一 前言
　　水制備系統(tǒng)包括純化水處理（二級(jí)反滲透）和注射水制備系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展畦怒，人們對(duì)水質(zhì)（包括醫(yī)用水和飲用水）的要求也越來(lái)越高翩愧。因此，近幾年凈水及制水設(shè)備的更新和改造的步伐發(fā)展非澄福快旬敞，為了得到合格的純化水，對(duì)水處理設(shè)備的自動(dòng)化要求也越來(lái)越高单葡。本文介紹一種以軟PLC為主站深境，以S7-200系列的PLC為從站的全自動(dòng)水制備控制系統(tǒng)，這是西門(mén)子WinAC和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在純化水處理和制備領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例祥扒。

　　二 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　1. 控制對(duì)象
　　該水制備系統(tǒng)由兩部分組成：反滲透純水系統(tǒng)和注射水制備系統(tǒng)草仪。
　　反滲透純水系統(tǒng)包括一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透鼻蟆。主要控制對(duì)象有原水閥振害、原水泵、砂濾后水控溫閥匀油、一級(jí)RO進(jìn)水閥缘缚、一級(jí)高壓泵勾笆、一級(jí)RO沖洗閥、一級(jí)PW回流/出水閥桥滨、二級(jí)高壓泵窝爪、二級(jí)RO沖洗閥、二級(jí)PW回流/出水閥齐媒、純水泵蒲每、藥洗泵、計(jì)量泵等喻括。輸入監(jiān)控點(diǎn)有2個(gè)電導(dǎo)率（水質(zhì)監(jiān)測(cè)）邀杏、2個(gè)流量、1個(gè)pH值唬血、3個(gè)水箱液位望蜡、2個(gè)溫度點(diǎn)以及故障信號(hào)等。
　　注射水制備系統(tǒng)包括1個(gè)蒸餾水機(jī)拷恨、2個(gè)PID調(diào)節(jié)回路脖律。主要控制對(duì)象有原料水進(jìn)口閥、注射水出口閥漩叶、純蒸汽出口閥苹衰、注射水泵、原料水泵狞朦、冷卻水泵婉饼、回收
冷凝水泵、蒸汽調(diào)節(jié)閥和冷卻水調(diào)節(jié)閥等拉盘。輸入監(jiān)控點(diǎn)有1個(gè)電導(dǎo)率（水質(zhì)監(jiān)測(cè)）序敷、1個(gè)流量、3個(gè)水箱液位当糯、8個(gè)溫度點(diǎn)以及故障信號(hào)等赋昔。
　　2.控制流程
　　系統(tǒng)分5個(gè)控制回路：（1）原水控制回路：自來(lái)水通過(guò)原水閥進(jìn)入原水箱，原水閥的開(kāi)/關(guān)由原水箱的高低液位來(lái)控制捧练；（2）一級(jí)純化水控制回路：原水箱的水通過(guò)原水泵進(jìn)入砂濾亮绢、碳濾和精濾，再由一級(jí)高壓泵送入一級(jí)RO裝置风居，經(jīng)過(guò)一級(jí)RO處理過(guò)的純化水檢驗(yàn)合格進(jìn)入中間水箱俘戈，不合格則回到原水箱；（3）二級(jí)純化水控制回路：中間水箱的水通過(guò)二級(jí)高壓泵送入二級(jí)RO裝置净响，經(jīng)過(guò)二級(jí)RO處理過(guò)的純化水經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)入純水箱少欺，不合格則回到中間水箱；（4）純化水使用點(diǎn)控制回路：純水箱中的純化水通過(guò)純水泵送到各使用點(diǎn)和原料水箱馋贤，根據(jù)各使用點(diǎn)的用水量和原料水箱的液位控制純水泵赞别；（5）注射用水控制回路：原料水箱中的純化水通過(guò)原料水泵送入蒸餾水機(jī)畏陕，生成注射用水，經(jīng)電導(dǎo)儀檢驗(yàn)仿滔，合格的進(jìn)入注射用水水箱惠毁，不合格的則流到回收水箱。

　　三 控制系統(tǒng)的構(gòu)成
　　1. 系統(tǒng)配置框圖
　　控制系統(tǒng)由一臺(tái)工控機(jī)配CP5613通信卡和WinAC軟PLC為主站崎页，以S7-200 系列的PLC為從站鞠绰。該系統(tǒng)的配置框圖如圖1所示。

　　2. 系統(tǒng)配置特點(diǎn)
　　根據(jù)這種水制備系統(tǒng)的技術(shù)要求飒焦，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制采用S7-200系列PLC——CPU226和CPU224洞豁，再加擴(kuò)展模塊EM222、EM231和EM232荒给，通過(guò)EM277從站模塊，作為從站上掛到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)候榨。這樣的配置成本較低哗缀，從站可以不依賴(lài)于主站獨(dú)立運(yùn)行。上位機(jī)監(jiān)控采用WinAC軟PLC作主站琅芍，用微軟的Visual Basic（VB）或西門(mén)子的ProTool/Pro軟件開(kāi)發(fā)監(jiān)控畫(huà)面板蜻，這符合水制備系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制和動(dòng)態(tài)監(jiān)視要求，實(shí)現(xiàn)過(guò)程也比較容易甸垄，因?yàn)橹鲝腜LC之間的通信接口可通過(guò)WinAC實(shí)現(xiàn)捺盖，而無(wú)須費(fèi)力去開(kāi)發(fā)。

　　四 控制系統(tǒng)的功能與自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)
　　1. 系統(tǒng)功能
　　運(yùn)行方式：自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)操作疤嘴。用戶(hù)界面：系統(tǒng)提供友好的用戶(hù)界面和方便的操作按鈕融唬。實(shí)時(shí)監(jiān)控：動(dòng)態(tài)顯示水箱的液位、泵閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)住卿、模擬水流芋困、水質(zhì)、溫度矫迹、pH值利术、液位、瞬時(shí)流量和積算流量等低矮，并根據(jù)液位印叁、流量和水質(zhì)的情況自動(dòng)控制泵閥的開(kāi)關(guān)、流量的大小和出口回流等军掂。報(bào)警功能：系統(tǒng)有自動(dòng)報(bào)警功能轮蜕，并能記錄故障的時(shí)間、原因等信息蝗锥。打印輸出：系統(tǒng)能定時(shí)或?qū)崟r(shí)打印出故障信息肠虽、水箱液位幔戏、流量、水質(zhì)税课、溫度等信息闲延。保存數(shù)據(jù)：系統(tǒng)具有保存數(shù)據(jù)和與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的功能。在線(xiàn)幫助：系統(tǒng)提供完備的在線(xiàn)幫助信息韩玩，操作員遇到問(wèn)題時(shí)能及時(shí)得到幫助和指導(dǎo)垒玲。
　　2. WinLC組態(tài)及編程
　　用STEP編程軟件組態(tài)軟PLC主站和EM277從站的配置，并對(duì)主機(jī)編程找颓。該程序主要是處理主站的應(yīng)用程序（用戶(hù)界面）與實(shí)時(shí)控制的從站PLC之間的數(shù)據(jù)信息交換参七、報(bào)警事件的處理、兩個(gè)從站之間的運(yùn)行協(xié)調(diào)和一些運(yùn)行參數(shù)的存儲(chǔ)等狱诊，WinLC主機(jī)配置組態(tài)如圖2所示村次。

　　a. 上位機(jī)應(yīng)用程序
　　用Visual Basic高級(jí)語(yǔ)言或ProTool/Pro組態(tài)軟件設(shè)計(jì)友好的用戶(hù)界面和監(jiān)控畫(huà)面，通過(guò)WinLC主機(jī)件策，向Profibus-DP上的EM277從站（S7-200系列PLC）發(fā)送命令痒弃，同時(shí)讀取從站PLC監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、模擬量采樣數(shù)據(jù)和報(bào)警信息等巩樟。根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)仆扰，系統(tǒng)在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)水制備裝置的運(yùn)行情況，包括水流方向艰捶、水箱液位祟放、電導(dǎo)率、pH值伤主、流量衡喧、溫度和泵閥的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)等。一旦發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警信息玫氢，系統(tǒng)即顯示明顯的警示畫(huà)面着茸，通過(guò)WinLC主機(jī)向各從站PLC發(fā)出停機(jī)命令，保存并記錄故障發(fā)生的時(shí)間琐旁、方位和原因等原始數(shù)據(jù)涮阔。上述程序還可以根據(jù)用戶(hù)要求保存所需要的歷史數(shù)據(jù)，定時(shí)灰殴、實(shí)時(shí)（如故障信息）或按操作鍵打印所需的數(shù)據(jù)和信息敬特，如電導(dǎo)率、pH值牺陶、流量伟阔、溫度和有無(wú)故障發(fā)生等。用ProTool/Pro設(shè)計(jì)的水制備系統(tǒng)的用戶(hù)監(jiān)控畫(huà)面如圖3所示。

　　b. 從站PLC程序
　　用STEP7 Micro/WIN軟件設(shè)計(jì)從站PLC（S7-200系列）程序皱炉。該主程序由自動(dòng)運(yùn)行程序怀估、手動(dòng)操作程序、狀態(tài)及故障檢測(cè)程序合搅、初始化子程序多搀、模擬量處理子程序、總線(xiàn)數(shù)據(jù)交換子程序和PID回路調(diào)節(jié)中斷程序等組成画了。由于采用Profibus-DP總線(xiàn)結(jié)構(gòu)虾驰，因此從站PLC程序無(wú)須考慮與主站的通信問(wèn)題，只需在已指定的輸入/輸出緩沖區(qū)中交換數(shù)據(jù)即可嫌或。同時(shí)伊了，該從站PLC還可以脫離主站而單獨(dú)運(yùn)行。
　　c. 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
　　通過(guò)OPC喝灌，系統(tǒng)可以與其他應(yīng)用程序連接栅刚，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。從站數(shù)量可以擴(kuò)展嘉栽，從站PLC的模塊亦可以根據(jù)要求擴(kuò)展慈哗，甚至還可以擴(kuò)展一些新的功能，如利用從站PLC上的編程口（按自由口通信協(xié)議）接打印機(jī)阀温、變頻器或其他智能儀表等。

　　五 結(jié)束語(yǔ)
　　該系統(tǒng)是根據(jù)純化水處理的特點(diǎn)置狠，利用WinAC可替代硬件作為主站這一特
性啡笑，并使用S7-200系列的PLC作為從站。這種設(shè)計(jì)方便地解決了上位機(jī)應(yīng)用程序在Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上的通信問(wèn)題黄鳍，從站也可以單獨(dú)運(yùn)行推姻。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)框沟、可靠性高藏古、硬件成本低，便于推廣和應(yīng)用忍燥。

　　什么是WinAC系統(tǒng)拧晕？

　　SIMATIC WinAC是SIEMENS基于PC的自動(dòng)化控制產(chǎn)品，從功能上和產(chǎn)品系列上與其他基于PC的控制產(chǎn)品相比均有所區(qū)別梅垄。WinAC不是簡(jiǎn)單地將PLC替換為PC厂捞，而是將PLC和PC的功能完美地結(jié)合，包括控制功能队丝、通信功能靡馁、可視化功能、網(wǎng)絡(luò)功能以及工藝技術(shù)等功能，產(chǎn)品包括WinAC插槽型臭墨、WinAC實(shí)時(shí)型赔嚎、WinAC基本型和WinAC嵌入型等。

　　WinAC 控制功能
　　WinAC允許用戶(hù)使用普通PC或工業(yè)PC完成PLC的控制功能乐肿。WinAC基本型/實(shí)時(shí)型提供軟件PLC珠技，采用PC機(jī)的硬件資源（如CPU、內(nèi)存痰汰、硬盤(pán)）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求焦赋；WinAC插槽型提供硬件PCI插卡型PLC，控制性能與S7 400系列PLC中的412-2DP/416-2DP相同凑戏。

　　計(jì)算功能
　　WinAC提供標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX控件鲁磺，用于標(biāo)準(zhǔn)化軟件包（如MS Visual Basic或Office）對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存取。同時(shí)裆机，WinAC內(nèi)置Software Container（ActiveX容器）用于集成自帶的和第三方的ActiveX 控件跋园。

　　可視化功能
　　WinAC 提供兩種與人機(jī)界面軟件的連接方式：
　　通過(guò)SIMATIC軟件之間的內(nèi)部集成，WinCC和ProTool/Pro是WinAC最優(yōu)的可視化和數(shù)據(jù)存取工具狼憋；WinAC內(nèi)置的OPC服務(wù)器可以完成與任何第三方的人機(jī)界面軟件的集成息栖。

　　網(wǎng)絡(luò)功能
　　WinAC提供連接 Profibus-DP通信板卡的驅(qū)動(dòng)程序，用于連接遠(yuǎn)程I/O和電氣驅(qū)動(dòng)裝置或進(jìn)行遠(yuǎn)程編程調(diào)試奖瞳。同時(shí)WinAC可以采用現(xiàn)成的PC技術(shù)鹿蜀，通過(guò)以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)和管理網(wǎng)絡(luò)的連接。

　　工藝技術(shù)功能
　　對(duì)于用戶(hù)的特殊工藝要求服球，可配合西門(mén)子的功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)茴恰，或使用VB、VC斩熊、Java等高級(jí)語(yǔ)言編程往枣，由WinAC ODK進(jìn)行集成。

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