shè)備采用 SIMATIC S7-200 SMART + SMART LINE + V20 變頻器。優(yōu)良的工藝造就了高質(zhì)量的產(chǎn)品，強(qiáng)大的技術(shù)支持保證了產(chǎn)品的高性能。SIMATIC S7-200 SMART 與 SMART LINE 上添加的以太網(wǎng)口，方便了調(diào)試程序，不用頻繁的插拔電纜，節(jié)省了下載程序的時(shí)間。V20 變頻器的宏指令調(diào)用功能，可快速實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置。V20 變頻器的小體積與上進(jìn)下出的接線方式，節(jié)省了所占用的空間，便捷的接線方式，強(qiáng)大的功能，簡(jiǎn)潔的操作方式，體現(xiàn)了基本型變頻器的發(fā)展趨勢(shì)。
2、 工藝流程
設(shè)備選型為一控二。自動(dòng)運(yùn)行時(shí) SIMATIC S7-200 SMART 驅(qū)動(dòng) V20 變頻器。通過(guò)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)泵升速，一臺(tái)泵運(yùn)行到某個(gè)頻率能夠達(dá)到目標(biāo)壓力，則單臺(tái)泵進(jìn)行恒壓供水。如果單臺(tái)泵運(yùn)行到 50Hz，經(jīng)過(guò)延時(shí)進(jìn)行切換，一臺(tái)工頻、一臺(tái)變頻運(yùn)行，目標(biāo)壓力為用戶(hù)設(shè)定壓力。通過(guò)觸摸屏可以查詢(xún)以及更改參數(shù)?？梢圆樵?xún)某一時(shí)間段的故障以及故障時(shí)間。觸摸屏還設(shè)計(jì)了手動(dòng)控制系統(tǒng)的啟停。
3、 方案確定
由于該無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備系統(tǒng)屬于成熟機(jī)的升級(jí)，客戶(hù)比較傾向于性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品。SIMATIC S7-200 SMART、SMART LINE、V20 作為西門(mén)子新一代研產(chǎn)品具有良好的性?xún)r(jià)比。SIMATIC S7-200 SMART、SMART700IE 本身具有集成的以太網(wǎng)口，既方便了技術(shù)人員的調(diào)試，又方便了設(shè)備連接到工廠的網(wǎng)絡(luò)上。SIMATIC S7-200 SMART 還有可擴(kuò)展的 RS485 接口，方便了現(xiàn)場(chǎng)通訊口使用。
4、 產(chǎn)品硬件配置
5、 軟件開(kāi)發(fā)
PLC 數(shù)字量輸入/輸出信號(hào)及模擬量輸入/輸出信號(hào)分配如下表
無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備操作方式：
a)、設(shè)備接通電源，SIMATIC S7-200 SMART 電源信號(hào)燈亮，SMART LINE 處于待機(jī)工作模式，系統(tǒng)通過(guò) SA1 分為手動(dòng)與自動(dòng)模式。
b)、SA1 轉(zhuǎn)換打到自動(dòng)模式：手動(dòng)模式是操作人員就地控制每臺(tái)水泵的啟停。手動(dòng)運(yùn)行可選擇為手動(dòng)變頻或者手動(dòng)工頻。手動(dòng)變頻運(yùn)行的時(shí)，只能運(yùn)行一臺(tái)水泵，需要操作人員通過(guò)電位器控制頻率的升降。
c)、SA1 轉(zhuǎn)換打到自動(dòng)模式：自動(dòng)模式又分為屏手動(dòng)與屏自動(dòng)。屏手動(dòng)是操作人員通過(guò) SMART LINE 控制相對(duì)應(yīng)的每臺(tái)泵的輸出。屏自動(dòng)控制需要操作人員把相關(guān)的參數(shù)設(shè)置完全,系統(tǒng)會(huì)判斷當(dāng)前的實(shí)際數(shù)值與操作員設(shè)置的數(shù)值進(jìn)行比較，判斷管網(wǎng)壓力是小于設(shè)定壓力還是高于設(shè)定壓力。
1)、正常啟動(dòng)
設(shè)定系統(tǒng)管網(wǎng)目標(biāo)壓力為 0.5MPA,系統(tǒng)屏控自動(dòng)運(yùn)行模式，變頻器無(wú)故障，進(jìn)水壓力 AIW2 實(shí)時(shí)采集進(jìn)水壓力信號(hào)，進(jìn)水壓力在正常范圍之內(nèi)。首先 S7-200 SMART 的 Q0.0 輸出，1#變頻接觸器動(dòng)作。延時(shí) Q0.4 輸出，控制變頻器啟動(dòng),AQW0 輸出(DC 0-10v)模擬信號(hào)控制變頻器頻率。如果變頻器運(yùn)行到 50HZ 后
2)、加泵過(guò)程
如果變頻器運(yùn)行到 50HZ 后，有 10S 延時(shí)判斷，系統(tǒng)壓力還是沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)壓力 0.5MPA, S7-200 SMART 停止 Q0.0 輸出，Q0.4 停止輸出，AQW0 停止輸出。延時(shí) 0.5S 啟動(dòng) Q0.1 輸出，1#工頻接觸器動(dòng)作。再延時(shí) 1.5S 啟動(dòng) Q0.2 輸出，2#變頻接觸器動(dòng)作，延時(shí) Q0.4 輸出，控制變頻器啟動(dòng)， AQW0 輸出(DC 0-10v)模擬信號(hào)控制變頻器頻率。直到出水壓力 AIW4 檢測(cè)到出水壓力等于設(shè)定壓力 0.5MPA，才停止繼續(xù)提升頻率，維持在 0.5MPA。
3)、減泵過(guò)程
出水壓力 AIW4 檢測(cè)到出水壓力高于設(shè)定壓力 0.5MPA 后，S7-200 SMART 將降低頻率，維持系統(tǒng)所設(shè)定的 0.5MPA，直到下限頻率，出水壓力還是高于設(shè)定壓力，S7-200 SMART 將延時(shí) 10S 停掉工頻所運(yùn)行的接觸器。S7-200 SMART 在進(jìn)行出水壓力 AIW4 與設(shè)定壓力比較，還是出水壓力 AIW4 高于設(shè)定壓力，S7-200 SMART 將進(jìn)入休眠延時(shí)，休眠延時(shí)時(shí)間到達(dá)后 S7-200 SMART 控制系統(tǒng)將停止運(yùn)行，處于待機(jī)狀態(tài)。等出水壓力 AIW4 低于 S7-200 SMART 系統(tǒng)的啟動(dòng)壓力，S7-200 SMART 系統(tǒng)將重復(fù)上面的動(dòng)作。
4)、其他
KY1、KY2 為 S7-200 SMART 系統(tǒng)備用的一套啟停信號(hào)，防止出水壓力 AIW4 失靈的時(shí)候保證系統(tǒng)正常的運(yùn)行。I0.1 是三相電力儀表故障輸出信號(hào)，三相電力儀表檢測(cè)到輸入電源的故障后把信號(hào)送到 S7-200 SMART，由 S7-200 SMART 確認(rèn)后發(fā)出報(bào)警信號(hào)或者送到上位機(jī)。
6、使用體會(huì)
經(jīng)過(guò)本次對(duì) SIMATIC S7-200 SMART、SMART LINE、V20 的配套使用。對(duì)西門(mén)子組合配套使用用了一些新的認(rèn)識(shí)。SIMATIC S7-200 SMART、SMART LINE、在功能上有了一定的提高。尤其是添加了以太網(wǎng)接口，方便了編程，通訊，性?xún)r(jià)比高。V20 的 MUDBUS 協(xié)議方便了通訊。
參考文獻(xiàn)
[1] SIMATIC S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)
（轉(zhuǎn)載）
