S7-200 PLC在鐵路供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、概述

　　某鐵路供水系統(tǒng)由分布在十幾公里內(nèi)10個深井取水泵站、4個增壓泵站、多個儲水池、水塔及用戶管網(wǎng)組成。整個供水系統(tǒng)的高低落差達(dá)150米，由于供水系統(tǒng)的組成及地形結(jié)構(gòu)的特殊性，過去人工監(jiān)控，給生產(chǎn)管理、供水調(diào)度帶來諸多不便。

　　實(shí)施了微機(jī)監(jiān)控后，它能實(shí)時監(jiān)測供水系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)（如壓力、流量、水位、電壓、電流等），控制深井泵、增壓泵的開停，監(jiān)視泵機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，同時提供生產(chǎn)管理所需的報表、曲線、數(shù)據(jù)查詢等功能。它的運(yùn)行對供水系統(tǒng)的安全生產(chǎn)、科學(xué)調(diào)度有著重要的意義。

二、系統(tǒng)組成

　　微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)、分布式無線實(shí)時監(jiān)控方式（簡稱SCADA），如圖1 所示。

　　系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、無線通信系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控終端、傳感器及儀表四部分組成。

　　監(jiān)控中心：由微機(jī)、無線數(shù)傳機(jī)、全向天線、模擬屏及UPS組成，主要完成各現(xiàn)場終端數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、監(jiān)測、控制、數(shù)據(jù)存儲、打印報表、數(shù)據(jù)查詢等功能。

　　無線通信系統(tǒng)：監(jiān)控中心與各泵站終端之間采用無線方式通訊。監(jiān)控中心為主動站，其它終端副站為被動從站，該系統(tǒng)采用無線電管理委員會給定的數(shù)據(jù)頻率，以一點(diǎn)對多點(diǎn)的方式與從站通訊，監(jiān)控中心為全向天線，各副站為定向天線。

　　現(xiàn)場監(jiān)控終端：核心為PLC，是一個智能設(shè)備，它有自己的CPU和控制軟件，主要完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲、報警、控制等功能，并通過無線信道與監(jiān)控中心微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)監(jiān)控中心的命令分別完成系統(tǒng)自檢、數(shù)據(jù)傳送、控制輸出等任務(wù)。

　　傳感器及儀表：是PLC監(jiān)測現(xiàn)場信號的“眼睛”，現(xiàn)場所有信號都需經(jīng)過傳感器及儀表的轉(zhuǎn)換，才能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，被PLC終端所接受。系統(tǒng)主要測量電壓、電流、液位、壓力、流量及耗電量等參數(shù)。

三、現(xiàn)場PLC終端

　　現(xiàn)場PLC監(jiān)控終端是工業(yè)現(xiàn)場與監(jiān)控中心之間的橋梁紐帶，一方面它采集現(xiàn)場儀表、變送器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信號，另一方面它又與監(jiān)控中心通訊，執(zhí)行有關(guān)命令?，F(xiàn)場終端一般無人值守。因此，終端機(jī)的性能和質(zhì)量對系統(tǒng)的可靠性影響很大。經(jīng)充分論證，選用西門子S7-200系列PLC作現(xiàn)場終端具有較高的性能價格比，它具有體積小、易擴(kuò)展、性能優(yōu)等特點(diǎn)，非常適合小規(guī)模的現(xiàn)場監(jiān)控。

　　1、PLC硬件設(shè)計

　　現(xiàn)場某一終端需測控開關(guān)輸入信號12路，開關(guān)輸出信號14路，模擬量輸入信號9路。因此，我們選用S7-214基本單元，一塊繼電器輸出擴(kuò)展單元（EM222），三塊模擬輸入擴(kuò)展單元（EM231）。這樣系統(tǒng)共有開關(guān)輸入14路，開關(guān)量輸出18路，模擬量輸入信號9路，滿足現(xiàn)場要求。