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√瞬时的数字量输出信号持续时间为可调。 3.4.2出口继电器 PLC的出口继电器为完成断路器的分闸、接触器的操作、故障报警等功能而设，并起到PLC的模板输出与外部电路隔离的作用。继电器的接点数量满足工作要求并留有裕量。继电器采用插入式安装，低耗且防尘。 主要性能： (1)线圈额定工作电压Ue：DC24V； (2)动作电压：≥75%Ue； (3)释放电压：≤10%Ue； (4)接点容量：AC220V5A； (5)耐压水平不低于1500V（RMS）1min。 3.5系统总体性能 3.5.1实时性 远程监控调水系统的响应能力满足数据采集、人机通信、控制功能和系统通信的时间要求。 (1)数字量采集周期：＜1s; (2)模拟量采集周期：电量＜2s，非电量＜10s; (3)事件顺序记录分辨率：≤5ms; (4)实时数据库更新周期：＜2s; (5)控制命令响应时间：控制命令回答响应时间＜1s；接受执行命令到执行控制的响应时间＜1s; (6)人机通信响应时间：运行人员发出一个新的图像调用命令开始到100%画面显示在显示器上为止的响应时间不超过2s；在已显示画面上动态数据更新周期不超过2s。 3.5.2安全性 (1)操作安全性的保证措施： a.对本系统各项功能和每一次操作提供检查和校核，发现有误时能报警或撤消。 b.当操作有误时，能自动被禁止动作。 c.在人机通信中设操作员控制权口令。 (2)通信安全性的保证措施： a.系统设计可保证信息传送中的错误不会导致系统关键性故障。 b.监控中心与现地监控系统的通信包括控制信息时，对有否响应作出明确肯定的指示。当通信失败时，可考虑2～5次重复通信并报警。 c.通道设备上提供适当的检查手段，以证实通道正常。 (3)硬件、软件和固件安全性的保证措施： a.有电源故障保护。 b.有自检能力，检出故障时能自动显示报警。 c.任何硬件和软件的故障都不会危及系统的完善和人身的安全。 d.系统中任何单个元件的故障不会造成生产设备的误动。 4控制系统具体实现 整个系统的工艺流程图如图2所示。  图2 供水系统工艺流程图 4.1单井现地控制系统 单井现地控制系统主要实现现地单井的引水，主要由一现地控制柜组成。现地控制柜主要由可编程序控制器、输入输出模块、通讯线缆及空气开关、交流接触器、中间继电器、按钮、转换开关、指示灯等低压电气组成，通过控制柜，实现单井泵的启停引水控制。 单井控制单元中的可编程序控制器使用的是S7-222，它以Profibus现场总线与井群现地集中站相连，接收井群现地集中站S7-314的控制信号，完成整个单井系统的数据采集，实现对电机启动、停止等信号的逻辑控制。S7-222集成8输入/6输出共14个数字量I/O点，可连接2个扩展模块，最大扩展至78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点，6K字节程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，是具有扩展能力的，适应性更广泛的全功能控制器。 单井控制单元的控制柜柜门上布置有电压表、电流表、启动按钮、停止按钮、及手动/集中方式转换开关，这些设备有标签标记。电压表指示变压器输出到控制柜的进线电压；电流表指示电机运行电流；手动/集中转换开关为手动控制或本地集中(远程方式)控制的转换；启动、停止按钮控制水泵的启动、停止，其信号输入到PLC。水泵启动时运行指示红灯亮。具体操作：打开控制柜门，合上空气开关然后关好控制柜，将转换开关打到手动位置。启动时按下启动按钮则水泵电机运行，这时运行指示红灯亮且电流表有指示。停止时按下停止按钮即可，这时运行指示红灯灭且电流表回零。 4.2井群现地集中控制系统 井群现地集中控制系统主要实现现地本组井群5眼水井的统一引水控制，主要由一现地集中控制柜组成。现地集中控制柜主要由可编程序控制器、输入输出模块、无线数传电台、通讯线缆及中间继电器、按钮、转换开关、指示灯等低压电气组成，通过集中控制柜，实现本组井群5眼水井泵的集中启停引水控制。 井群现地集中控制系统可编程序控制器使用的是S7-314，它通过Profibus现场总线与单井控制系统PLC相连，发送单井控制S7-222的控制信号；同时它通过CP340通讯处理器和无线数传电台FC-201与上位中心控制系统相连，完成整个井群现地集站的数据采集和传送，实现对电机启动、停止等信号的逻辑控制。 各井群现地集中单元中分别有一控制柜。在控制柜门上布置有一个电压表、五个单井控制单元的电流表、启动按钮和停止按钮、以及一个手动/本地集中/远程方式转换开关，这些设备有标签标记。电压表指示变压器输出到控制柜的进线电压；五个电流表分别指示各个电机的运行电流；手动/本地集中/远程方式转换开关为手动控制或本地集中控制或远程方式控制的转换；各启动、停止按钮分别控制各个水泵的启动、停止，其信号输入到PLC。水泵启动时运行各自指示红灯亮。具体操作：打开控制柜门，合上空气总开关和各个水泵的空气分开关，然后关好控制柜，将转换开关打到手动位置。启动时按下各个启动按钮则各水泵电机运行，这时各自运行指示红灯亮且电流表有指示。停止时按下停止按钮即可，这时运行指示红灯灭且电流表回零。 各井群现地集中单元中控制柜分别有一CP340通讯处理器和无线数传电台FC-201。CP340通讯处理器是串行通讯最经济，完整的解决方案。它可用在SIMATICS7-300和ET200M(S7作为主站)之中。对下列选项，可采用点到点的连接：如SIMATICS7和SIMATICS5可编程序控制器;许多其他厂商的系统;打印机;调制解调器;机器人控制器;扫描仪条形码阅读器等.该模块有三种形式的传输接口:RS232C(V.24)；20mA(TTY)；RS422/RS485(X.27)。可实现若干种标准的通讯协议，允许在各种不同的站上进行数据传输：ASCII，用于采用简单的传输协议连接外部系统，如采用起始和结束字符。或带块校验字符的协议可通过用户程序询问和控制接口的握手信号；打印机驱动器，用于在打印机上记录下来过程状态和事件；3964(R)，通过标准化的、开放的西门子3964(R)协议连接到西门子的装置上或第三方部件上，包括一个带有标准值的3964(R)驱动器和一个可配置的3964(R)驱动器。  4.3井群中心控制系统 井群中心控制系统（如图3所示）主要实现现地6组井群30眼水井的水厂集中引水控制，主要由一井群中心控制柜组成。井群中心控制柜主要由可编程序控制器、输入输出模块、无线数传电台、通讯线缆及按钮、指示灯等低压电气组成，通过中心控制柜，实现现地井群30眼水井泵的集中启停引水控制。 井群中心控制单元中使用的是S7-314，它通过一个CP340通讯处理器和无线数传电台FC-201与六个井群现地集中单元相连，发送给井群现地集中单元S7-314控制信号，完成整个井群中心控制站的数据采集和传送，实现对水泵电机启动、停止等信号的逻辑控制。 4.4二泵房控制系统 二泵房控制系统主要实现对城市的变频恒压供水。 二泵房共有5台供水泵组成，其中55KW变频泵1台，75KW变频泵2台，75KW软启泵2台。 二泵房内PLC采用西门子的S7-314可编程控制器，通过Profibus现场总线与上位机相连，它是泵房内控制柜的核心，接收上位机的控制信号控制变频调速，实现对电机启动、停止、复位等信号的逻辑控制；对压力、流量、水位、电流、转速等信号的采集和数值转换；对电机等设备的过流、过压保护等等。 变频器采用SIEMENSECO系列变频器。SIEMENSECO变频器是SIEMENS公司推出的用于风机、水泵等设备调速节能运行的专用变频器。其主要特点是： (1)ECO变频器安装调试容易，维护和运行费用低。由于变频器的特定功能使其产品的成本降至最小，价格便宜，降低了整套系统的成本。 (2)ECO变频器能够精确地跟随设定点，可使系统有更好的性能。 (3)内置PID调节采用了标准比例、积分、微分控制的闭环过程控制，并为反馈传感器提供了标准电源。 (4)在运行噪声的控制方面采用了自动开关频率优化，从而降低电机运行时的噪声。 (5)ECO变频器针对风机、水泵节能运行的需要，设置了能量优化控制程序，为在运行中搜寻最小能量消耗点，自动升高和降低电机电压。当电机达到稳定点的速度（即加速过程结束时）时通用变频器即在这个速度下运行，而ECO变频器此时开始分析电机的功率消耗。然后开始微小地升高或降低变频器的输出电压来搜索最佳频率，即最低的功率消耗。如果ECO变频器检测出在升高电机电压时，功率消耗增加了，则变频器的控制策略（能量优化控制程序）就开始降低电机电压，以搜索最低的功率消耗水平，如果检测出在降低电机电压时，功率消耗增加，则升高电机电压。这样就可搜寻到效率最高，功率消耗最小点并在此处运行。用这种优化节能程序（典型）可节约2%～5%的额定容量的电能。 (6)在选择ECO变频器时，不能用它驱动额定功率比它大或者额定功率不足其一半的电机，否则会影响变频器的性能甚至造成损坏。变频调速的原理非常简单，由于异步电动机的转速为：n=120f(1-s)/p式中：n为电动机转速，r/min；f为电源频率，Hz；p为异步电动机磁极个数；s为转差。所以，理论上说，只要改变f就能改变电机转速n。 |