【正文】 得一些基本情況和實際制作的控制界面。本論文主要部分分為四章。例如，僅就泵站進水池而言，日本已頒布了6 套設計標準， 標準發(fā)布機構和年份分別為JSME—1984，MLIT—1996，MAFF—1997，（1）泵站監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計對該水廠送水泵站監(jiān)控系統(tǒng)設計的整體思路為：采用PLC＋IPC形式，整個系統(tǒng)可分為監(jiān)控管理層和現(xiàn)場測控層。因此，發(fā)達國家的泵站都配備了先進的智能化遠程控制與調(diào)度系統(tǒng)， 從硬件和軟件兩個方面保證泵站運行的安全、穩(wěn)定和高效。由于一些新的理論與技術，如三維反問題設計方法、計算流體動力學方法和激光快速成形系統(tǒng)等的應用，水泵的效率、高效區(qū)帶寬、汽蝕余量、壓力脈動指標等都得到了很大改善。三維計算流體動力學（CFD）工具在近幾年也被引入到泵站的設計和流場分析過程中，可通過數(shù)值模擬的方法預判流道內(nèi)哪里有旋渦、哪里有脫流，從而通過優(yōu)化手段改進流道設計。其主要原因，是國外非常注意水泵及流道內(nèi)的水壓力脈動的控制，從而降低由此引起的結(jié)構振動、噪聲等問題。由于國外泵站的自動化程度較高，故一般總能通過變頻或變角調(diào)節(jié)，使水泵的工作點處于最高效率區(qū)，從而適應不同水位和不同流量的變化要求，泵站裝置效率一般在70%以上。發(fā)達國家對能耗問題非常關心，從泵站耗能的每一個細節(jié)入手，解決能耗高的問題。過去灌溉泵站主要擔負單一的農(nóng)田灌溉供水任務，而隨著流域規(guī)劃的系統(tǒng)化， 灌溉泵站有時還需要擔負排水功能， 特別是從河湖取水的低揚程灌溉泵站的變化更為明顯。水泵與電動機直聯(lián)，機組總高近20m，重420噸。它位于美國加州中部圣華金河谷地區(qū)的貝克斯菲爾德市南郊，是全長864公里加州北水南調(diào)工程干渠上22座大型泵站之一（將水從加州北部干渠越過Tehachapi山脈輸送到加州南部）。他們還廣泛利用計算機，從計算機輔助選型（CAS）、計算機輔助設計（CAD）到計算機輔助制造（CAM）；從水力、結(jié)構優(yōu)化設計到葉片、導葉加工的嚴格控制，全程使用計算機，使產(chǎn)品在高度先進的設計和工藝基礎上制造出來。文化素質(zhì)和計算機水平較差，當自動化設備出現(xiàn)故障時，泵站運行人員無力解決，或者讓泵站帶病運行，直到演變成更大的問題，或者請生產(chǎn)廠家進行售后服務。 缺乏統(tǒng)一設計標準，系統(tǒng)擴展困難隨著計算機的普及，上世紀90年代以來，我國很多行業(yè)開始使用計算機控制技術，泵站也不例外，但由于沒有統(tǒng)一的規(guī)范標準，各個設計院設計出來的泵站自動化設備千差萬別，缺乏統(tǒng)一的功能和技術指標，系統(tǒng)擴展困難。組態(tài)軟件是近年來在工控自動化領域興起的一種新型軟件開發(fā)技術，使用方便，開發(fā)周期短，通用性強，可靠性高，能很好的完成現(xiàn)場實時監(jiān)視和控制目的。can also automatically generate and print, can satisfy the monitoring requirements, and has good reusability, scalability and maintainability.Keywords: configuration king system。Pump Monitoring System, put forward a 39。隨著科學技術的發(fā)展，對泵站的要求也越來越高，建立現(xiàn)代化計算機監(jiān)測系統(tǒng)和管理系統(tǒng)迫在眉睫。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。中國礦業(yè)大學徐海學院2011屆本科生畢業(yè)設計57中國礦業(yè)大學徐海學院本科生畢業(yè)設計姓 名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 自動化 　 設計題目： 基于PLC和組態(tài)軟件的泵站監(jiān)控系統(tǒng)設計 專 題： 指導教師： 職 稱： 2011 年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學徐海學院畢業(yè)設計任務書專業(yè)年級 學號 學生姓名 任務下達日期： 年 月 日畢業(yè)設計日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)設計題目：畢業(yè)設計專題題目：畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：指導教師簽字：鄭 重 聲 明本人所呈交的畢業(yè)設計，是在導師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。本論文屬于原創(chuàng)。在對泵站的研究中，對工業(yè)控制計算機可編程控制器及組態(tài)王監(jiān)控軟件基本性能特點進行充分分析和研究的基礎上，本文以分析設計的方法，設計了基于PLC和組態(tài)軟件的泵站監(jiān)控系統(tǒng)，提出了以‘組態(tài)王’為監(jiān)控軟件，可編程控制器（PLC）采用西門子S7200系列作為下位機的泵站分布式控制系統(tǒng)方案。configuration king39。 pumping station。而PLC對現(xiàn)場的控制又是專為在工業(yè)環(huán)境下應用的而設計的工業(yè)計算機，兩者結(jié)合起來可以很好的完成對水廠泵站的監(jiān)控。功能不齊全有些把變電站的自動化當泵站自動化來用，系統(tǒng)設備不完善，功能不齊全，缺少現(xiàn)地LCU等控制功能。然而自動化設備廠家多，市場競爭激烈，倒閉也快，很多設備用戶使用一段時間后便找不到生產(chǎn)廠家了。荷蘭比較注重科研的投入，科研力量很強，研究機構齊全，設施非常完善，對水泵及其進、出水流道均有比較系統(tǒng)的研究。埃德蒙斯頓泵站裝有14臺泵，每臺泵的流量為9m3/s，需提供的靜揚程為587m（不包括管路損失），%，轉(zhuǎn)速是600r/m（與電動機同），配套電動機功率為8萬馬力（近6萬kW）。該工程于1951年5月提出方案論證，1965年5月最終確定方案，1971年9月正式提出實施1984年完成最后3臺機組的安裝。同時， 往往還需要負責農(nóng)村引水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水、農(nóng)村生態(tài)保護用水等職責， 有的甚至與跨流域調(diào)水功能相結(jié)合。首先，注意選用節(jié)能型水泵。③注重泵站機組運行穩(wěn)定性。同時，對高揚程泵站的水錘防護也非常到位，且在運行過程中嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。此外，有限元方法和流固耦合分析方法，正在改變著大型水泵裝置系統(tǒng)的設計模式與工程應用水平。例如，無論是軸流泵，還是離心泵，日本荏原公司美國ITT 公司和奧地利安德里茲公司等所生產(chǎn)的水泵的效率均高于90％，且機組的大修周期和工作壽命顯著高于國內(nèi)。⑦泵站相關技術標準更加具體化。上位機采用工業(yè)控制計算機用于監(jiān)控和管理泵站運行，且采用雙機熱備冗余方案，計算機放在廠調(diào)辦公室，實時監(jiān)測各種數(shù)據(jù)及設備運行，并提供圖形和文本形式的顯示，對各種故障報警，進行數(shù)據(jù)庫的建立、連接及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、報表制作、打印。第一章主要是課題的一些基本情況。第二章 控制系統(tǒng)要求及總體設計泵站的監(jiān)控系統(tǒng)是在泵站管理所內(nèi)監(jiān)控中心的控制臺實現(xiàn)對各泵站設備的監(jiān)測、控制功能，實現(xiàn)監(jiān)視泵站運行狀態(tài)和運行參數(shù)、接收故障報警信息、通過智能終端設備下達控制信號，并具有報表統(tǒng)計和打印功能等，具體要求如下：運行方式：自動運行和手動操作相結(jié)合，實現(xiàn)對泵站的自動檢測與控制。打印輸出：系統(tǒng)能定時或打印故障信息、系統(tǒng)運行信息等。其主要優(yōu)點是：可實現(xiàn)分級控制：可靠性高、組網(wǎng)方便編程方便、開發(fā)周期短、維護方便可靈活方便地實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)配置和調(diào)整能與現(xiàn)場信號直接連接易于實現(xiàn)“集中管理、分散控制”功能如下圖21是泵站監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構成圖，本系統(tǒng)運用組態(tài)王為上位機，PLC為控制器。 眾所周知，繼電器控制系統(tǒng)是一種硬件邏輯系統(tǒng)，繼電器控制系統(tǒng)采用的是一種并行的控制方式。PLC的工作全過程可用下圖31表示整個過程可分為三部分。PLC上電處理階段完成后進入掃描工作過程。第三部分是出錯處理。不同指令其執(zhí)行時間是不同的，從零點幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時間將不同。每一次掃描所用的時間稱作掃描周期或工作周期。這三個階段是PLC工作過程的中心內(nèi)容，也是PLC工作原理的實質(zhì)所在，理解透PLC工作過程的這三個階段是學習好PLC的基礎。所以，一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，或者輸入信號的頻率不能太高，否則很可能造成信號的丟失。對原件映像寄存器來說，每一個原件（“軟繼電器”）的狀態(tài)隨著程序過程而刷新。（2） 程序執(zhí)行結(jié)果取決于用戶程序和輸入/輸出映像寄存器的內(nèi)容及其他各元件映像寄存器的內(nèi)容。PLC的種類繁多，但其組成結(jié)構和工作原理基本相同。用戶能靈活方便的進行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握?！　【幊谭椒ê唵巍　√菪螆D是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序?！　◇w積小，能耗低　　對于復雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/21/10。而組態(tài)軟件是一種成熟的軟件產(chǎn)品，主要用于工業(yè)現(xiàn)場的檢測，數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點是功能強大，易于二次組態(tài)開發(fā)，性能穩(wěn)定。在組態(tài)王中定義設備時選擇：西門子aS7200a自由口，設備地址為：2；⑵使用S7200的port0,port1口與組態(tài)王通訊時，還可以采用PPI協(xié)議，通過編程軟件搜索通訊參數(shù)為：9600,8,1，偶校驗。組態(tài)完成后生成的*.ldb文件將添加到CP中以啟動并初始化從站；● 通訊卡，在ProfibusDP通訊網(wǎng)中作為主站。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是在組態(tài)王中實現(xiàn)的。根據(jù)水位的變化實現(xiàn)對泵站水泵的啟停。以PLC為主機的控制系統(tǒng)豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高了系統(tǒng)的可能性。輸入/輸出點代碼和地址編號名稱代碼地址編號輸入信號A水位信號BGA水池水位下限信號BGL水池水位上線信號BGH消鈴按鈕SF9變頻器報警信號KFU試燈按鈕SF10B水位線BGBC水位線BGC1泵工頻運行輔助觸點2泵工頻運行輔助觸點3泵工頻運行輔助觸點4泵工頻運行輔助觸點輸出信號1泵工頻運行接觸器及指示燈QA1，PG11泵變頻運行接觸器及指示燈QA2，PG22泵工頻運行接觸器及指示燈QA3，PG32泵變頻運行接觸器及指示燈QA4，PG43泵工頻運行接觸器及指示燈QA5，PG53泵變頻運行接觸器及指示燈QA6,PG64泵工頻運行接觸器及指示燈QA7，PG114泵工變頻運行接觸器及指示燈QA8，PG12水池水位下限報警指示燈PG7變頻器故障報警指示燈PG8水位上限報警指示燈PG9報警電鈴PB變頻器頻率復位控制KF(EMG)控制變頻器頻率電壓信號VfAQW0從上面分析可以知道，系統(tǒng)共有輸入量12個，輸出量12個，以及模擬量電壓和流量。1. 主電路圖如圖34所示為電控系統(tǒng)主電路圖。圖中SF為手動/自動轉(zhuǎn)換開關，SF打在1的位置為手動控制狀態(tài)；打在2的位置為自動控制狀態(tài)。由于PLC為4個輸出點可作為一組共用一個COM端，而本系統(tǒng)有沒有一個單獨的COM端輸出組，所以通過一個中間繼電器KF的觸點對變頻器進行復頻控制。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達液位變送器等。 　　利用流體靜力學原理測量液位，是壓力傳感器的一項重要應用。 　　功能特點： 　　◆穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達 %FS/ 年。 　　◆安裝方便、結(jié)構簡單、經(jīng)濟耐用。 工作原理液壓傳感器的工作原理是壓力直接作用在傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應于這個壓力的標準信號。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 　　2. 測量范圍：在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。 　　7. 閾值：能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的被測量的最小變化量。 　　11. 輸入阻抗：在輸出端短路時，傳感器輸入的端測得的阻抗。 　　15. 滯后：在規(guī)定的范圍內(nèi)，當被測量值增加和減少時，輸出中出現(xiàn)的最大差值。 　　19. 靈敏度：傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。 　　23. 線性度：校準曲線與某一規(guī)定只限一致的程度。 　　27. 響應：輸出時被測量變化的特性。流量傳感器的工作原理超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。 　　另外，超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。 　　超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。 　　超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。它利用壓電材料的壓電效應，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上