论文部分内容阅读
[摘 要]文章主要介绍了S7-200 PLC在600KW电加热器控制系统中的应用过程和使用现状。
[关键词]S7-200；MP277
中图分类号：TP273.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0113-01
前言
北方冬季采暖方式主要以集中供热为主，但某些地方由于各种原因需要采用电采暖。本系统是针对某地办公大楼的电加热供暖系统而设计并实施的。
一、 供暖系统工艺流程
相关说明：
1、 加热装置内安装电加热器12组，每组50KW。
2、 加热装置出水安装2台热水循环泵，保证热水循环。
3、 加热装置连接膨胀水箱，保证加热装置供水。
4、 二次网安装循环水泵2台。
5、 二次网安装补水泵2台。
6、 二次网安装泄压电磁阀1台。
二、 系统配置
系统配置的框图如图（2）所示。选用西门子公司的S7-200 PLC作为主控制器，选用西门子的MP277触摸屏作为人机接口，实现参数的修改和状态的显示。利用变频器实现水泵的驱动与速度调节。在加热装置内安装温度传感器采集加热装置实时温度；在加热装置内安装水位开关，避免加热装置出现干烧，在膨胀水箱安装水位开关，对加热装置缺水作出预报警。二次网回水安装温度和压力传感器，为二次网循环泵和补水泵调节提供依据。
人机接口：MP277 10寸触摸屏，与S7-200采用PPI通讯方式。
控制器：CPU226，24数字输入/16数字输出，配扩展模块对I/O进行扩展。
控制电路：二次网水泵采用变频方式拖动，靠转速调节二次网温度、压力；热水泵直接启动，靠加热器投入数量调节热水温度；加热器每组可单独投入或停止加热。
仪表：采用标准4～20mA输出。
远程通讯：安装有CP243-1，具有以太网通讯功能，通过大楼内网可在任何地方设置监控中心；同时具备RS485通讯接口，可配合GPRS方式将数据传输到任何有通讯信号覆盖的地方。
CPU226本身配有24DI/16DO，最大可配置128DI/128DO，32AI/28AO，连接7个扩展模块；配有2个串口，支持PPI、MPI、ModBus等多种通讯协议；可以连接以太网、Profibus等多种通讯扩展模块；每套系统允许使用一条加长I/0电缆；其编程软件STEP7-MicroWIN具有多种编程向导和预制程序库，可以使用户方便的完成PID、以太网通讯等程序的设计工作。
MP277是西门子的一款多功能触摸屏，支持PPI、MPI、以太网等多种通讯方式；可以连接西门子、AB、三菱等多种PLC；具有报警、报表等丰富的功能并且支持VB脚本的运行。是一款功能强大的触摸屏。
其他器件与本文所述无关，不在此介绍。
三、 系统实施
1、 硬件设计
根据实际点位需要，系统除CPU外配置EM223 16入/16出数字量扩展模块一台；配置EM235 4入/1出模拟量扩展模块3台；配置EM231 4入模拟量扩展模块1台，配置CP243-1通讯模块1台。为采集水泵电流信号，配置电流变送器6台。并根据实际需要完成图纸设计。
2、 程序设计
本系统程序分为PLC程序和触摸屏程序。
在进行PLC程序编制时，将程序细化为仪表读取计算、补水泵控制、循环泵控制、加热器控制、通讯等不同部分。充分利用西门子编程结构的特点。以太网通讯程序利用向导生成，配置时设置成仅允许控制中心计算机访问，避免恶意操作。RS485接口编程设置为ModBusRTU从站模式，并将数据直接付值给相应地址。只要将无线设备连接即可完成与远端无线监控中心的数据传递。编程时将以太网和RS485通讯的错误代码传递到触摸屏画面，便于远程通讯中断时快速定位故障点。二次循环泵设定最低频率为30HZ，手动设定输入超范围的数值时，自动调整该数值为最高或最低数值。将全部参数在数据块中设置初始数值，避免长时间停电后参数归零。
3、 设备调试与应用现状
经过调试设备满足用户需求，可以实现设计需求中所提出的全部要求。该设备现已在现场平稳运行将近3年时间。
四、 结束语
S7-200数据靠内部超级电容保持，理论数据保持时间为100小时。如果系统断电时间较长，重新使用前必须确认参数是否正确。应用户要求，系统未设置操作权限，必须严格管理现场操作权限及流程。
由于时间和精力所限，文章内容不当之处在所难免。望各位读者老师指正。
参考文献
[1] Siemens Energy & Automation， Inc. 《Help&Manual》.
[2] 西门子公司 《S7-200 可编程控制器系统手册》.
[关键词]S7-200；MP277
中图分类号：TP273.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0113-01
前言
北方冬季采暖方式主要以集中供热为主，但某些地方由于各种原因需要采用电采暖。本系统是针对某地办公大楼的电加热供暖系统而设计并实施的。
一、 供暖系统工艺流程
相关说明：
1、 加热装置内安装电加热器12组，每组50KW。
2、 加热装置出水安装2台热水循环泵，保证热水循环。
3、 加热装置连接膨胀水箱，保证加热装置供水。
4、 二次网安装循环水泵2台。
5、 二次网安装补水泵2台。
6、 二次网安装泄压电磁阀1台。
二、 系统配置
系统配置的框图如图（2）所示。选用西门子公司的S7-200 PLC作为主控制器，选用西门子的MP277触摸屏作为人机接口，实现参数的修改和状态的显示。利用变频器实现水泵的驱动与速度调节。在加热装置内安装温度传感器采集加热装置实时温度；在加热装置内安装水位开关，避免加热装置出现干烧，在膨胀水箱安装水位开关，对加热装置缺水作出预报警。二次网回水安装温度和压力传感器，为二次网循环泵和补水泵调节提供依据。
人机接口：MP277 10寸触摸屏，与S7-200采用PPI通讯方式。
控制器：CPU226，24数字输入/16数字输出，配扩展模块对I/O进行扩展。
控制电路：二次网水泵采用变频方式拖动，靠转速调节二次网温度、压力；热水泵直接启动，靠加热器投入数量调节热水温度；加热器每组可单独投入或停止加热。
仪表：采用标准4～20mA输出。
远程通讯：安装有CP243-1，具有以太网通讯功能，通过大楼内网可在任何地方设置监控中心；同时具备RS485通讯接口，可配合GPRS方式将数据传输到任何有通讯信号覆盖的地方。
CPU226本身配有24DI/16DO，最大可配置128DI/128DO，32AI/28AO，连接7个扩展模块；配有2个串口，支持PPI、MPI、ModBus等多种通讯协议；可以连接以太网、Profibus等多种通讯扩展模块；每套系统允许使用一条加长I/0电缆；其编程软件STEP7-MicroWIN具有多种编程向导和预制程序库，可以使用户方便的完成PID、以太网通讯等程序的设计工作。
MP277是西门子的一款多功能触摸屏，支持PPI、MPI、以太网等多种通讯方式；可以连接西门子、AB、三菱等多种PLC；具有报警、报表等丰富的功能并且支持VB脚本的运行。是一款功能强大的触摸屏。
其他器件与本文所述无关，不在此介绍。
三、 系统实施
1、 硬件设计
根据实际点位需要，系统除CPU外配置EM223 16入/16出数字量扩展模块一台；配置EM235 4入/1出模拟量扩展模块3台；配置EM231 4入模拟量扩展模块1台，配置CP243-1通讯模块1台。为采集水泵电流信号，配置电流变送器6台。并根据实际需要完成图纸设计。
2、 程序设计
本系统程序分为PLC程序和触摸屏程序。
在进行PLC程序编制时，将程序细化为仪表读取计算、补水泵控制、循环泵控制、加热器控制、通讯等不同部分。充分利用西门子编程结构的特点。以太网通讯程序利用向导生成，配置时设置成仅允许控制中心计算机访问，避免恶意操作。RS485接口编程设置为ModBusRTU从站模式，并将数据直接付值给相应地址。只要将无线设备连接即可完成与远端无线监控中心的数据传递。编程时将以太网和RS485通讯的错误代码传递到触摸屏画面，便于远程通讯中断时快速定位故障点。二次循环泵设定最低频率为30HZ，手动设定输入超范围的数值时，自动调整该数值为最高或最低数值。将全部参数在数据块中设置初始数值，避免长时间停电后参数归零。
3、 设备调试与应用现状
经过调试设备满足用户需求，可以实现设计需求中所提出的全部要求。该设备现已在现场平稳运行将近3年时间。
四、 结束语
S7-200数据靠内部超级电容保持，理论数据保持时间为100小时。如果系统断电时间较长，重新使用前必须确认参数是否正确。应用户要求，系统未设置操作权限，必须严格管理现场操作权限及流程。
由于时间和精力所限，文章内容不当之处在所难免。望各位读者老师指正。
参考文献
[1] Siemens Energy & Automation， Inc. 《Help&Manual》.
[2] 西门子公司 《S7-200 可编程控制器系统手册》.