淺談供水系統(tǒng)中溫度監(jiān)控程序的設計

林偉宏 湛江市鑒江供水營運有限公司

淺談供水系統(tǒng)中溫度監(jiān)控程序的設計

林偉宏 湛江市鑒江供水營運有限公司

供水系統(tǒng)在人們生活和工業(yè)應用當中是必不可少的。隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對供水系統(tǒng)的質量和可靠性的要求越來越高。本文就湛江市鑒江供水采用的供水系統(tǒng)，簡述該系統(tǒng)在生產運營中，運用溫度監(jiān)控程序，提高管理效率，保障安全、穩(wěn)定供水。

供水系統(tǒng) 溫度監(jiān)控程序 安全供水

1 背景簡介

寶鋼湛江鋼鐵有限公司是寶鋼股份的全資子公司，位于廣東省湛江市東海島工業(yè)園區(qū)，是寶鋼為滿足我國華南及東南亞地區(qū)市場需求而設立的現(xiàn)代化大型國有鋼鐵企業(yè)，如何保障寶鋼的安全穩(wěn)定用水，成為了鑒江供水公司的重要任務。

湛江市鑒江供水公司現(xiàn)通過供水系統(tǒng)為東海島工業(yè)園區(qū)及生活區(qū)供水，現(xiàn)設計飲水規(guī)模5.0m3/s，裝機4臺（3用1備），單泵設計流量1.68m3/s，年供水量為1.58億m3。

2 溫度監(jiān)控程序的初衷

供水系統(tǒng)又稱為供水設備，是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流量，而專門研發(fā)設計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設備。供水系統(tǒng)一般由水泵機組，變頻控制柜，壓力傳感器和一些輔件構成（如圖1顯示）。

在供水設備中電機內有繞組溫度等，軸承溫度等傳感器對電機進行監(jiān)控，考慮到電機散熱主要靠鼓風機散熱，為了更好地保護電機及變頻器等發(fā)熱量高的設備及部件，決定對供水設備增加一套溫度監(jiān)控程序，做到雙保險，通過計算機不斷監(jiān)控關鍵部位的溫度，提高供水設備的安全性能，保障寶鋼的穩(wěn)定用水。

3 溫度監(jiān)控程序的實施步驟

3.1 軟硬件支持

程序設計時，采用的硬件有S7-300系統(tǒng)，因為這種系統(tǒng)適用于中等性能的控制要求，且有很高的電磁兼容性和抗振動、抗沖擊能力，可以用于惡劣環(huán)境條件下的溫度范圍為-25～+70℃，有更強的耐振動和耐污染性能。編程軟件上使用的是STEP 7和WINAC，STEP 7對所有的SIMATIC部件（包括PLC、遠程I/O、HMI、驅動裝置和通信網絡等）進行硬件和通信連接組態(tài)、參數(shù)設置和編程，還有測試、啟動、維護、文件建檔、運行和診斷等功能。WINAC在PC（個人計算機）上實現(xiàn)了PLC的功能，突破了傳統(tǒng)PLC開放性差、硬件昂貴、開發(fā)周期長、升級困難等束縛，可以實現(xiàn)控制、數(shù)據(jù)處理、通信、人機界面等功能。

3.2 設計思路

第一步：先新建一個項目，項目包括了自動控制系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)，項目是以分層結構保存對象數(shù)據(jù)的文件夾，項目對象包括站對象和網絡對象，站對象包含硬件、CPU和CP，CPU對象包含S7程序和連接對象，S7程序對象包含源文件、塊和符號表。生成程序時自動生成一個空的符號表。塊對象包含程序塊、用戶定義的數(shù)據(jù)類型（UDT）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和調試程序用的變量表(VTA)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)用來保存和下載系統(tǒng)硬件組態(tài)和網絡組態(tài)的信息。程序塊包括邏輯塊（OB、FB、FC、SFB、SFC）和數(shù)據(jù)塊（DB），需要把它們下載到CPU，用于執(zhí)行自動控制任務。生成項目時在塊文件夾自動生成一個空的組織塊OB1，其他塊對象是用戶生成的。

第二步：要實現(xiàn)溫度監(jiān)控控制的話，在S7中可以采用幾種辦法，但是都離不開模擬數(shù)據(jù)的轉換（需用到FC105功能塊），在這里用一種簡單的方法舉例說明。

圖2

見圖2，PIW100為溫度器傳感器輸出端接入AI（模擬量輸入）模塊的地址，溫度傳感器工作電壓為24V，輸出電流為4～20mA，默認溫度范圍0～100攝氏度，故在程序中，根據(jù)溫度傳感器輸出的電流（PIW100），設置范圍（如圖2中LO_LIM及HI_LIM所示）即0至100攝氏度，程序通過計算，在輸出OUT端（地址為DB7.DBD0）顯示出實際溫度計顯示的溫度。

圖3

見圖3，使用一個比較程序（CMP>R），現(xiàn)假設溫度超過所設定的70攝氏度時，則輸出報警信號M100.1。報警信號可以在人機界面出顯示出來，提示中控人員及時作出反應。

圖4

見圖4，當出現(xiàn)報警后，則給出一個輸出信號Q100.0，輸出信號可接現(xiàn)場的降溫設備。以變頻柜舉例，溫度超過設定值，出現(xiàn)報警后，變頻柜內部的降溫抽風系統(tǒng)將運行，可短時間將溫度降下來，從而確保了變頻柜的安全使用。

4 結語

鑒江公司的供水系統(tǒng)，使用功率較大，發(fā)熱量高，單靠運行人員的巡檢，不一定能夠察覺設備的異常變化。通過增加的溫度監(jiān)控程序，具有幾點優(yōu)勢：

①可以提高運行人員的工作效率。

②監(jiān)視供水系統(tǒng)的重點部位，降低設備的故障率。

③保障對寶鋼的安全穩(wěn)定供水。

隨著計算機技術的發(fā)展，智能化水平的提高，在工業(yè)制造業(yè)中越來越多的智能化設備代替高強度的勞動力。通過不斷完善控制程序，供水系統(tǒng)的安全運行必將更上一個臺階。

[1]廖常初.S7-300/400 PLC應用技術[V],北京：機械工業(yè)出版社,2008.5

林偉宏（1984—），性別：男，民族：漢，工作單位：廣東省湛江市鑒江供水營運有限公司（職位：生產運營部部長），學歷：本科，職稱：計算機工程師，研究方向：計算機控制及優(yōu)化。