淺談供水系統中溫度監控程序的設計

林偉宏 湛江市鑒江供水營運有限公司

淺談供水系統中溫度監控程序的設計

林偉宏 湛江市鑒江供水營運有限公司

供水系統在人們生活和工業應用當中是必不可少的。隨著人們生活水平的提高和現代工業的發展，人們對供水系統的質量和可靠性的要求越來越高。本文就湛江市鑒江供水采用的供水系統，簡述該系統在生產運營中，運用溫度監控程序，提高管理效率，保障安全、穩定供水。

供水系統 溫度監控程序 安全供水

1 背景簡介

寶鋼湛江鋼鐵有限公司是寶鋼股份的全資子公司，位于廣東省湛江市東海島工業園區，是寶鋼為滿足我國華南及東南亞地區市場需求而設立的現代化大型國有鋼鐵企業，如何保障寶鋼的安全穩定用水，成為了鑒江供水公司的重要任務。

湛江市鑒江供水公司現通過供水系統為東海島工業園區及生活區供水，現設計飲水規模5.0m3/s，裝機4臺（3用1備），單泵設計流量1.68m3/s，年供水量為1.58億m3。

2 溫度監控程序的初衷

供水系統又稱為供水設備，是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流量，而專門研發設計的新型環保節能的專業設備。供水系統一般由水泵機組，變頻控制柜，壓力傳感器和一些輔件構成（如圖1顯示）。

在供水設備中電機內有繞組溫度等，軸承溫度等傳感器對電機進行監控，考慮到電機散熱主要靠鼓風機散熱，為了更好地保護電機及變頻器等發熱量高的設備及部件，決定對供水設備增加一套溫度監控程序，做到雙保險，通過計算機不斷監控關鍵部位的溫度，提高供水設備的安全性能，保障寶鋼的穩定用水。

3 溫度監控程序的實施步驟

3.1 軟硬件支持

程序設計時，采用的硬件有S7-300系統，因為這種系統適用于中等性能的控制要求，且有很高的電磁兼容性和抗振動、抗沖擊能力，可以用于惡劣環境條件下的溫度范圍為-25～+70℃，有更強的耐振動和耐污染性能。編程軟件上使用的是STEP 7和WINAC，STEP 7對所有的SIMATIC部件（包括PLC、遠程I/O、HMI、驅動裝置和通信網絡等）進行硬件和通信連接組態、參數設置和編程，還有測試、啟動、維護、文件建檔、運行和診斷等功能。WINAC在PC（個人計算機）上實現了PLC的功能，突破了傳統PLC開放性差、硬件昂貴、開發周期長、升級困難等束縛，可以實現控制、數據處理、通信、人機界面等功能。

3.2 設計思路

第一步：先新建一個項目，項目包括了自動控制系統中所有的數據，項目是以分層結構保存對象數據的文件夾，項目對象包括站對象和網絡對象，站對象包含硬件、CPU和CP，CPU對象包含S7程序和連接對象，S7程序對象包含源文件、塊和符號表。生成程序時自動生成一個空的符號表。塊對象包含程序塊、用戶定義的數據類型（UDT）、系統數據和調試程序用的變量表(VTA)。系統數據用來保存和下載系統硬件組態和網絡組態的信息。程序塊包括邏輯塊（OB、FB、FC、SFB、SFC）和數據塊（DB），需要把它們下載到CPU，用于執行自動控制任務。生成項目時在塊文件夾自動生成一個空的組織塊OB1，其他塊對象是用戶生成的。

第二步：要實現溫度監控控制的話，在S7中可以采用幾種辦法，但是都離不開模擬數據的轉換（需用到FC105功能塊），在這里用一種簡單的方法舉例說明。

圖2

見圖2，PIW100為溫度器傳感器輸出端接入AI（模擬量輸入）模塊的地址，溫度傳感器工作電壓為24V，輸出電流為4～20mA，默認溫度范圍0～100攝氏度，故在程序中，根據溫度傳感器輸出的電流（PIW100），設置范圍（如圖2中LO_LIM及HI_LIM所示）即0至100攝氏度，程序通過計算，在輸出OUT端（地址為DB7.DBD0）顯示出實際溫度計顯示的溫度。

圖3

見圖3，使用一個比較程序（CMP>R），現假設溫度超過所設定的70攝氏度時，則輸出報警信號M100.1。報警信號可以在人機界面出顯示出來，提示中控人員及時作出反應。

圖4

見圖4，當出現報警后，則給出一個輸出信號Q100.0，輸出信號可接現場的降溫設備。以變頻柜舉例，溫度超過設定值，出現報警后，變頻柜內部的降溫抽風系統將運行，可短時間將溫度降下來，從而確保了變頻柜的安全使用。

4 結語

鑒江公司的供水系統，使用功率較大，發熱量高，單靠運行人員的巡檢，不一定能夠察覺設備的異常變化。通過增加的溫度監控程序，具有幾點優勢：

①可以提高運行人員的工作效率。

②監視供水系統的重點部位，降低設備的故障率。

③保障對寶鋼的安全穩定供水。

隨著計算機技術的發展，智能化水平的提高，在工業制造業中越來越多的智能化設備代替高強度的勞動力。通過不斷完善控制程序，供水系統的安全運行必將更上一個臺階。

[1]廖常初.S7-300/400 PLC應用技術[V],北京：機械工業出版社,2008.5

林偉宏（1984—），性別：男，民族：漢，工作單位：廣東省湛江市鑒江供水營運有限公司（職位：生產運營部部長），學歷：本科，職稱：計算機工程師，研究方向：計算機控制及優化。