芜湖西门子（中国）模块授权总代理商

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2.1设备分布

　　同大部分的泵站一样，其设备分布平面图如下（图1）所示。

　　①进出水闸门：用来防止黄浦江江水倒灌和泵站维修。

　　②集水池：地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。

　　③除污机：泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。

　　④变压器房：为保证泵站的可靠工作，泵站建有两座800KVA电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。

　　⑤水泵房：塘桥泵站安装了六台180 kW的轴流水泵；在存水房装有水位检测器。

　　⑥控制柜房：房内装有进线柜2台（柜1，13）；功率因素补偿柜4台（柜2，3，11，12）；泵开关柜（柜4-6，8-10）和联接柜1台（柜7）。

2.2控制要求

　　以塘桥泵站为设施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。

　　①改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。

　　②改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。

　　③改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；

　　④建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。

　　⑤采用SIEMENS的S7-300系列PLC，对整个泵站实现自动化监控 ，水泵将根据泵的状态 ，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。

　　⑥通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。

　　⑦采用高性能的10英寸真彩LCD触摸式显示屏，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。

　　⑧预留通信接口，可通过电话线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。

　　3.硬件系统构成

　　根据以上要求，我们开发研制了下述这套塘桥泵站自动化监控系统。系统的结构见图2。 主要 的配置如下。

　　3．1 PLC配置

　　泵站自动化监控系统的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根据系统要求 ，PLC总体配置如下：

　　①中央处理模块（CPU）：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。

　　②数字量输入模块（DI）：选用SM321,共8块（16点/块）。处理128点输入信号。

　　③数字量输出模块（DO）：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。

　　④模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共3块（8点/块）。处理24点输入信号。

　　⑤通信模块：选用CP340,共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。

　　PLC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。

　　3．2触摸屏配置

　　触摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（当时SIEMENS还没有此类HMI）来 实 现上述要求。HMI是以RS232接口与PLC的CP340连接，采用SIEMENS的3964R的协议完成 通信。

　　3．3电网监控配置

　　电网监控采用法国SOCOMEC公司的DIRIS M型的电量监控器，可检测三相四线制的相电压，线电压，相电流，零线电流，有功无功功率，功率因素，频率及相应的大值。监控器以RS485接口采用MODBUS协议与PLC的CP340连接，传送电网监控数据。因为泵站是采用双路电网进线，故应用了两套电量监控器，分别安装两侧进线柜上。

　　其他的装置的信号都是通过数字量或模拟量点出点入与PLC连接。

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在工业自动化领域，西门子PLC系列得到了广泛的应用。在某些特定的行业，例如：垃圾发电，运输，水处理，食品加工等行业，需要自动化控制系统有较高的可靠性和容错能力，从而避免由于故障导致停机，给工厂造成巨大的经济损失。因此在这些行业中需要使用西门子冗余系统，即西门子PLC S7-400H系列，它属于西门子PLC S7-400系列的一种，用户通过这种冗余型西门子PLC系列，可以有效的保证控制系统稳定可靠运行。本文下面就对西门子PLC S7-400H系列做一个介绍，供用户在使用过程中进行参考。

　　二、西门子PLC S7-400H系统

　　西门子PLC的冗余系统是指当系统中的一台CPU发生故障时，冗余系统自动切换到第二台备用的CPU上继续运行程序而不会导致系统中断。典型的西门子PLC冗余系统是西门子PLC S7-400H系统，它的硬件配置包括下面几部分：

　　1. PS407电源

　　西门子PLC S7-400H系统包含2个PS407电源，由于是冗余系统具有2个CPU，因此同样需要2个PS407为系统提供电源；

　　2. CPU

　　西门子PLC S7-400H系统包含2个西门子PLC 400系列的CPU，用来实现一主一备的配置，这样就可以保证系统在任何时候都至少有一个CPU保持在工作状态；

　　3. 机架

　　西门子PLC S7-400H系统包含1个机架，用来放置所有西门子PLC 400系列的模块；

　　4. 存储卡

　　西门子PLC S7-400H系统包含2个存储卡，分别用来保存2个西门子PLC S7-400CPU中的程序；

　　5. 同步单元

　　西门子PLC S7-400H系统包含2对同步单元，它们的作用是完成程序和数据备份，当主CPU在运行时，里面的程序和数据会通过同步模块复制到备用CPU中。因此，当系统从主CPU切换到备用CPU时，系统中的程序和数据可以保持一致性，从而保证了系统的稳定运行；

　　6. 通讯单元

　　西门子PLC S7-400H系统包含2个通讯模块CP443-1，用户通过它们来实现主、从CPU与其他设备，例如：上位机等之间进行的数据交换工作。