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　2.1設(shè)備分布

　　同大部分的泵站一樣，其設(shè)備分布平面圖如下（圖1）所示。

　?、龠M(jìn)出水閘門：用來防止黃浦江江水倒灌和泵站維修。

　?、诩兀旱叵鹿艿赖奈鬯畢R集在此集水池，集水池被不銹鋼格柵分成內(nèi)外區(qū)，污水由內(nèi)區(qū)流經(jīng)格柵除污后，到外區(qū)排入黃浦江中。集水池內(nèi)外區(qū)邊安裝有超聲波液位儀用來檢測(cè)內(nèi)外區(qū)水位和水位差。

　?、鄢蹤C(jī)：泵站裝有鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)2臺(tái)，除污機(jī)用于把附于格柵上的垃圾和污物從集水池中提出來處理。

　　④變壓器房：為保證泵站的可靠工作，泵站建有兩座800KVA電力變壓器。電力變壓器安裝有溫度監(jiān)控器監(jiān)測(cè)三相溫度，當(dāng)溫度超限能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)降溫和報(bào)警。

　　⑤水泵房：塘橋泵站安裝了六臺(tái)180 kW的軸流水泵；在存水房裝有水位檢測(cè)器。

　　⑥控制柜房：房?jī)?nèi)裝有進(jìn)線柜2臺(tái)（柜1，13）；功率因素補(bǔ)償柜4臺(tái)（柜2，3，11，12）；泵開關(guān)柜（柜4-6，8-10）和聯(lián)接柜1臺(tái)（柜7）。

2.2控制要求

　　以塘橋泵站為設(shè)施對(duì)象，進(jìn)行整個(gè)泵站的自動(dòng)化監(jiān)控和管理的改造。

　　①改造泵站的水泵控制開關(guān)柜，使之具有就地和遠(yuǎn)程控制的功能。

　?、诟脑毂谜镜墓β室蛩匮a(bǔ)償柜，能實(shí)現(xiàn)就地自動(dòng)補(bǔ)償和遠(yuǎn)程電網(wǎng)監(jiān)控。

　?、鄹脑毂谜镜淖儔浩鞣繉?duì)于變壓器A，B，C三相溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示，高溫報(bào)警等功能；

　?、芙⒈谜镜目刂剖遥瑢?duì)泵站實(shí)施三級(jí)控制，在控制室內(nèi)設(shè)置自動(dòng)化監(jiān)控操作臺(tái)和信號(hào)處理柜。

　?、莶捎肧IEMENS的S7-300系列PLC，對(duì)整個(gè)泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控 ，水泵將根據(jù)泵的狀態(tài) ，水位，雨量，電網(wǎng)狀況，閘門位置等工況自動(dòng)投切。

　　⑥通過對(duì)水位差的檢測(cè)，提示或自動(dòng)投切除污機(jī)。

　?、卟捎酶咝阅艿?0英寸真彩LCD觸摸式顯示屏，對(duì)整個(gè)泵站進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理，故障報(bào)警，工況記錄和報(bào)表打印。

　?、囝A(yù)留通信接口，可通過電話線路或DDN網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳送。

　　3.硬件系統(tǒng)構(gòu)成

設(shè)置：水位值，水位差值和流量值設(shè)置；變壓器的溫度和瓦斯值設(shè)置；雨量值設(shè)置；泵電機(jī)的溫度和震動(dòng)值設(shè)置；電力參數(shù)設(shè)置；防盜有效與否設(shè)置。

　?、叟c觸摸式顯示屏的數(shù)據(jù)通信：觸摸式顯示屏采用工業(yè)級(jí)人機(jī)介面。主要完成下列任務(wù)：泵站運(yùn)行監(jiān)控；故障報(bào)警,記錄和排除提示；參數(shù)設(shè)置；模擬鍵盤操作；數(shù)據(jù)記錄處理；工藝曲線顯示；工況模擬顯示；泵站概貌顯示。

　?、艽蛴C(jī)打印處理：故障隨機(jī)打??；運(yùn)行狀態(tài)打??；參數(shù)設(shè)置打??；工作報(bào)表打印；動(dòng)態(tài)曲線打印；設(shè)備狀態(tài)打??；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)打??；顯示屏幕打印。

　　5．結(jié)語

　　塘橋泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)自1998年改造至今已近兩年，正常運(yùn)行證明：整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理 *進(jìn)；操作簡(jiǎn)便；可靠性高；*符合用戶預(yù)期的要求，將推廣應(yīng)用至其他地區(qū)。

隨著消費(fèi)升級(jí)和個(gè)性回歸，家居環(huán)境走向“量體裁衣”，定制風(fēng)逐漸興起。然而實(shí)際上，個(gè)性化定制與大規(guī)模生產(chǎn)本來就是“魚與熊掌不可兼得”的矛盾體，如何應(yīng)對(duì)“家具生產(chǎn)‘4.0時(shí)代’的到來？這就需要數(shù)字化、柔性化的生產(chǎn)線，對(duì)砂光設(shè)備也不例外。

已成為木工后段加工設(shè)備代表性企業(yè)的磨克科技也敏銳的嗅到了這一市場(chǎng)趨勢(shì)，意識(shí)到木工后段加工必須從單機(jī)設(shè)備向整廠生產(chǎn)線創(chuàng)新，提升整廠通信能力和通信效率，以滿足客戶個(gè)性化大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

西門子憑借在數(shù)字化工廠領(lǐng)域的積累，在與磨克科技的合作中，引入SMART PLC+V20+SMART LINE解決方案，據(jù)西門子運(yùn)動(dòng)控制部V20業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理董之峰介紹，每臺(tái)砂光設(shè)備要用8~15臺(tái)變頻器，SINAMICS V20變頻器通過西門子內(nèi)部USS協(xié)議，易于現(xiàn)有系統(tǒng)的整合，可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。V20還支持MODBUS通信，可以輕松實(shí)

　　根據(jù)以上要求，我們開發(fā)研制了下述這套塘橋泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖2。 主要 的配置如下。

　　3．1 PLC配置

　　泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根據(jù)系統(tǒng)要求 ，PLC總體配置如下：

　?、僦醒胩幚砟K（CPU）：選用CPU314，內(nèi)存RAM擴(kuò)展到64K。

　?、跀?shù)字量輸入模塊（DI）：選用SM321,共8塊（16點(diǎn)/塊）。處理128點(diǎn)輸入信號(hào)。

　　③數(shù)字量輸出模塊（DO）：選用SM322,4塊為16點(diǎn)/塊，4塊為8點(diǎn)/塊。處理96點(diǎn)輸出信號(hào)。

　?、苣M量輸入模塊（AI）：選用SM331,共3塊（8點(diǎn)/塊）。處理24點(diǎn)輸入信號(hào)。

　　⑤通信模塊：選用CP340,共2塊，1塊為RS232接口，1塊為RS485接口。

　　PLC采用了四個(gè)框架，在RTU信號(hào)柜內(nèi)有三個(gè)，其中一個(gè)為備用擴(kuò)展框架；另一個(gè)在操作臺(tái)內(nèi)，通過IM361擴(kuò)展連接，這樣簡(jiǎn)化了接線，大大地提高可靠性。

　　3．2觸摸屏配置

　　觸摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（當(dāng)時(shí)SIEMENS還沒有此類HMI）來 實(shí) 現(xiàn)上述要求。HMI是以RS232接口與PLC的CP340連接，采用SIEMENS的3964R的協(xié)議完成 通信。

　　3．3電網(wǎng)監(jiān)控配置

　　電網(wǎng)監(jiān)控采用法國(guó)SOCOMEC公司的DIRIS M型的電量監(jiān)控器，可檢測(cè)三相四線制的相電壓，線電壓，相電流，零線電流，有功無功功率，功率因素，頻率及相應(yīng)的大值。監(jiān)控器以RS485接口采用MODBUS協(xié)議與PLC的CP340連接，傳送電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。因?yàn)楸谜臼遣捎秒p路電網(wǎng)進(jìn)線，故應(yīng)用了兩套電量監(jiān)控器，分別安裝兩側(cè)進(jìn)線柜上。

　　其他的裝置的信號(hào)都是通過數(shù)字量或模擬量點(diǎn)出點(diǎn)入與PLC連接。

　　4．軟件監(jiān)控實(shí)現(xiàn)

　　塘橋泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件主要有兩部分：PLC監(jiān)控軟件和觸摸屏圖控軟件。 PLC監(jiān)控 軟件由幾大模塊組成。

　　4．1系統(tǒng)檢測(cè)和故障處理模塊

　　系統(tǒng)檢測(cè)處理所有的輸入信號(hào)，根據(jù)具體情況將作出不同響應(yīng)。處理的信號(hào)有：六臺(tái)泵電機(jī)的溫度和振動(dòng)；進(jìn)出水閘門狀態(tài)；存水房液位；防火防盜安全；兩臺(tái)電源變壓器溫度；雨量；四臺(tái)功率因素補(bǔ)償柜工況；電網(wǎng)工況（電壓欠壓和過壓監(jiān)控；三相電流過載監(jiān)控；缺相監(jiān)控；三相不平衡監(jiān)控；功率過載監(jiān)控；功率因素監(jiān)控；電量累計(jì)）；污水池水位等。

　　系統(tǒng)故障分類為三級(jí):一級(jí)故障定義為。當(dāng)發(fā)生此類故障，將禁止所有控制輸出。聲光報(bào)警，記錄打印，在顯示屏上顯示故障類型和解決方法。只有在排除故障，按人工復(fù)位鍵后系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。二級(jí)故障定義為次級(jí)。當(dāng)發(fā)生此類故障時(shí)將禁止故障點(diǎn)的控制輸出，系統(tǒng)作自動(dòng)調(diào)正繼續(xù)當(dāng)前操作。故障報(bào)警和恢復(fù)同一級(jí)故障。三級(jí)故障定義位。當(dāng)發(fā)生此類故障時(shí)，僅聲光預(yù)警，不中斷當(dāng)前操作。根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種故障實(shí)施相關(guān)的故障聲光報(bào)警和記錄。此刻觸摸式顯示屏進(jìn)入故障報(bào)警畫面，顯示故障內(nèi)容，性質(zhì)，地點(diǎn)，時(shí)刻和解決方案，并打印。

　　4．2除污機(jī)和排水泵的運(yùn)行處理

　　泵站有兩臺(tái)除污機(jī),系統(tǒng)對(duì)除污機(jī)的工況進(jìn)行監(jiān)控。故障信號(hào)置位，置二級(jí)故障報(bào)警，由<系統(tǒng)故障處理>模塊處理。根據(jù)信號(hào)狀態(tài)點(diǎn)亮或熄滅有關(guān)指示燈。機(jī)同時(shí)在觸摸式顯示屏上顯示。當(dāng)除污機(jī)柜上的選擇開關(guān)選擇遠(yuǎn)控，操作臺(tái)在泵自動(dòng)運(yùn)行前，*進(jìn)行排污操作。采用水位差檢測(cè)，則根據(jù)水位差標(biāo)志實(shí)施自動(dòng)排污。在自動(dòng)排污時(shí)，先在現(xiàn)場(chǎng)聲光預(yù)警，再運(yùn)行裝置。

　　泵啟動(dòng)柜有六臺(tái)與操作臺(tái)相聯(lián)進(jìn)行控制。

　?、佼?dāng)故障信號(hào)置位，置二級(jí)故障報(bào)警，由<系統(tǒng)故障處理>模塊處理。

　?、诟鶕?jù)信號(hào)狀態(tài)點(diǎn)亮或熄滅有關(guān)指示燈。 

　?、郛?dāng)泵開關(guān)柜上的選擇開關(guān)選擇遠(yuǎn)控，在操作臺(tái)上可實(shí)施四種泵運(yùn)行方式：手動(dòng)方式；自動(dòng)方式；預(yù)抽空方式；檢修方式。

　?、茉诓僮髋_(tái)上對(duì)每臺(tái)泵設(shè)置有各自的狀態(tài)指示燈；手動(dòng)操作按紐和選擇開關(guān)。

　?、輪闻_(tái)泵的選擇開關(guān)有四檔：停止；檢修；手動(dòng)和自動(dòng)。當(dāng)設(shè)置手動(dòng)檔時(shí)可實(shí)施手動(dòng)或預(yù)抽空操作。在自動(dòng)檔時(shí)則允許該泵進(jìn)入系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行組態(tài)。

　?、拊谙到y(tǒng)操作上設(shè)置有三檔的選擇開關(guān)：停止；自動(dòng)和預(yù)抽空。<停止>禁止所有泵的運(yùn)行；<自動(dòng)>允許單臺(tái)泵選擇開關(guān)設(shè)置在自動(dòng)檔的泵進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行組態(tài)。<預(yù)抽空>允許單臺(tái)泵選擇開關(guān)設(shè)置在手動(dòng)檔的泵預(yù)抽空運(yùn)行。

　?、弑玫膯?dòng)和停止要延時(shí)依次投入和退出。

　　⑧泵的基本聯(lián)鎖條件：A.一級(jí)故障，電源故障禁止所有泵運(yùn)行；B.泵電機(jī)故障，泵啟動(dòng)柜故障禁止對(duì)應(yīng)泵運(yùn)行；C.泵的不同運(yùn)行要附合上述泵啟動(dòng)柜，操作臺(tái)之間的正確設(shè)置；D.水位聯(lián)鎖。

　?、岙?dāng)滿足上述不同聯(lián)鎖條件，泵可進(jìn)入手動(dòng)，檢修,預(yù)抽空或自動(dòng)運(yùn)行。

　?、庠诒米詣?dòng)運(yùn)行時(shí),要根據(jù)水位點(diǎn)和水位區(qū)來確定需運(yùn)行的泵數(shù)；判斷能投入自動(dòng)組態(tài)的泵是否滿足上述要求，如不滿足，則故障報(bào)警；如可組態(tài)的泵多于所需投入運(yùn)行的泵，則依據(jù)這些泵運(yùn)行時(shí)間累計(jì)數(shù)小的泵投入運(yùn)行。隨著水位降低，逐步退出當(dāng)前運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的泵。