西门子PLC和WinCCSCADA在变频恒压供水系统中的应用.pdfVIP

CAMETA

西门子PLC和WinCCSCADA在变频

陈怀忠

（浙江工业职业技术学院，浙江绍兴312000）

摘要:针对现代社会对恒压供水的需求,提出了利用西门子组态软件WinCC,PLC构成SCADA系统在变频

恒压供水系统中的应用设计方案。介绍了变频恒压供水工作原理，WinCC通讯组态技术，以及PLC硬件

和软件实施方案。

关键词:PLC;WinCC;变频调速;恒压供水

0引言

随着社会经济的飞速发展，人们对城市供水

的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。

在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水

厂等供水系统中，原来均是采用水塔、高位水

箱等设备，这些设备不但占地广、投资大，能

耗高、而且越来越不能满足现代化的供水要求。

变频调速技术是一种新型的交流电机无级调速

驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应

图1控制系统硬件结构图

用在速度控制领域。数据采集监控系统SCADA

（SupervisoryControlandDataAcquisition）具为4~20mA的电流信号，送到PLC的模拟量输入

有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大，模板EM231，通过PLC的PID运算，由模拟量输

具有操作方便简单、界面友好、编程易掌握、与出模块EM232板输出4~20mA的电流到变频器频

PLC通讯良好等优点。我们采用德国西门子公司率给定接口，通过改变水泵电机运行频率从而调

的西门子S7－200PLC与SCADA软件WinCC相结整管网压力。

合，设计出变频恒压供水系统，可以取得较好的考虑到电机性能上的差异及机械负载的不相

恒压供水效果。同，变频器容量应是电机容量的1~2倍。另外，也

1控制系统硬件构成与恒压控制原可根据生产机械所需的实际转矩与稳定运行时的转

速，求其乘积，得到所需电机的轴上功率，据此确

理

定变频器容量。本设计中采用西门子公司提供的

1.1控制系统硬件构成设计5SE92系列变频器，为使PLC与变频器成功通讯，

控制对象是某校区供水系统，根据校区的实际应对变频器有关参数如运行模式和加减速时间等参

用水情况，白天用水量大，需开动一台大泵和一台数在变频器通讯板上进行正确设定。上位机数据采

小泵，就能满足生产需要。晚上用水低峰时，只需集与监控系统采用西门子公司的WinCC在上位计算

开动一台大机就能满足供水需要。因此采用一大一机上安装好通讯处理卡CP1612后，通过通讯卡上

小两台水泵，用二台变频器控制水泵电机。控制器RS-485接口与PLC上的通讯卡CP243-1通讯，此时

硬件电路图如图1所示。PLC与上位机构成工业以太通讯网络，完成上位机

中心控制器采用德国西门子公司的S7-226与PLC之间的数据交换。

PLC（24I/16O），可满足系统对数字开关量1.2恒压控制原理

的要求。系统采用两只量程为0~1.0Mpa由两台我们知道水流量Ｑ与水泵电机的转速成正比，

FT-1压力传感器分别检测两台水泵后的输水管而压力与转速的平方成正比。变频器的升降速率随

道的压力，压力变送器将检测到的压力信号转换时间是线性变化的，对以水压为参变量的闭环控制

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第九卷

供水系统，若变频器速