西门子自动化产品在大庆龙凤热电厂至乘风庄地区热网调度系统中的应用

大庆龙凤热电厂至乘风庄地区热网调度系统是采用西门子自动化产品的一个较典型的应用。各个热力站采用TP27和CPU314的MPI方式通信，调度中心为两台互为备用的工控机，CPU315以MPI通讯。热力站的数据通过CP340及MODEM利用电话线进行上传，调度中心的CPU315通过CP340接收由MODEM传下来的数据。数据为双向传输，这就实现了调度中心对各个热力站的重要运行参数如温度、压力、流量进行实时监控，各种报警信息的及时反馈和各种调度指令的快速下达，克服了利用传统电话进行信息交流的繁琐，受外界因素影响及信息记录不完全等缺点。
　　中心调度站上位软件采用WINCC，实现的功能详见用户手册。
　　本系统应用近半年，用户反应良好。
　　我公司针对油田污水处理站专门开发了一套污水处理控制系统，系统中的控制器由西门子PLC和OP37构成，通讯方式为MPI，管理器为安装WINCC软件的工业计算机。就地控制器安装在现场，控制监测现场设备运行，中央控制器负责对各就地控制器所控制的罐体进行反冲洗控制。就地控制器与中央控制器间的通信采用Profibus－FDL方式，管理器和控制器间为Profibus通讯(5412卡)。此系统已在大庆石油管理局多处污水处理站投入运行，用户反映良好。
1 系统结构
　　本系统由就地控制器(WSK—100—01)、中央控制器(WSK—100—02或WSK—100—03)、上位机管理器(WSK—100—10)三部分组成，每一部分既可独立安装、运行和操作、又能集中管理，连锁运行，这样即分散了控制，又集中了管理，提高了整个系统的可靠性、实时性。
1.1 WSK—100污水控制系统是根据工艺要求由若干个WSK—100—01就地控制器、一个WSK—100—02(03)中央控制器和一个WSK—100—10管理器组成的。各个控制器之间，控制器与管理器之间通过ProfiBus通信协议相连并有机组合起来，
1.2 WSK—100—01，WSK—100—02，WSK—100—03等控制器均由西门子S7—300模块化可编程控制器和OP37操作员面板组成，OP37通过SIEMENS标准NETMPI网同S7—300相连，其危险场所仪表均通过MTL隔离安全栅同系统相接。
1.3 WSK—100—10管理器由工业PC机(CPU－Intel pentium MMX166、32M内存、2.1G硬盘、两个RS—232串口、一个LPT并口)、键盘、鼠标、20寸显示器、打印机、通讯卡、MODEM(可选)、霍尼韦尔操作台组成。2 技术条件
2.1信号类型
　　.模拟量输入信号：4—20mA四线制，二线制
.开关量输入信号：DC24V
　　.模拟量输出信号：4—20mA
　　.开关量输出信号：继电器结点
　　.脉冲信号：(24V200KHZ，5V500KHz)
　　注：具体可接信号参见附录(三)端子接线图。
2.2 通信协议
　　.西门子MPI(187.5Kbps)多点通信协议。
　　.工业现场总线PROFIBUS通信协议。
2.3 防护等级IP44。
2.4 使用环境
　　.温度：0～60℃　
　　.湿度：5～95％，无凝露。
　　.振动：10～58HZ恒定振幅0.075mm;
58～150Hz恒定加速度1g。
　　3 系统功能
3.1 WSK—100—01就地控制器，能够完成两个滤灌的正常过滤控制、反冲洗控制功能，工艺要求具体如下：
　　.上下进水流量的分配为1.5∶1，通过数字PID的调节(算法详见附录二)使其扰动后60秒以内达到稳定，且静差小于1％。
　　.自动反冲洗流程的进入：通过本控制器或WSK—100—02(WSK—100—03)控制器上的操作员面板或WSK—100—10管理器进行。当反冲洗结束时自动返回正常工作状态。
　　.手动、自动无扰切换。
　　.可手动操作阀门，对所控制的阀门出现故障进行报警。
3.2 WSK—100—02标准型中央控制器能够完成反冲洗、回收水池液位、污水缓冲灌液位等的监控及管理等功能，具体如下：
　　.对过滤水进水总流量进行设定，将其平均分配到1＃，2＃……等滤灌，且在反冲洗时重新进行流量分配，保证总流量不变。
　　.自动控制反冲洗，其中包括单罐反冲、所有一次滤罐或所有二次滤罐反冲、全部反冲、定时反冲等。
　　.反冲洗方式分PID流量控制和阀位控制反冲洗两种。
　　.回收水池液位自动控制。
　　.污水缓冲罐液位自动控制。
　　.反冲洗罐液位自动控制。
　　.手自动无扰切换。
　　.手动控制所有的阀和泵。
　　.液位超限，阀、泵故障报警。
3.3 WSK—100—03增强型中央控制器除具有WSK—100—02中央控制器的功能外，增加了反冲洗缓冲罐液位控制，沉降罐的液位和多个单阀滤罐液位显示报警，多处流量的显示，以适应常规污水处理。
3.4WSK—100—10上位机管理器，硬件采用Intel工业控制计算机，软件采用德国SIEMENS公司新一代的基于Windows95和Windows NT的开放过程监控系统WINCC进行组态。它是充分利用了操作平台全部重要的监视与控制功能及其开放的系统结构，根据污水处理站的控制特点，结合污水深度处理的工艺要求的过程显示控制系统。它具有显示现场设备状态的丰富画面，提示各种故障、事件信息，记录重要量值的历史趋势曲线等功能。
4 系统使用
　　本系统的操作员监控是通过WSK—100—01(02，03)控制器上的OP37操作员面板和WSK—100—10管理器上的工业控制计算机来进行，对OP37的操作通过其上的32个系统键和20个已经定义过的功能键来实现，通过WSK—100—01控制器上的OP37可以控制相对应的一个一次滤罐和一个二次滤罐，WSK—100—02(03)上的OP37则可以监控所有滤罐的反冲洗过程和常规污水处理过程。通过WSK—100—10上的工业控制计算机可以监控所有滤罐的状态并管理全站与污水处理的有关数据。
产品配置:
由就地控制器(WSK—100—01)、中央控制器(WSK—100—02或WSK—100—03)、上位机管理器(WSK—100—10)三部分组成
适用领域及情况:
热电厂至热网调度系统