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【摘 要】工業泵站是调动水利资源不可或缺的一部分，泵站工业化控制网络的建设凸显了重要作用。为了更好的对泵站内实施合理有效的维护管理，同时能够更好的提升泵站工作的效率，尽可能的减少泵站内工作人员工作任务，在工业化自动控制网络中成功运用了PLC S7-300，并取得了不错成绩。本文主要介绍了泵站自动化控制网络设计，西门子PLC 37-300控制级硬件设计，基于PLC 37-300软件设计开发。
【关键词】工业自动化；控制网络；PLC S7-300
伴随着我国不断提升的科技水平和持续增强的综合经济实力，在我国大力发展国民经济建设的时候，水力资源逐渐凸显出其在国民经济中的重要作用地位，我国对于建设水力工程也积极投入了大量的人力和物力，同时加强了经济投资的力度，充分合理的利用水利资源在我国现代化经济发展中显得至关重要，工业泵站是调动水利资源不可或缺的一部分，泵站工业化控制网络的建设凸显了重要的意义。为了更好的对泵站内实施合理有效的维护管理，同时能够更好的提升泵站工作的效率，尽可能的减少泵站内工作人员工作任务，工业自动化控制网络PLC S7-300经过一系列的研究调试工作，当前已经准备正式投入运行，其可靠性能获得了进一步的检验。本文主要介绍了泵站工业自动化控制网络中PLC S7-300设计研究过程。
１．泵站自动化控制网络设计
自动化监控泵站工程包含了630KW的四个水泵，另外还包括了与之配套使用的电气设备，例如变压器及其设备辅机，冷却系统等。为了能够实现自动化控制网络管理，根据PLC S7-300设计一套综合控制系统。按照工程具体要求，使用西门子PLC S7-300控制器作为现场控制级。系统PLC采用了分散分布方式的设计方法，也就是一台PLC对应较为单一的一类任务或是设备。此系统共包含PLC6台，利用工业以太网进行连接。其中PLC电气主要发挥长期监测站变、励磁变以及电气回路情况的作用，并且监督开关机时投退相应的设备。
2.西门子PLC 37-300控制级硬件设计
S7-300属于中小型模拟式的PLC，CPU、电源及其它模块都具有相对的独立性，利用总线U型在标准西门子S7-300轨道上固定CPU、电源及其它模块。每一个模块都具有一个连接总线装置，后者则是在各个模块的背后插入。电源模块总是在最左边的机架上安装，CPU模块紧跟在电源模块之后。右边的CPU是具有选择性的模块接口，假如仅仅使用导轨主架面而没有应用支架扩展则不能选择模块IM接口。编程S7组态软件主架硬件导轨时，CPU、电源和模块接口分别需要在1号槽、2号槽和3号槽的导轨放置，一条导轨总共包含11个号槽；其中4到11号槽都能够放置除了电源、CPU之外的模块。模块CPU是核心控制系统，主要肩负着控制中心的责任，执行并且存储程序，充分完成实现通信功能，提升总线5V电源。在大量生产中需要利用PLC控制测量连续变化的模拟量。有些属于非电量，例如压力、温度等，有些属于强电量，例如电压、电流等。变送器的作用就是将电量或是非电量成功转变为量程标准的直流电压与电流。
PLC 37-300是西门子公司设计的可编程微型控制器。它的特点是具有强大的功能、较快的速度、模块化处理、无排风扇构成、分布易于实现、较强的可扩展性、方便用户等。主要应用于快速的过程处理或者是有特殊数据处理需求的中小控制规模系统。S7-300可编程控制器主要包含电源、中央单元处理、信号功能模板、处理通讯器等。S7-300可以通过录入采集模板数字模拟信号，经过CPU实施的逻辑数值运算之后，利用模板输出驱动器完成自动监控水泵机组。可是因为绝大部分执行器件使用的是交直流220V对电源进行控制，并且具有比较大的驱动电流，造成了输出数字模块PLC的带载能力较低。因此需要增加继电器来完成电压之间的转换。这样一来，输出数字将通过开关24V电源、继电器线圈以及输出数字模块组成回路，进而对继电器开关情况实施控制以便能够顺利展开监控工作。除此之外，PLC也可以实施数据采集利用局域网将其传送至管理集中操作级，以便能够按照各个需求充分完成对应的记录、分析以及显示、控制等功能。
3.基于PLC 37-300软件设计开发
3.1开发软件基本环境和步骤
PLC S7-300设计程序开发程序可以利用STEP7来完成。STEP7是用于编程的专门软件应用包，同时辅助软件组态，它是专门针对处理通讯器实施驱动以及提供组态的应用软件。其基本编程步骤包括：(1)工作站的生成与程序CPU项目；(2)数据输入选择的方法是梯形图录入法；(3)符号名需指定。也就是说数据存取可以利用绝对地址，也可以利用符号地址。绝对地址是指利用变量编辑对表实施确定，符号地址则是指利用符号编辑表实施确定；(4)S7-300配置模块结构；(5)CPU配置间通信；(6)程序装入，也就是下载到CPU；(7)对程序实施调试，STEP7能够再现提供应用调试程序功能；(8)对CPU程序状态实施监视。状态显示或是变量修改，同时也可以充分显示循环扫描时间以及寄存器诊断等。
3.2实现程序应用
按照操作设备的具体程序，可以将应用PLC程序分成相应的几个重要模块。投入战备应用模块，主要功能是开机机组之前总体泵站的前期准备工作，包含高压合主变侧开关，低压合主变侧开关，高压合励磁变侧开关等相关操作。投入备用主机，其主要功能是做好水泵开机前自身的准备工作，也就是检测励磁通讯状态、水电磁阀的冷却、检测油压等。开机主机，主要发挥了油闸开加的功能，包含了开关合主电机、定子电流实施的检测等，假如出现较高的电流，则需要退出并且报警。除此之外，还应根据具体情况调整功率检测因数。运行主机程序，这部分主要是对运行主机状态实施检测，出现不正常现象则需要报警。停机主机程序，包含断开主机断路器，水电磁阀的冷却等。推出备用主机，主要功能是加油阀关断与防洪门关闭。以上模块仅与一个调度命令相对应，按照顺序进行控制流程。当一个模块操作符合要求并且执行完毕对应操作之后，同时程序PLC设置一个成功或者是失败的标志之后，才能执行下一个模块。
4.结束语
西门子PLC S7-300工业自动化控制网络设计方案充分满足了泵站的控制相关要求，因为它充分利用了计算机网络和PLC的优点。为实施控制系统的全面管理提供了良好的工作界面。利用西门子PLC S7-300充分完成了控制级现场，其特点是相对简单的PLC功能，比较容易的调试安装，并且故障产生时比较容易发现，与此同时，因为此系统中PLC一台出现问题并不会牵连其它的正常工作的PLC，因此此系统具有更高的可靠性及互换设备功能。 [科]
【参考文献】
［１］王瑞，许晓平.基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计[J].机械工程与自动化，2009，(1).
［２］常晓玲．电气控制系统与可编程控制器[M]．北京：机械工业出版社，2009.
【关键词】工业自动化；控制网络；PLC S7-300
伴随着我国不断提升的科技水平和持续增强的综合经济实力，在我国大力发展国民经济建设的时候，水力资源逐渐凸显出其在国民经济中的重要作用地位，我国对于建设水力工程也积极投入了大量的人力和物力，同时加强了经济投资的力度，充分合理的利用水利资源在我国现代化经济发展中显得至关重要，工业泵站是调动水利资源不可或缺的一部分，泵站工业化控制网络的建设凸显了重要的意义。为了更好的对泵站内实施合理有效的维护管理，同时能够更好的提升泵站工作的效率，尽可能的减少泵站内工作人员工作任务，工业自动化控制网络PLC S7-300经过一系列的研究调试工作，当前已经准备正式投入运行，其可靠性能获得了进一步的检验。本文主要介绍了泵站工业自动化控制网络中PLC S7-300设计研究过程。
１．泵站自动化控制网络设计
自动化监控泵站工程包含了630KW的四个水泵，另外还包括了与之配套使用的电气设备，例如变压器及其设备辅机，冷却系统等。为了能够实现自动化控制网络管理，根据PLC S7-300设计一套综合控制系统。按照工程具体要求，使用西门子PLC S7-300控制器作为现场控制级。系统PLC采用了分散分布方式的设计方法，也就是一台PLC对应较为单一的一类任务或是设备。此系统共包含PLC6台，利用工业以太网进行连接。其中PLC电气主要发挥长期监测站变、励磁变以及电气回路情况的作用，并且监督开关机时投退相应的设备。
2.西门子PLC 37-300控制级硬件设计
S7-300属于中小型模拟式的PLC，CPU、电源及其它模块都具有相对的独立性，利用总线U型在标准西门子S7-300轨道上固定CPU、电源及其它模块。每一个模块都具有一个连接总线装置，后者则是在各个模块的背后插入。电源模块总是在最左边的机架上安装，CPU模块紧跟在电源模块之后。右边的CPU是具有选择性的模块接口，假如仅仅使用导轨主架面而没有应用支架扩展则不能选择模块IM接口。编程S7组态软件主架硬件导轨时，CPU、电源和模块接口分别需要在1号槽、2号槽和3号槽的导轨放置，一条导轨总共包含11个号槽；其中4到11号槽都能够放置除了电源、CPU之外的模块。模块CPU是核心控制系统，主要肩负着控制中心的责任，执行并且存储程序，充分完成实现通信功能，提升总线5V电源。在大量生产中需要利用PLC控制测量连续变化的模拟量。有些属于非电量，例如压力、温度等，有些属于强电量，例如电压、电流等。变送器的作用就是将电量或是非电量成功转变为量程标准的直流电压与电流。
PLC 37-300是西门子公司设计的可编程微型控制器。它的特点是具有强大的功能、较快的速度、模块化处理、无排风扇构成、分布易于实现、较强的可扩展性、方便用户等。主要应用于快速的过程处理或者是有特殊数据处理需求的中小控制规模系统。S7-300可编程控制器主要包含电源、中央单元处理、信号功能模板、处理通讯器等。S7-300可以通过录入采集模板数字模拟信号，经过CPU实施的逻辑数值运算之后，利用模板输出驱动器完成自动监控水泵机组。可是因为绝大部分执行器件使用的是交直流220V对电源进行控制，并且具有比较大的驱动电流，造成了输出数字模块PLC的带载能力较低。因此需要增加继电器来完成电压之间的转换。这样一来，输出数字将通过开关24V电源、继电器线圈以及输出数字模块组成回路，进而对继电器开关情况实施控制以便能够顺利展开监控工作。除此之外，PLC也可以实施数据采集利用局域网将其传送至管理集中操作级，以便能够按照各个需求充分完成对应的记录、分析以及显示、控制等功能。
3.基于PLC 37-300软件设计开发
3.1开发软件基本环境和步骤
PLC S7-300设计程序开发程序可以利用STEP7来完成。STEP7是用于编程的专门软件应用包，同时辅助软件组态，它是专门针对处理通讯器实施驱动以及提供组态的应用软件。其基本编程步骤包括：(1)工作站的生成与程序CPU项目；(2)数据输入选择的方法是梯形图录入法；(3)符号名需指定。也就是说数据存取可以利用绝对地址，也可以利用符号地址。绝对地址是指利用变量编辑对表实施确定，符号地址则是指利用符号编辑表实施确定；(4)S7-300配置模块结构；(5)CPU配置间通信；(6)程序装入，也就是下载到CPU；(7)对程序实施调试，STEP7能够再现提供应用调试程序功能；(8)对CPU程序状态实施监视。状态显示或是变量修改，同时也可以充分显示循环扫描时间以及寄存器诊断等。
3.2实现程序应用
按照操作设备的具体程序，可以将应用PLC程序分成相应的几个重要模块。投入战备应用模块，主要功能是开机机组之前总体泵站的前期准备工作，包含高压合主变侧开关，低压合主变侧开关，高压合励磁变侧开关等相关操作。投入备用主机，其主要功能是做好水泵开机前自身的准备工作，也就是检测励磁通讯状态、水电磁阀的冷却、检测油压等。开机主机，主要发挥了油闸开加的功能，包含了开关合主电机、定子电流实施的检测等，假如出现较高的电流，则需要退出并且报警。除此之外，还应根据具体情况调整功率检测因数。运行主机程序，这部分主要是对运行主机状态实施检测，出现不正常现象则需要报警。停机主机程序，包含断开主机断路器，水电磁阀的冷却等。推出备用主机，主要功能是加油阀关断与防洪门关闭。以上模块仅与一个调度命令相对应，按照顺序进行控制流程。当一个模块操作符合要求并且执行完毕对应操作之后，同时程序PLC设置一个成功或者是失败的标志之后，才能执行下一个模块。
4.结束语
西门子PLC S7-300工业自动化控制网络设计方案充分满足了泵站的控制相关要求，因为它充分利用了计算机网络和PLC的优点。为实施控制系统的全面管理提供了良好的工作界面。利用西门子PLC S7-300充分完成了控制级现场，其特点是相对简单的PLC功能，比较容易的调试安装，并且故障产生时比较容易发现，与此同时，因为此系统中PLC一台出现问题并不会牵连其它的正常工作的PLC，因此此系统具有更高的可靠性及互换设备功能。 [科]
【参考文献】
［１］王瑞，许晓平.基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计[J].机械工程与自动化，2009，(1).
［２］常晓玲．电气控制系统与可编程控制器[M]．北京：机械工业出版社，2009.