浅谈供水系统中温度监控程序的设计

林伟宏 湛江市鉴江供水营运有限公司

浅谈供水系统中温度监控程序的设计

林伟宏 湛江市鉴江供水营运有限公司

供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。本文就湛江市鉴江供水采用的供水系统，简述该系统在生产运营中，运用温度监控程序，提高管理效率，保障安全、稳定供水。

供水系统 温度监控程序 安全供水

1 背景简介

宝钢湛江钢铁有限公司是宝钢股份的全资子公司，位于广东省湛江市东海岛工业园区，是宝钢为满足我国华南及东南亚地区市场需求而设立的现代化大型国有钢铁企业，如何保障宝钢的安全稳定用水，成为了鉴江供水公司的重要任务。

湛江市鉴江供水公司现通过供水系统为东海岛工业园区及生活区供水，现设计饮水规模5.0m3/s，装机4台（3用1备），单泵设计流量1.68m3/s，年供水量为1.58亿m3。

2 温度监控程序的初衷

供水系统又称为供水设备，是为解决由于压力不足，无法到达用户用水的高度或流量，而专门研发设计的新型环保节能的专业设备。供水系统一般由水泵机组，变频控制柜，压力传感器和一些辅件构成（如图1显示）。

在供水设备中电机内有绕组温度等，轴承温度等传感器对电机进行监控，考虑到电机散热主要靠鼓风机散热，为了更好地保护电机及变频器等发热量高的设备及部件，决定对供水设备增加一套温度监控程序，做到双保险，通过计算机不断监控关键部位的温度，提高供水设备的安全性能，保障宝钢的稳定用水。

3 温度监控程序的实施步骤

3.1 软硬件支持

程序设计时，采用的硬件有S7-300系统，因为这种系统适用于中等性能的控制要求，且有很高的电磁兼容性和抗振动、抗冲击能力，可以用于恶劣环境条件下的温度范围为-25～+70℃，有更强的耐振动和耐污染性能。编程软件上使用的是STEP 7和WINAC，STEP 7对所有的SIMATIC部件（包括PLC、远程I/O、HMI、驱动装置和通信网络等）进行硬件和通信连接组态、参数设置和编程，还有测试、启动、维护、文件建档、运行和诊断等功能。WINAC在PC（个人计算机）上实现了PLC的功能，突破了传统PLC开放性差、硬件昂贵、开发周期长、升级困难等束缚，可以实现控制、数据处理、通信、人机界面等功能。

3.2 设计思路

第一步：先新建一个项目，项目包括了自动控制系统中所有的数据，项目是以分层结构保存对象数据的文件夹，项目对象包括站对象和网络对象，站对象包含硬件、CPU和CP，CPU对象包含S7程序和连接对象，S7程序对象包含源文件、块和符号表。生成程序时自动生成一个空的符号表。块对象包含程序块、用户定义的数据类型（UDT）、系统数据和调试程序用的变量表(VTA)。系统数据用来保存和下载系统硬件组态和网络组态的信息。程序块包括逻辑块（OB、FB、FC、SFB、SFC）和数据块（DB），需要把它们下载到CPU，用于执行自动控制任务。生成项目时在块文件夹自动生成一个空的组织块OB1，其他块对象是用户生成的。

第二步：要实现温度监控控制的话，在S7中可以采用几种办法，但是都离不开模拟数据的转换（需用到FC105功能块），在这里用一种简单的方法举例说明。

图2

见图2，PIW100为温度器传感器输出端接入AI（模拟量输入）模块的地址，温度传感器工作电压为24V，输出电流为4～20mA，默认温度范围0～100摄氏度，故在程序中，根据温度传感器输出的电流（PIW100），设置范围（如图2中LO_LIM及HI_LIM所示）即0至100摄氏度，程序通过计算，在输出OUT端（地址为DB7.DBD0）显示出实际温度计显示的温度。

图3

见图3，使用一个比较程序（CMP>R），现假设温度超过所设定的70摄氏度时，则输出报警信号M100.1。报警信号可以在人机界面出显示出来，提示中控人员及时作出反应。

图4

见图4，当出现报警后，则给出一个输出信号Q100.0，输出信号可接现场的降温设备。以变频柜举例，温度超过设定值，出现报警后，变频柜内部的降温抽风系统将运行，可短时间将温度降下来，从而确保了变频柜的安全使用。

4 结语

鉴江公司的供水系统，使用功率较大，发热量高，单靠运行人员的巡检，不一定能够察觉设备的异常变化。通过增加的温度监控程序，具有几点优势：

①可以提高运行人员的工作效率。

②监视供水系统的重点部位，降低设备的故障率。

③保障对宝钢的安全稳定供水。

随着计算机技术的发展，智能化水平的提高，在工业制造业中越来越多的智能化设备代替高强度的劳动力。通过不断完善控制程序，供水系统的安全运行必将更上一个台阶。

[1]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[V],北京：机械工业出版社,2008.5

林伟宏（1984—），性别：男，民族：汉，工作单位：广东省湛江市鉴江供水营运有限公司（职位：生产运营部部长），学历：本科，职称：计算机工程师，研究方向：计算机控制及优化。