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基于 PROFIBUS-DP总线控制的 G150变频器和 S7-300PLC在泵站恒压供水控制系统中的应用 潜立勇 杭州华峰自动化系统有限公司 杭州 310012 摘 要 提出并实现了一种以 S7-300可编程逻辑控制器作为核心控制装置，使用工业控制计算机通过 Visual Basic 6和MS SQL Server数据库实现上位机画面监控和系统管理,以 OPC作为软硬件通讯接口，以 Profibus-DP现场总线方式控制西门子 G150变频器在 城市供水泵站中的应用。实现了调节城市管网供水压力及节约能源和系统管理的目的。 关键词 变频恒压供水；SINAMICS G150；PLC； OPC；VB6；DP现场总线 1．引言 经随着城市建设规模的不断扩大和生活水平的提高， 加上居住小区推行一户一表供水以后，对市政管网供水的 可靠性（压力、流量）要求越来越高，各种分散或集中加 压设施也逐渐增多。在这些加压设施中，采用调节水池加 上变频调速恒压供水系统（以下简称系统）变量供水方式 在稳定城市管网压力、节约能源、系统监视管理方面已显 现出极大的优越性。 2．系统组成情况 2.1 SINAMICS G150变频器 源于西门子必威体育精装版传动家族的 SINAMICS G150 高性能 单机变频调速柜适用于所有单电机传动的应用，满足多种 负载特性的要求，包括平方转距，线性转距，恒转距及恒 功率负载类型.。采用紧凑高品质威图(RITTAL)柜式设计， 节省占地面积 30%~70%。柜内强电保护，安静运行(低于 67dB)。使用全新主控制板 CU320，智能化设计，采用 CF 软件存储卡，提供光缆接口和 ProfiBus 接口，功能操作面 板 AOP30和功能强大的软件工具 STARTER进行选型，调 试，节能计算。SINAMICS G150 变频器配合 N-Compact 电机非常适用于使用平方律扭矩特性驱动泵和风机的变频 器操作。 2.2 可编程序控制器（PLC） 选用西门子 S7-300 系列通用型 PLC。该系列 PLC 能 适合自动化工程中的各种应用场合，使用模块化结构，各 种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。使用 CPU313C-2DP 为核心控制单元，该模块带 MPI 和 ProfiBus-DP通信接口，配有MMC存储卡，免维护，集成 了 24DI/16DI的数字量 IO，再扩展一个 8AI的模拟输入模 块用于管网压力，流量，蓄水池水位及电机轴承温度等模 拟量的检测。 2.3工业控制计算机(IPC)系统 使用研华 IPC610工控机，以MS Windows2000为系统 平台，配置 CP5611 用于 ProfiBus-DP 现场总线通信， SIMATIC NET 软件配置 OPC Server 使用 VB6开发系统 监控软件，MS SQL Server为后台数据库管理平台。使用 SIMATIC SETP7 软件进行对系统的组态和编程调试，使用 STARTER 软件进行对 SINAMICS G150 变频器的配置调 试。 其他设备包括水泵电机、出口阀门、压力传感器、液 位计及相关电气控制设备等集成，进行变频调速全自动闭 环控制管理监视功能，其系统组成示意见图 1 。 图 1 系统组成 3．系统的设计与实践 3.1 基本控制原理 由压力变送器测量管网压力和流量信号转换成标准模 拟信号经 PLD 的 A/D 转换，和设定值比较，进行 PID 运 算，通过 DP 总线控制变频器频率，调节水泵转速而达到 恒压及节能原理。如图示。 3.2 通讯网络的选择与设计 PLC 的发展除了功能越来越多、集成度越来越高外， 网络功能也越来越强。选择好控制器之后，选择数据的传 输方式——通讯网络也是非常重要的。西门子根据不同自 动化水平的要求(工厂级, 单元级, 现场和传感器/执行器 级),提供了网络解决方案，包括多点接口 (MPI)、Profibus、 工业以太网、ProfiNet (基于工业以太网)、点对点连接 (PtP)、执行器/传感器接口(ASI)。目前网络是一个发展趋势， 一个好的网络系统可以大大降低成本。本系统使用了 Profibus-DP的网络，Profibus-DP通信速率达到 12Mbps,能 够方便将 PC、PLC 和变频器通过一根 RS485 屏蔽双绞线 连接在一起实现通信控制，降低了布线和维护的费用。 SIMATIC STEP7 提供强大的网络诊断工具也给调试带来 很大方便。 3.2 变频参数设置 可以通过多种途径设置 G150 变频器参数。使用 STARTER软件能够方便而直观的进行所有的参数设置。 通过 STARTER的向导设置 G15